Access Agilent 电子期刊（2015 年 1 月）

用于聚合物分析的快速、便携式 FTIR

作者：John Seelenbinder
安捷伦移动式测量 FTIR 产品营销经理

必须准确标识由聚合物制成的聚合物材料或产品，以符合性能指标并实现预期用途。然而，聚合物适用性测定面临着配方种类极其多样以及全球制造商和经销商日益增多的挑战。

FTIR（傅立叶变换红外光谱）是一种灵敏的特异性分子分析方法，非常适合用于对聚合物、塑料、合成橡胶、复合材料和涂层进行可靠的鉴定。借助 FTIR，可以验证材料的种类、检测仿造品，确保满足总体质量和配方指标特性，还可以测定添加剂存在与否。在本文中，我们介绍了能够展示 FTIR 用于聚合物分析价值的三个实例，其内容选自内容全面的安捷伦应用简报。

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图 1. Agilent MicroLab 软件显示了未知样品的谱图和鉴定结果及谱库中最匹配的谱图

快速可靠地进行材料鉴定

不同种类的聚合物材料具有相似的结构，但在配方上的一些人为细小变化使这些化合物具有不同的用途和性质。FTIR 特别适用于这些高级材料的可靠鉴别。最近上市的安捷伦手持式和便携式 FTIR 分析仪为聚合物、塑料、合成橡胶及复合材料的分析增加了一种新的手段。

图 1 显示了如何使用 Agilent 4300 手持式 FTIR 鉴定来自电子设备废弃物的聚合物材料。完成未知样品测量后，Agilent MicroLab Mobile FTIR 软件将自动搜索机载光谱数据库中最匹配的谱图。图中显示了未知样品的谱图及鉴定结果，及谱库中最匹配的谱图和匹配度。欲了解本应用的完整详情，可查阅免费提供的安捷伦出版物 5991-4122CHCN。

只需进行简单的样品前处理即可测定邻苯二甲酸酯浓度

许多常见的塑料消费产品中含有高浓度的有毒化学添加剂邻苯二甲酸酯。邻苯二甲酸酯用作增塑剂，使塑料更易弯曲、经久耐用和柔软。一般情况下，将 15% 至 30% 的邻苯二甲酸酯添加到基础聚合物（如聚氯乙烯 (PVC)、乙烯树脂及其他广泛使用的聚合物）中。由于增塑剂与聚合物之间不存在化学键，因此增塑剂很容易释放出来，污染周围的环境或被人类误食。

在美国，消费者产品安全委员会 (CPSC) 已开发出用于测量邻苯二甲酸酯的标准操作程序。其中指定 FTIR 作为测定总邻苯二甲酸酯污染物的可选预筛方法。CPSC 浓度限值（六种禁用邻苯二甲酸酯均为 0.1%）以儿童玩具或儿童护理产品的单个塑料部件计算。

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图 2. Agilent 4500a FTIR 显示由塑化 PVC 制成的玩具马中存在极高含量的邻苯二甲酸酯

可使用 Agilent FTIR 分析仪和相关的校准方法，准确测定塑料中低至 0.1% 的邻苯二甲酸酯浓度。这种技术和测量方法的有机结合，仅需极少甚至无需样品前处理，即可快速筛查大量零件和物品。独立便携的 Agilent 4500a FTIR 是邻苯二甲酸酯筛查和塑料鉴定的首选仪器。图 2 显示了儿童玩具分析的典型结果。更多信息，请查阅安捷伦出版物 5991-3649CHCN。

Agilent 4500 聚合物鉴定套装是一套完整的分析仪，能够进行材料的可靠鉴定以及邻苯二甲酸酯浓度分析。该套装包括 4500 仪器、聚合物谱库以及用于测定 PVC 塑料中邻苯二甲酸酯的已校准方法。它提供了一套聚合物分析的完整移动式解决方案。

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图 3. FTIR PE-PP 共混物校准谱图的叠加脂肪族弯曲区域提供了 PE-PP 共混物中的 PE 百分比

在偏远地区测量聚合物组成

聚乙烯 (PE) 以其低成本和通用的物理性质成为最常用的一组热塑性聚合物。PE 与聚丙烯 (PP) 共混后可改善其物理性质，例如低温冲击性能。这些共混物的组成影响其性能，适当混合纯聚合物（PE 和 PP）能够减少对合成成本高昂的新型嵌段共聚物的需求。了解这些共混物的组成对于循环利用废弃物和废料中的聚烯烃也至关重要。

在一个选自安捷伦出版物 5990-9785EN 的实例中，我们使用 Agilent Cary 630 FTIR 检测 PE-PP 共混物（图 3）。定量分析 PE 百分比的方法使用甲基 1376 cm^-1（主要为 PP）谱带与 1462 cm^-1（甲基和亚甲基弯曲）谱带之比。尽管最初设计为实验室应用，但借助 Agilent 4500 系列便携式 FTIR 能够将该分析扩展用于工厂和偏远位置。