拉曼光谱在高分子材料中的应用
拉曼光谱可提供聚合物材料结构方面的许多重要信息。如分子结构与组成、立体规整性、结晶与去向、分子相互作用,以及表面和界面的结构等。从拉曼峰的宽度可以表征高分子材料的立体化学纯度。如无规立场试样或头-头,头-尾结构混杂的样品,拉曼峰是弱而宽,而高度有序样品具有强而尖锐的拉曼峰。
研究内容包括:
(1)化学结构和立构性判断:
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拉曼光谱在高分子材料中的应用
拉曼光谱可提供聚合物材料结构方面的许多重要信息。如分子结构与组成、立体规整性、结晶与去向、分子相互作用,以及表面和界面的结构等。从拉曼峰的宽度可以表征高分子材料的立体化学纯度。如无规立场试样或头-头,头-尾结构混杂的样品,拉曼峰是弱而宽,而高度有序样品具有强而尖锐的拉曼峰。
研究内容包括:
(1)化学结构和立构性判断:高分子中的C=C、C-C、S-S、C-S、N-N等骨架对拉曼光谱非常敏感,常用来研究高分子的化学组份和结构。
(2)组分定量分析:拉曼散射强度与高分子的浓度成线性关系,给高分子组分含量分析带来方便。
(3)晶相与无定形相的表征以及聚合物结晶过程和结晶度的监测。
(4)动力学过程研究:伴随高分子反应的动力学过程如聚合、裂解、水解和结晶等。相应的拉曼光谱某些特征谱带会有强度的改变。
(5)高分子取向研究:高分子链的各向异性必然带来对光散射的各向异性,测量分子的拉曼带退偏比可以得到分子构型或构象等方面的重要信息。
(6)聚合物共混物的相容性以及分子相互作用研究。
(7)复合材料应力松弛和应变过程的监测。
(8)聚合反应过程和聚合物固化过程监控。
拉曼光谱技术在检测领域的应用
每种拉曼光谱在其应用领域均有其特殊优势,共焦显微拉曼光谱技术可以实现样品微区的剖层分析;空间偏移拉曼光谱技术能够有效抑制包装材料的拉曼干扰,实现了对透明或半透明介质内不同深度样品分析;表面增强拉曼光谱技术可以实现的痕量检测;便携式拉曼光谱仪能够现场在线监测,具有、便捷、准确率高、高度安全性等优势。
拉曼光谱的特征
1. 对不同物质Raman 位移不同;
2.对同一物质Δν与入射光频率无关;是表征分子振-转能级的特征物理量;是定性与结构分析的依据;
3.拉曼线对称地发布在瑞利线两侧,长波一侧为斯托克斯线,短波一侧为反斯托克斯线;
4.斯托克斯线强度比反斯托克斯线强;
拉曼谱图的构成和特征一张拉曼谱图通常由一定数量的拉曼峰构成,每个拉曼峰代表了相应的拉曼位移和强度。每个谱峰对应于一种特定的分子键振动,其中既包括单一的化学键,例如C-C,C=C,N-O,C-H等,也包括由数个化学键组成的基团的振动,例如苯环的呼吸振动、多聚物长链的振动以及晶格振动等。
拉曼光谱可以提供样品化学结构、相和形态、结晶度及分子相互作用的详细信息。
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