• 本文目录导读：
• 1、傅里叶红外光谱能否计算平均链长？
• 2、傅里叶红外光谱怎么分析？

傅里叶红外光谱能否计算平均链长？

傅里叶变换红外光谱（FT-IR）是一种常用的化学分析技术，可以用于表征聚合物材料的结构和性质。然而，许多人认为仅凭借FT-IR不能直接计算出聚合物材料的平均链长。

事实上，在特定情况下，可通过FT-IR对聚合物样品进行定量分析来求得其相对分子质量、数目和权值平均分子量等参数。这些参数有时也可以转化为类似于“平均链长”的形式来描述掌握样品内部结构信息。

首先根据兰伯—比尔法则获得吸收强度I 和基团密度N；

I = AεC

N = N{X} / W

其中 A是被测混合溶液或气体的绝缘率；ε 是各组成单元摩尔吸收系数； C 是溶剂温度压力及协同效应等影响因素标定后释放的物质浓度。一般可制备并分析不同摩尔比组成的混合物来获得ε值； N{X} 是样品中各个官能团-X基团数量；W为样品重量。

由此，FT-IR可以用于定量计算出聚合物化学单位数（CH）和取代位点（SP），进而求解相对分子质量、平均数目和权值平均分子量等参数。那么在特定条件下，这些参数与“平均链长”之间又有何种联系呢？

我们知道，“平均链长”指的是单条聚合物主链上伸展构象所占据空间中心到端面距离的长度，即端—端距离L. 如果将样品视作随机缠绕折现状态，则会认为L大致等于两边交错线段——俗称“喙峰”的最高处之差Δv。

从理论上讲，在某些情况下，可以根据聚合物化学结构模型推导出L与相对分子质量、CH、SP以及其他一些相关属性之间的关系式，并借助FT-IR提供的数据进行验证或反向求解。但具体实现需要考虑到许多因素：如反应步骤复杂性、杂化程度影响光谱的混叠结构、各组分摩尔吸收系数确定性等，因此需要对每个具体情况进行全面考虑。

傅里叶红外光谱怎么分析？

在实际实验中，如何用FT-IR技术准确快速地鉴定和确定聚合物材料的结构与质量呢？

主要步骤包括：样品制备——称取适当比例或量级的荧光粘度测定基础数据——利用流变学测试仪器获得相应热塑性高分子样品低剪切条件下流动特性参数；以及各种预处理方法（如基线校正、Kramers-Kronig变换等）后获取FT-IR图像并进行解析。

1. 样品制备

首先应将待检测聚合物粒子或片段按一定规格转化为溶液态，并通过加入稳定剂等措施尽可能避免其在ash强电场中交联、分解甚至同位素效应影响FT-IR信号。

通常选用不含水回收渣滓率较高的配套玻璃背景（ATR）获得更好单模透过率，进而获得形成肩式振动带的高分辨吸收光谱信息。在测量前，应尽可能使透过和反射材料清洁、干燥，并可通过比对参考材料库等方式预调整样品背景。

2. 热塑性高分子流变学测试

摩尔质量（Mn）是衡量聚合物链长的重要参数之一。但如果粘度剪切度明显与聚合物访问时间和/或结构异向性有关，则不同浓度下求得的相对数据会发生根本区别。

因此可以采用低剪切模式下的流变学实验获得更加准确且适用于FT-IR计算平均链长所需数据——如针管穿透试验、圆盘旋转型槽机检查等方式。

3. FT-IR图像处理

除去噪声、校正基线后，还需要进行特征提取以形成有意义表示聚合物内部结构组成及其与其他化合物间网络作用的峰值指纹谱图。常见方法包括：

① 傅里叶传感器筛选;

② 光谱差法（Spectra Difference Analysis; SDA），即将待检测混液经微观功能类似于锥体形而上空气固定器或者是隙间排气等特殊装置，再以FT-IR光谱仪检测其吸收光强差异；

③ 基于双模态共振多线性方程的玻尔法推导。

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