高分子材料是材料領(lǐng)域之中的*,但其發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他傳統(tǒng)材料。不同結(jié)構(gòu)的高分子材料及其各式各樣的用途在許多領(lǐng)域中找到了應(yīng)用,滿足了不同行業(yè)的需求。然而,由于各種環(huán)境因素的綜合作用,老化現(xiàn)象不可避免地出現(xiàn)在各個(gè)環(huán)節(jié),影響材料的性能和壽命等。及時(shí)快速地對(duì)高分子材料進(jìn)行檢測(cè)已經(jīng)成為日益迫切的需求。
日本tohoku electronic industrial公司生產(chǎn)的超高靈敏度材料氧化分析儀(cla)已被廣泛應(yīng)用于日本各高校、企業(yè),*,且在日本已開(kāi)發(fā)出行業(yè)使用標(biāo)準(zhǔn)(如下圖)。
1. 何為超高靈敏度材料氧化分析儀(cla)?
樣品(如高分子材料、藥品、食品等)在加熱條件下發(fā)生氧化反應(yīng),產(chǎn)生過(guò)氧自由基。自由基經(jīng)由降解,產(chǎn)生激發(fā)態(tài)化合物。當(dāng)激發(fā)態(tài)化合物發(fā)生躍遷時(shí),能量以光和熱的形式散發(fā),產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光。cla可通過(guò)檢測(cè)化學(xué)發(fā)光來(lái)分析材料的氧化反應(yīng)與降解程度。
圖1 超高靈敏度材料氧化分析儀(cla)
圖2 cla工作原理
2. 超高靈敏度材料氧化分析儀(cla)如何實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)?
cla采用光電倍增管(pmt)為檢測(cè)器,當(dāng)高分子材料處于老化反應(yīng)初期時(shí),極微弱化學(xué)發(fā)光產(chǎn)生1st peak。cla可捕捉到1st peak,實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)。通過(guò)對(duì)1st peak的檢測(cè),可快速判斷出同一材料內(nèi),不同抗氧化劑的性能,縮短了工作時(shí)間,提高了工作效率。
圖3 cla實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)
由圖3可知,在高分子材料老化的不同時(shí)期,可依據(jù)不同的變化采用各種方法進(jìn)行表征檢測(cè),但唯有cla可在氧化物生成初期,通過(guò)檢測(cè)化學(xué)發(fā)光,從而實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)。
圖4 cla實(shí)現(xiàn)1st peak檢測(cè)
由圖4可知,三種不同材料的1st peak與各自的氧化誘導(dǎo)期(oit)呈相同的趨勢(shì)。通過(guò)比較可知,不同材料的1st peak與其oit呈相同趨勢(shì)。僅僅通過(guò)幾分鐘的檢測(cè),便可實(shí)現(xiàn)oit的比較,*縮短了檢測(cè)時(shí)間。
3. 超高靈敏度材料氧化分析儀(cla)的功能應(yīng)用
cla可檢測(cè)高分子材料的氧化誘導(dǎo)期(oit)和氧化誘導(dǎo)溫度(動(dòng)態(tài)oit),實(shí)現(xiàn)對(duì)不同高分子材料性能的快速檢測(cè);檢測(cè)老化反應(yīng)初期微弱的氧化反應(yīng),判斷材料的老化程度和不同抗氧化劑的性能。
圖5 cla檢測(cè)高分子材料的oit
圖6 cla具有程序升溫系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)高分子材料的動(dòng)態(tài)oit的檢測(cè)
4. 超高靈敏度材料氧化分析儀(cla)的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)
i. 采用光電倍增管pmt,具有*的靈敏度(50 photons/cm-2/sec)
ii. 可檢測(cè)熔點(diǎn)以下的氧化反應(yīng)
iii. 可檢測(cè)不同狀態(tài)的樣品,包括固態(tài)、液態(tài)
iv. 多功能(加熱, 攪拌, 氣氛轉(zhuǎn)換, 輻射, 流動(dòng)相, 恒溫與變溫實(shí)驗(yàn))
v. 可預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,大大降低實(shí)驗(yàn)時(shí)間
vi. 操作簡(jiǎn)單,維護(hù)簡(jiǎn)便,*方便用戶的使用
超高靈敏度材料氧化分析儀(cla)可以通過(guò)檢測(cè)極微弱化學(xué)發(fā)光來(lái)分析材料的氧化反應(yīng)與降解程度,不僅可以在氧化初期進(jìn)行檢測(cè),*縮短檢測(cè)的時(shí)間,還可以檢測(cè)材料的氧化誘導(dǎo)時(shí)間(oit)、氧化初始溫度(oot),使用功能豐富,可廣泛應(yīng)用于高聚物、食品和生物化學(xué)領(lǐng)域。由cla所測(cè)數(shù)據(jù)在polym. degrad. stab.;j. anal. sci. methods & instru.;eur. polym. j.;react. funct. polym.等雜志均有數(shù)據(jù)引用。
5. 超高靈敏度材料氧化分析儀(cla)在國(guó)內(nèi)的使用情況
繼超高靈敏度材料氧化分析儀(cla)進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)以來(lái),目前已分別在清華大學(xué)化工系、北京極易化工公司安裝使用,quantum design中國(guó)子公司已與清華大學(xué)建立合作實(shí)驗(yàn)室,提供免費(fèi)測(cè)樣服務(wù)。
圖7 清華大學(xué)cla實(shí)驗(yàn)室