红外光谱法测定环氧树脂的环氧值.pdf

1、化 学 计 量 年 , 第 卷 , 第 期红 外 光 谱 法 测 定 环 氧 树 脂 的 环 氧 值张 银 生 尤 瑜 升 冀 克 俭 谭 文 秀国 防 科 工 委 化 学 计 量 一 级 站 , 济 南提 要 介 绍 了 用 红 外 光 讲 法 浏 定 环 衷 树 脂 的 原 理 、 试 脸 条 件 和 允 许 差 , 以 及 该 方 法 在 环 氧 树 脂及 其 预 浸 杆 质 黄 技 制 方 面 的 应 用 。关 词 红 外 光 讲 坏 筑 树 脂 预 浸 抖 质 黄 撞 制引 言环 氧 值 是 指 树 脂 中 环 氧 基 的 摩 尔数 。 环 氧 值 的 大 小 是 环 氧 树 脂 的

2、 主 要 技 术 指标 之 一 。 环 氧 值 测 定 方 法 中 最 经 典 的 一 种 是盐 酸 砒 吮 法 , 其 它 还 有 盐 酸 丙 酮 法 、 高 氯 酸 滴定 法 、 盐 酸 二 氧 六 环 法 等 、 。 目 前 盐 酸 丙 酮法 广 泛 应 用 于 二 酚 基 丙 烷 型 环 氧 树 脂 环 氧 值的 测 定 。 但 该 法 的 反 应 时 间 长 , 应 用 范 围 较窄 , 难 以 测 定 高 分 子 量 的 固 体 环 氧 树 脂 环 氧值 。 等 学 者 用 红 外 光 谱 法 测定 环 氧 树 脂 的 环 氧 值 以 , 这 种 方 法 是 利 用 环氧 基 在

3、近 红 外 区 的 特 征 吸 收 峰 进 行 定 量 分 析的 一 种 方 法 。 它 不 但 可 以 分 析 环 氧 树 脂 体 系中 环 氧 基 团 的 含 量 , 而 且 可 以 分 析 环 氧 树 脂的 结 构 特 征 和 有 无 杂 质 存 在 。 年 代 末 期 ,美 国 在 进 行 了 大 量 的 复 合 材 料 性 能 表 征 研 究工 作 之 后 , 于 年 代 将 红 外 光 谱 技 术 用 作 环氧 树 脂 及 其 预 浸 料 的 质 量 控 制 , 并 制 订 了 相应 的 测 试 标 准 。原 理一 定 律 是 红 外 光 谱 法 定 量分 析 的 基 础 。 当

4、应 用 于 一 个 有 个 组 分 的 混合 物 时 , 该 定 律 可 以 用 下 列 方 程 式 表 示、 “ , , 肠 ,式 中、 样 品 在 波 长 又 处 的 吸 光 度内 一 组 件 , 在 波 长 义 处 的 吸 光 度 “, , , 组 分 的 浓 度 一 , , , ,一 一 样 品 的 厚 度 。每 个 组 分 选 择 一 个 波 长 , 根 据 公 式 为每 个 波 长 列 一 个 方 程 , 个 波 长 就 得 到 一 组个 方 程十 。 值 , 即 在 波 长 入 处 的 吸 光 度 , 是 待 测 样品 的 测 定 值 组 分 在 波 长 , 处 的 吸 收 系数

5、 是 通 过 测 定 由 这 些 组 分 合 成 的 混 和 物 或纯 组 分 而 确 定 的 值 为 样 品 厚 度 , 是 已 知的 , 因 此 由 公 式 组 成 的 个 方 程 式 就 可 以解 出 未 知 的 个 浓 度 , 。对 环 氧 树 脂 样 品 来 讲 试 样 形 状 为 薄 膜或 压 片 , 由 于 不 易 获 得 样 品 厚 度 的 精 确数 值 , 这 时 可 以 采 用 比 较 法 , 以 便 消 除 厚 度 因子 。 把 分 析 谱 带 的 吸 光 度 与 内 标 谱 带 的 吸光 度 进 行 比 较 , 得 到, ,式 中 环 氧 基 分 析 波 长 的 吸 光

6、 度收 稿 日 期 一 一张 银 生 等 红 外 光 谱 法 测 定 环 氧 树 脂 的 环 氧 值 苯 基 分 析 波 长 的 吸 光 度 环 氧 基 在 分 析 波 长 处 吸 收 系 数 苯 基 在 分 析 波 长 处 的 吸 收 系 数 环 氧 基 的 浓 度 苯 基 的 浓 度内匀,生自内了了山八上 ,几 比 例 系 数 环 氧 值 。吸 光 度 比 值 可 测 定 , 用 已 知 环 氧值 的 环 氧 树 脂 来 校 正 吸 光 度 比 值 , 求 得 比 例系 数 , 这 样 就 可 以 用 红 外 光 谱 法 测 定 环 氧 树脂 的 环 氧 值 。实 验仪 器 与 试 剂红

7、外 分 光 光 度 计 一 型 , 公司 制 造 , 波 数 一 一 丙 酮 分 析 纯 。材 料环 氧 树 脂 二 酚 基 丙 烷 环 氧 树 脂 一 、一 、 一 、 一 和 一 、 酚 醛 多 环 氧树 脂 一 和 缩 水 甘 油 胺 型 环 氧 树 脂一 , 均 由 无 锡 树 脂 厂 生 产 。环 氧 树 脂 体 系 由 环 氧 树 脂 一 、 固化 剂 等 组 成 。预 浸 料 由 高 强 度 玻 璃 纤 维 和 环 氧 树脂 体 系 组 成 。 用 缠 绕 法 制 备 , 其 树 脂 平 均 含 量为 , 厚 度 为 。高 强 度 玻 璃 纤 维 南 京 玻 璃 纤 维 研 究设

8、 计 院 生 产 。实 验 条 件样 品 制 备将 少 量 固 体 或 液 体 环 氧 树 脂 样 品 溶 于 丙酮 中 , 将 环 氧 树 脂 溶 液 涂 覆 于 氯 化 钠 晶 体 片上 , 使 丙 酮 挥 发 。 试 样 厚 度 应 能 使 分 析 波 长 的透 过 率 为 。分 析 波 长本 方 法 选 用 的 分 析 波 长 为 环 氧 基 团 的 特征 吸 收 峰 一 和 苯 基 的 特 征 吸 收 峰一 。吸 光 度 测 量 川按 一 中 的 基 线 法 和 积 分 强 度法 测 量 环 氧 基 和 苯 基 分 析 波 长 的 吸 光 度 。 环 或 指 数 计 算将 环 氧 基

9、 的 吸 光 度 除 以 苯 基 的 吸 光 度 即为 环 氧 指 数 。 由 于 吸 光 度 测 量 有 基 线 法 和 积分 强 度 法 两 种 方 法 , 所 以 有 两 种 环 氧 指 数 值 。结 果 与 讨 论环 氛 指 数 和 环 氛 值 之 间 的 关 系对 不 同 环 氧 值 五 种 牌 号 的 二 酚 基 丙 烷 型环 氧 树 脂 型 进 行 环 氧 指 数 和 环 氧 值 测定 , 结 果 见 表 。表 环 妞 树 脂 的 环 级 指 橄 和 环 级 值牌 号 环 氧 指 数 环 氧 值一一一一一。注 采 用 积 分 强 度 法 计 算 环 氧 指 数采 用 盐 酸 丙

10、酮 法 测 定 环 氧 值 。对 于 型 环 氧 树 脂 , 根 据 表 中 的 数 据 ,用 最 小 二 乘 法 可 求 得 环 氧 指 数 和 环 氧 值 之 间的 方 程 式 和 相 关 系 数 一 , 对 五 个数 据 点 , 置 信 水 平 下 , 相 关 系 数 的 临 界 值为 , 由 此 可 知 , 环 氧 指 数 和 环 氧 值 之 间的 线 性 关 系 是 显 著 的 见 图 。 方 程 式 为式 中 型 环 氧 树 脂 的 环 氧 值 , 型 环 氧 树 脂 的 环 氧 指 数 。户 一八性 介妇 ,氏以认恻嘛氏环 氧 指 数 几 劝 、图 二 酚 墓 丙 烷 型 环 氧

11、 树 脂 的 环 氧 指 数 和 环 氧 值 的 关 系化 学 计 年 , 第 卷 , 第 期允 许 差试 脸 结 果选 择 三 种 典 型 的 环 氧 树 脂 一 , 一, 一 进 行 允 许 差 试 验 。 试 验 程 序 按一 的 原 理 幻 进 行 。 试 验 要 求 在 不同 日 期 内 由 一 个 操 作 员 完 成 五 次 重 复 的 六 套共 次 试 验 , 每 套 试 验 采 用 同 一 台 仪 器 。 测定 值 的 汇 总 及 检 验 、 标 准 偏 差 和 平 均 值 计 算 、检 验 及 允 许 差 的 计 算 等 按 一 执行 。 一 环 氧 树 脂 的 红 外 光

12、谱 见 图 。 用基 线 法 测 定 的 吸 光 度 可 用 峰 高 值 表 示 , 用 积分 强 度 法 测 量 的 吸 光 度 可 用 峰 面 积 表 示 。二侧长彭、扎扒欠岭健牙、彩织嵘旨二 、 常 温 、 低 温 贮 存 过 程 中树 脂 体 系 的 环 氧 指 数 值 , 以 环 氧 指 数 对 贮 存期 作 图 见 图 , 由 图 可 知 , 预 浸 料 在 不 同温 度 贮 存 过 程 中 , 树 脂 体 系 的 环 氧 指 数 值 变化 速 率 与 温 度 高 低 关 系 极 大 。 在 下 面 给 定 的树 脂 预 固 化 度 范 围 内 , 即 高 温 和 常 温 贮 存

13、过程 中 , 树 脂 预 固 化 度 在 以 内 , 低 温 贮 存 过程 中 树 脂 预 固 化 度 在 以 内 , 环 氧 指 数 和贮 存 期 之 间 呈 线 性 关 系 , 用 最 小 二 乘 法 可 分别 求 得 三 种 条 件 下 的 方 程 式 。 根 据 各 方 程 式 ,可 求 出 环 氧 指 数 值 与 贮 存 温 度 之 间 的 相 关性 。 预 浸 料 树 脂 的 预 固 化 度 在 以 下 范 围内 , 条 件 下 贮 存 , 相 当 于 贮 存树 脂 预 固 化 度 在 以 下 范 围 内 , 条 件 下 贮 存 , 相 当 于 贮 存 。这 给 预 浸 料 的 质

14、 量 控 制 , 即 选 择 合 理 的 贮 存条 件 提 供 了 科 学 依 据 。波 数 成 一 图 一 。 环 权 树 脂 的 红 外 光 谱 图环 软 树 脂 环 软 指 数 允 许 差 试 验 结 果 见 表。 由 表 可 知 , 用 积 分 强 度 法 测 定 三 种 环 氧树 脂 环 氧 指 数 的 相 对 允 许 差 为 , 而 基线 法 的 相 对 允 许 差 为 。 积 分 强 度 法 测定 环 氧 指 数 的 相 对 允 许 差 比 基 线 法 的 低 得多 , 所 以 推 荐 用 积 分 强 度 法 测 定 环 氧 树 脂 环氧 指 数 。农 环 扭 树 班 环 妞 指

15、 橄 的 允 许 理曰 ,贮 存 时 间 矛 刁, 名 , 魏 潜 绝 。 许 相 对 充 许 差一一。计 算 方 法羞 线 法积 分 百 度 法墓 线 法权 分 强 度 法基 缘 法权 分 吸 度 法预 漫 料 试 验 结 果测 定 玻 瑞 纤 维 一 环 氧 树 脂 预 浸 料 在 高 温一 高 温 , 一 常 沮 , 一 低 温 图 玻 确 纤 维 一 环 载 树 脂 预 怪 料 在 不 同 沮 度 下环 氧 指 数 值 与 贮 存 期 的 关 系将 上 述 用 红 外 光 谱 法 测 定 的 预 浸 料 在 贮存 过 程 中 树 脂 环 氧 指 数 的 变 化 规 律 与 预 浸 料树

16、 脂 不 可 溶 分 含 量 按 一 测 定 的变 化 规 律 相 比 较 , 其 变 化 规 律 是 基 本 一 致 的 。红 外 光 谱 法 作 为 一 种 预 浸 料 质 量 控 制 方 法 是合 适 的 。 用 红 外 光 谱 法 测 定 预 浸 料 贮 存 过 程中 环 氧 树 脂 环 氧 指 数 值 与 复 合 材 料 力 学 性 能之 间 的 关 系 , 可 以 直 观 地 确 定 预 浸 料 的 贮 存期 。结 论用 红 外 光 谱 法 测 定 环 氧 树 脂 的 环 氧指 数 时 , 积 分 强 度 法 的 相 对 允 许 差 比 基 线 法的 低 得 多 , 所 以 推 荐

17、 用 积 分 强 度 法 测 定 环 氧、 ,声弓八钊口自 ,叨了一 ,刹乙幼甘 亡口张 银 生 等 红 外 光 谱 法 测 定 环 氧 树 脂 的 环 氧 值月了树 脂 环 氧 指 数 。用 红 外 光 谱 法 测 定 环 氧 树 脂 的 环 氧指 数 时 , 三 种 环 氧 树 脂 的 相 对 允 许 差 不 同 。一 的 相 对 允 许 差 最 小 , 一 的 次之 , 一 的 最 大 。用 红 外 光 谱 法 测 定 环 氧 树 脂 环 氧 指数 试 验 方 法 , 可 以 用 于 环 氧 树 脂 及 其 预 浸 料的 质 量 控 制 。参 考 文 献陈 南 勋 等 理 化 分 析 测

18、 试 指 南 高 分 子 材 料 分 析 技 术 分册 , 北 京 国 防 工 业 出 版 社 , ,高 抓 酸 滴 定 法 侧 定 环 氧 值 试 脸 方 法一 一 盐 酸 丙 门 法 侧 定 环 暇 值 试 脸 方 法, , , ,杨 学 衡 复 合 材 料 国 外 标 准 汇 编 北 京 中 国 环 境 科 学 出版 社 ,。 一 化 工 产 品 红 外 光 谱 定 分 析 方 法 通 则一 化 工 产 品 试 脸 方 法 精 密 度 室 间 试 脸 重 复 性和 再 现 性 的 确 定张 兰 芳 化 工 标 准 化 与 质 监 份 , ,乙、 乙一 , , , ,毯 宙 忍 宙 妞 召

19、 屯 召 弓 分 乡 矛 翻 刘 叱 次 翰 滋 喻 弓 召 心 侣 弓 召 越 宙 越 召 越 右 妞 侣 月 召 屯 侣 吧 嘴 召 宙 越 宙 召 雷 超 召 名 分 咖 妇 拓 泌 喻 越 佗 越 右 越 嘴 召 宙上 接 第 页射 的 共 振 谱 线 , 产 生 自 吸 现 象 自 吸 变 宽 , 此时 由 一 条 谱 线 变 为 两 条 , 使 仪 器 的 灵 敏 度 大大 降 低 。 灯 电 流 太 小 , 灯 的 能 量 低 , 放 电 不 稳定 , 要 达 到 规 定 的 能 量 , 势 必 增 大 光 谱 带 宽 和负 高 压 , 使 信 噪 比 和 稳 定 性 下 降 。

20、经 实 验 , 检 定 专 用 灯 国 防 科 工 委 化 学 计量 一 级 站 检 定 的 国 产 灯 灯 电 流 除 砷 灯 和 艳灯 用 一 外 , 其 它 元 素 灯 用 一灯 电 流 为 宜 。 结 束 语检 定 规 程 一 般 情 况 下 对 大 多 数 仪 器 是 适用 的 , 但 对 特 殊 情 况 应 做 具 体 分 析 , 不 要 轻 易下 不 合 格 的 结 论 。参 考 文 献邢 德 林 原 子 吸 收 分 光 光 度 计 结 构 原 理 、 安 装 、 使 用 、 维修 、 保 养 及 检 定 国 防 化 学 计 一 级 站 ,李 盛 亮 原 子 吸 收 光 谱 法

21、上 海 科 学 技 术 出 版 社 ,一 。 原 子 吸 收 分 光 光 度 计 国 家 检 定 规 程, 明 雌, , , ,砚 魂 毯 宙 忍 各 卜 沁 名 刽 叱 隆 含 取 映 嘴 各 超 准 魂 屯 嘴 魂 越 嘴 屯 布 越 月 召 召 食 替 今 翻 卜 加 冲 沁 沮 喻 嗯 公 每 分 翻 创 匀 升 沁 沁 随 匆电 导 仪 检 定 规 程 审 定 会 在 北 京 召 开国 家 技 术 监 督 局 于 一 一 在 北 京 正 式 出 版 发 行 。召 开 了 电 导 仪 检 定 规 程 审 定 会 与 会 专 家 对 国 家 标 电 导 仪 检 定 规 程 将 替 代 原 电 导 仪 试 行 规 程 , 其准 物 质 研 究 中 心 编 制 的 检 定 规 程 进 行 了 严 格 审 查 , 技 术 要 求 及 检 定 方 法 更 加 全 面 、 可 行 , 能 满 足 新 型 仪编 制 组 根 据 专 家 意 见 对 规 程 部 分 内 容 作 了 补 充 、 修 器 的 检 定 要 求 。 这 对 我 国 量 值 传 递 的 准 确 、 统 一 必 将改 和 调 整 , 最 后 通 过 了 技 术 审 定 该 规 程 预 计 十 月 份 起 到 可 靠 的 保 证 作 用 。 孙 故