D5 FTIR/Raman-Spektroskopie

Thema

Die FTIR-Spektroskopie, die erste der beiden in diesem Modell beschriebenen experimentellen Methoden, beleuchtet das Polymer mit Infrarotlicht und erfasst die Absorption der charakteristischen Banden, die jede seiner funktionellen Gruppen im selben Spektrum erzeugt. Gemäß dem Lambert-Beer'schen Gesetz ist die Absorption jeder charakteristischen Bande proportional höher. Eine höhere Konzentration der entsprechenden funktionellen Gruppe oder eine größere Dicke der Probe, die von der FTIR-Spektroskopie durchdrungen wird, führt zu einer proportional höheren Absorption in derselben Bande. Ist eine bestimmte funktionelle Gruppe in diesem Polymer in höherer Konzentration vorhanden, zeigt die zugehörige charakteristische Bande gemäß dem Lambert-Beer'schen Gesetz folglich eine höhere Absorption.

Das Verhältnis der Absorptionen eines spezifischen Bandenpaares im selben Spektrum, das aufgrund seiner Sensitivität gegenüber der Konformation der Polymerketten ausgewählt wurde, bestimmt den Kristallinitätsindex des Polymers. Dieser Index beschreibt ein weiteres Modell dieses Materials detaillierter: Je geordneter die Polymerketten in kristallinen Phasen vorliegen, desto stärker verschiebt sich dieses Bandenverhältnis in Richtung der Bande, die mit dieser geordneten Konformation assoziiert ist, und desto höher ist folglich der Kristallinitätsindex. Umgekehrt ist der Kristallinitätsindex niedriger, wenn sich dieses konformationssensitive Bandenverhältnis in Richtung der Bande verschiebt, die mit der ungeordneten Konformation assoziiert ist.

Daher verfolgt dieses Modell mithilfe der FTIR-Spektroskopie und des Bandenverhältnisses, mit dem es geöffnet wurde, auch den entsprechenden Umwandlungsgrad über eine spezifische reaktive Bande innerhalb desselben Spektrums, sei es für dasselbe Polymer während der Aushärtung oder des anschließenden Abbaus. Da diese reaktive Bande an Intensität verliert, weil die sie erzeugende funktionelle Gruppe während der Aushärtung verbraucht oder während des Abbaus zerstört wird, schreitet dieser Umwandlungsgrad im gleichen Verhältnis voran, wie diese reaktive Bande an Intensität verliert. Dies ist konzeptionell äquivalent dazu, wie ein anderes Modell für eine andere Materialgruppe den Umwandlungsgrad der Aushärtung einer faserverstärkten Matrix verfolgt. Die Tatsache, dass diese reaktive Bande im Verlauf des nachfolgenden FTIR-Spektrums mit der Zeit weiter abnimmt, führt dazu, dass dieser Umwandlungsgrad, sei es Aushärtung oder Abbau, entsprechend fortschreitet.

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