层状聚合物复合材料的傅立叶变换红外光声光谱深度剖析研究

摘要

材料对于人类社会的发展非常重要。随着科技的进步单一材料已经不能满足要求，复合材料应运而生，层状聚合物复合材料就是其中的一大类。对于层状材料和不均匀材料，不同深度的样品组成不同，对其进行系统研究有着非常重要的意义。光声光谱是进行深度剖析研究最适合的方法之-。本论文对红外光声光谱的原理进行了系统的阐述，并采用快扫描和步进扫描相调制傅立叶变换红外光声光谱法对连续和不连续变化的层状聚合物复合材料进行无损深度剖析。 自粘合膜是一种不连续变化的层状复合材料，在生产、生活以及一些高科技领域中被广泛应用。论文第三章采用快扫描和步进扫描相调制傅立叶变换红外光声光谱法研究了三种厚度的SBS/PET双层自粘合膜复合材料。由快扫描模式比较了相同和不同速度时单一样品以及样品间的光谱变化，对表层和底层材料的组成以及表层SBS膜的厚度进行了区分。采用步进扫描相调制模式获得了样品表层和底层明确的分子信息，通过相旋转得到任意层的光谱信息，通过相谱分析得到不同峰的空间起源，并精确计算出表层厚度，实现了对层厚低于红外空间分辨率的样品层光谱信息的识别。进一步，结合广义二维相关分析将重叠峰的空间起源区分开来。 聚乙烯和聚丙烯被广泛用于众多领域，其光氧化降解过程一直是一个热点问题。论文第四章将光氧化降解的聚烯烃视为连续变化的层状材料，采用快扫描和步进扫描相调制傅立叶变换红外光声光谱对其进行深度剖析。研究表明，受到紫外光照射后样品在3500～2500、1850～1650cm-1区域产生新的吸收峰，且峰强度随光照时间的增长而增大。快扫描研究表明聚乙烯的氧化产物为不饱和酸、羧酸、酯、酸酐和γ-内酯；聚丙烯的为不饱和酸、羧酸、酮、酯和酸酐，而且氧化产物随光照时间的延长在不断变化。步进扫描相旋转和相谱分析的研究表明聚丙烯在光照20h时光氧化深度已经超过了光声进样深度（400HZ时），结合红外显微成像分析能对更大的氧化深度进行研究。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 文献综述

1.1前言

1.2层状聚合物复合材料

1.2.1自粘合膜层状材料

1.2.2光氧化层状材料

1.3傅立叶变换红外光谱技术

1.3.1红外光谱的原理

1.3.2傅立叶变换红外光谱仪

1.4傅立叶变换红外光谱新技术

1.4.1傅立叶变换红外光谱显微成像技术

1.4.2衰减全反射-傅里叶变换红外光谱法

1.4.3漫反射-傅立叶变换红外光谱仪

1.4.4二维相关红外光谱

1.5傅立叶变换红外光声光谱

1.5.1光声效应及其发现

1.5.2光声光谱早期的发展

1.5.3红外光声光谱的应用

1.5.4红外光声光谱技术的局限性

1.6本论文的主要内容和创新点

第二章红外光声光谱的原理

2.1光声效应的原理

2.1.1光声信号的产生

2.1.2光和热波的强度变化

2.2热扩散方程

2.3光声信号的相位和相位差

2.4快扫描和步进扫描相调制红外光声光谱原理

2.4.1快扫描红外光声光谱原理

2.4.2步进扫描相调制红外光声光谱原理

2.5强吸光样品光谱中存在的问题

第三章SBS／PET层状材料的红外光声光谱深度剖析

引言

3.1快扫描红外光声光谱研究SBS／PET双层复合材料

3.1.1实验部分

3.1.2结果与讨论

3.2 SBS／PET复合材料的步进扫描红外光声光谱深度剖析研究

3.2.1实验部分

3.2.2结果与讨论

本节小结

3.3小结

第四章 聚烯烃光氧化降解的红外光声光谱研究

引言

4.1快扫描红外光声光谱研究聚烯烃的光氧化降解

4.1.1实验部分

4.1.2结果与讨论

本节小结

4.2步进扫描相调制红外光声光谱研究聚烯烃的光氧化降解

4.2.1实验部分

4.2.2结果与讨论

4.2.3本节小结

4.4小结

第五章结论

参考文献

附 录

致谢

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