تبلیغات
مهندسی پلیمر(polymer engineering) - طیف‌سنجی مادون قرمز و کاربرد آن در شناسایی پلیمرها
چهارشنبه 5 تیر 1392

طیف‌سنجی مادون قرمز و کاربرد آن در شناسایی پلیمرها

   نوشته شده توسط: محمد s    نوع مطلب :مقالات - کتاب -هندبوک ،

طیف‌سنجی مادون قرمز و کاربرد آن در شناسایی پلیمرها
 
پلیمرها در زندگی روزمره به وفور یافت می‌شوند. از لفاف و پوشش‌های مواد خوراکی گرفته تا کیسه‌های مورد استفاده برای زباله، پلیمرهایی هستند که در گوشه و کنار یافت می‌شوند. خودروها نیز از این قاعده مستثنی نیستند. پلیمرها افزودن بر ۴۰ درصد از هر خودروی مدرن را تشکیل می‌دهند. قطعاتی همچون فرش، صندلی، لایی، موکت، دستگیره، سویچ و داشبورد، از یک یا چند پلیمر تشکیل شده‌اند. صنعت‌گران و استفاده‌کنندگان از مواد پلیمری، با توجه به تنوع خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی این مواد در مصارف گوناگون، ناگزیر به تعیین نوع و شناسایی نمونه پلیمری بوده، اما اغلب فاقد آزمایشگاهی مجهز و افراد مجرب در این زمینه‌اند.
 
● طیف‌سنجی مادون قرمز به روش FTIR
طیف‌سنجی مادون قرمز یکی از روش‌های خوب و متداولی است که از سال‌ها پیش برای تجزیه و شناسایی پلیمرها و برخی افزودنی‌های آنها، مورد استفاده قرار گرفته است.
فرکانس تشعشع الکترومغناطیس در ناحیه مادون قرمز (IR) مطابق با فرکانس ارتعاش طبیعی اتم‌های یک پیوند است و پس از جذب امواج مادون قرمز در یک مولکول، باعث ایجاد یک سری حرکات ارتعاشی در آن می‌شود که اساس و مبنای طیف‌سنجی مادون قرمز را تشکیل می‌دهد. ساده‌ترین نوع حرکات ارتعاشی در یک مولکول، حرکات خمشی و کششی است.
دستگاه FTIR با استفاده از تبدیل ریاضی فوریه مزایای زیادی در مقایسه با دستگاه IR معمولی دارد که نمونه آن سرعت بالای جمع‌آوری اطلاعات و نسبت سیگنال به نویز بهتر است.
تقریبا تمامی ترکیباتی که پیوند کوالانسی دارند، اعم از آلی یا معدنی، فرکانس‌های متفاوتی از اشعه الکترومغناطیس را در ناحیه مادون قرمز جذب می‌کنند. ناحیه مادون قرمز، ناحیه‌ای از طیف الکترومغناطیس است که طول موجی بلندتر از نور مرئی (۴۰۰ تا ۸۰۰ نانومتر) و کوتاه‌تر از امواج مایکرو ویو (طول موج بلندتر از ۱mm) دارد. بسیاری از شیمیدانان از واحد «عدد موجی» در ناحیه مادون قرمز طیف الکترومغناطیس استفاده می‌کنند.
عدد موجی با واحد Cm-۱ بیان شده و عبارت است از عکس طول موج (با واحد Cm). مزیت این واحد این است که رابطه مستقیمی با انرژی دارد. با استفاده از این واحد، ناحیه ارتعاشی پرکاربرد مادون قرمز (Mid IR) بخشی بین ۴۰۰ تا ۴۰۰۰ Cm-۱ خواهد بود.
مشابه دیگر انواع جذب انرژی، هنگامی که مولکول‌ها اشعه مادون قرمز را جذب می‌کنند، به حالت انرژی بالاتر برانگیخته می‌شود. جذب تابش مادون قرمز همانند دیگر فرایندهای جذب، فرایندی کوانتابی است. به این صورت که فقط فرکانس‌های خاصی از تابش مادون قرمز توسط مولکول جذب و باعث ارتعاش کششی و خمشی پیوندهای کوالانسی می‌شود.
انرژی جذب شده از نور مادون قرمز توسط پیوندهای شیمیایی یا گروه‌های عاملی خاص در طول موج مشخص، منجر به کاهش شدت عبور نور شده و معمولا به عنوان تابعی از عدد موجی (بر حسب
Cm-۱) رسم می‌شود.
توجه به این نکته مهم است که تمام پیوندهای مولکول قادر به جذب انرژی مادون قرمز نیستند، حتی اگر فرکانس اشعه با فرکانس حرکت تطبیق کند، فقط پیوندهایی که دارای گشتاور دو قطبی هستند قادر به جذب اشعه مادون قرمز می‌باشند. مثلاً، پیوند موجود در H۲ و Cl۲ و همچنین پیوندهای موجود در آلکن‌ها و آلکین‌های متقارن، اشعه مادون قرمز را جذب نمی‌کنند.
باید توجه داشت که هر پیوند دارای فرکانس ارتعاش طبیعی خاصی است. یعنی یک پیوند خاص با جذب فرکانسی مشخص قادر به ارتعاش خمشی و کششی است. یک پیوند، به‌خصوص در دو مولکول مختلف، در محیط‌های متفاوتی از نظر اتم‌ها و پیوندهای پیرامونی خود قرار داشته و هیچ‌گاه دو مولکول با ساختمان‌های متفاوت، طیف مادون قرمز یکسانی نمی‌دهند. با توجه به این مطلب، از طیف مادون قرمز می‌توان همانند اثر انگشت در انسان، برای شناسایی مولکول‌ها استفاده کرد. با مقایسه طیف مادون قرمز دو ماده که تصور می‌شود مشابه باشند، می‌توان پی برد که آیا واقعا یکی هستند یا خیر. اگر تمام جذب‌ها در طیف دو نمونه بر یکدیگر منطبق شوند، به احتمال قریب به یقین، دو ماده یکسان هستند.
طیف FTIR علاوه بر موارد گفته شده، اطلاعاتی را در مورد ساختمان شیمیایی یک مولکول، در اختیار ما می‌گذارد. مثلاً، هر جذبی که در ناحیه ۳۰۰۰±۱۵۰Cm-۱ طیف قرار داشته باشد، نشان‌دهنده وجود اتصال C-H در مولکول است و جذبی که در ناحیه ۱۷۰۰±۱۰۰Cm-۱ مشاهده شود معمولا مربوط به پیوند گروه کربونیل (C=۰) در مولکول است. جدول زیر، راهنمایی مفید در زمینه بررسی عدد موجی در طیف FTIR بسیاری از پیوندهاست.
با توجه به نکات فوق می‌توان برای تحلیل و شناسایی لاستیک‌ها، پلاستیک‌ها و پاره‌ای از مواد افزودنی آنها، از طیف‌سنجی مادون قرمز استفاده کرد.

کلکسیون‌ها و بانک‌های اطلاعاتی وسیعی از طیف FTIR وجود دارد که برای مقاصد شناسایی کیفی می‌توان از آنها استفاده کرد. نمونه آنها، اطلس تحلیل پلیمرها (هامل) است.
● تهیه نمونه به منظور گرفتن طیف FTIR (در پلیمرها)
طیف FTIR معمولا از نمونه‌هایی به شکل فیلم به دست می‌آید که معمولا نازک‌تر از ۵۰ µm است. برای تهیه فیلم مناسب از نمونه‌های ضخیم‌تر یا گرانول‌ها، نمونه تا بالای دمای نرمش حرارت داده شده و سپس پرس می‌شود تا فیلم‌هایی به اندازه کافی نازک، برای استفاده مستقیم در طیف‌سنجی FTIR تهیه شود. در ضمن می‌توان از فیلم‌های حلالی نیز استفاده کرد. در این حالت، قطعه کوچکی از نمونه موردنظر در حلال مناسب حل شده و با قرار دادن آن بر روی قرص‌های پتاسیم بروماید و تبخیر کامل حلال، فیلم نازک نمونه مستقیما روی قرص KBr حاصل می‌شود، زیرا KBr در ناحیه مادون قرمز موردنظر هیچ جذبی ندارد.
اگر بنا به دلایلی، فیلم قابل تهیه نباشد، می‌توان پلاستیک را بسیار ریز آسیاب کرده و سپس آن را با پودر KBr کاملا مخلوط و توسط دستگاه پرس مخصوص به قرص مناسب برای گرفتن طیف FTIR تبدیل کرد. برای تهیه نمونه مناسب از لاستیک‌ها، می‌توان از روش پیرولیز استفاده کرد. در این روش، نمونه به ابعاد کوچک خرد شده و در لوله آزمایشی ریخته می‌شود. سپس، توسط استون، روغن‌گیری شده، آنگاه استون همراه با روغن استخراج شده از نمونه جدا می‌شود. لوله آزمایش حاوی نمونه، روی شعله حرارت داده می‌شود تا پلیمر لاستیکی به اجزای سازنده خود که عمدتا الیگومرها (زنجیرهایی شامل دو یا سه منومر) هستند، تجزیه شود. سپس، مقدار کمی از مایع جمع‌آوری شده، روی قرص KBr قرار گرفته و طیف FTIR آن مورد بررسی قرار می‌گیرد.
● نواحی جذبی مختلف در طیف FTIR
نواحی معمول طیف IR که در آن، انواع مختلف باندهای ارتعاشی مشاهده می‌شود، در چارت زیر ارائه شده است. باید توجه داشت که منطقه بالای خط چین به ارتعاش کششی و ناحیه زیر خط چین به ارتعاش خمشی مربوط است. به طور کلی، پیوندهای سه گانه، قوی‌تر از پیوندهای دوگانه و یا ساده بوده و دارای فرکانس ارتعاشی بالاتر یا به بیانی بهتر، عدد موجی بالاتر هستند. پیوند C-C دارای فرکانس جذب ۱۲۰۰Cm-۱بوده در حالی‌که پیوند دوگانه C=C فرکانس جذب ۱۶۵۰Cm-۱و پیوند سه‌گانه C=C دارای فرکانس جذب ۲۱۵۰Cm-۱ است. همچنین حرکت خمشی راحت‌تر از حرکت کششی صورت می‌پذیرد. مثلا، C-H خمشی در ناحیه ۱۳۴۰Cm-۱و C-H کششی در ناحیه ۳۰۰۰Cm-۱ قرار می‌گیرد.
نوع هیبریداسیون نیز بر فرکانس جذب تاثیر می‌گذارد، به طوری که قدرت پیوندها به ترتیب:
SP>SP۲>SP۳ بوده و فرکانس ارتعاشی C-H آنها به صورت زیر تغییر می‌کند:
محدوده Cm-۱ ا۱۴۰۰ تا Cm-۱ا ۶۰۰ به دلیل کمتر بودن میزان انرژی جذب شده و ارتعاش خمشی اکثر پیوندهای موجود در مولکول، ناحیه‌ای پیچیده و شلوغ است واین موضوع تشخیص همه باندهای جذبی در این ناحیه را مشکل می‌سازد. به دلیل الگوی منحصربه‌فردی که در این ناحیه وجود دارد، به آن ناحیه «اثر انگشت» نیز گفته می‌شود.
باندهای جذبی در ناحیه ۴۰۰۰-۱۴۵۰Cm-۱ دارای انرژی جذب شده بیشتری بوده و عموما ناشی از ارتعاش کششی پیوندهای قوی‌تر است و گاهی به این ناحیه، ناحیه فرکانس گروهی نیز گفته می‌شو


οικολογικα στρωματα
چهارشنبه 30 خرداد 1397 08:16 ق.ظ
Hi, I think your site might be having browser compatibility issues.

When I look at your website in Ie, it looks fine but when opening in Internet
Explorer, it has some overlapping. I just wanted to give you a quick heads up!

Other then that, fantastic blog!
France
سه شنبه 29 خرداد 1397 03:39 ق.ظ
This paragraph presents clear idea designed for the new
viewers of blogging, that genuinely how to do running a blog.
Online cialis
دوشنبه 7 خرداد 1397 03:44 ق.ظ

Thanks! Ample material.

american pharmacy cialis cialis for sale in europa 5 mg cialis pharmacie en ligne tadalafil 5mg generic cialis at the pharmacy cialis 20mg prix en pharmacie how to purchase cialis on line cialis kaufen cialis ahumada cialis online holland
Desiree
دوشنبه 31 اردیبهشت 1397 11:52 ق.ظ
Write more, thats all I have to say. Literally, it seems as though you relied on the video to make your point.
You obviously know what youre talking about, why waste your intelligence on just posting videos
to your weblog when you could be giving us something
enlightening to read?
wr1Te.com
دوشنبه 31 اردیبهشت 1397 02:04 ق.ظ
What's up, for all time i used to check web site posts here early in the
dawn, because i enjoy to find out more and more.
Marketstrom.gr στρωματα
یکشنبه 30 اردیبهشت 1397 11:02 ب.ظ
It's an remarkable piece of writing designed for all the online users;
they will take benefit from it I am sure.
Marketstrom.gr κρεβατια
یکشنبه 30 اردیبهشت 1397 05:29 ب.ظ
Today, I went to the beachfront with my children. I found a sea
shell and gave it to my 4 year old daughter and said "You can hear the ocean if you put this to your ear." She placed
the shell to her ear and screamed. There was a hermit crab inside and it pinched
her ear. She never wants to go back! LoL I know this is totally off topic but I had
to tell someone!
Marketstrom.Gr
یکشنبه 30 اردیبهشت 1397 07:57 ق.ظ
I read this post completely concerning the resemblance
of most up-to-date and previous technologies, it's amazing article.
marketstrom
یکشنبه 30 اردیبهشت 1397 07:04 ق.ظ
I have been browsing on-line more than 3 hours as of late, yet I by no means discovered any fascinating article like yours.
It is lovely value enough for me. Personally, if all web owners and bloggers made just right
content as you did, the internet will likely be much more useful than ever before.
Buy cialis
پنجشنبه 20 اردیبهشت 1397 05:05 ق.ظ

You actually explained it well.
weblink price cialis cialis 30 day sample cialis super acti sialis cialis soft tabs for sale cialis side effects dangers tadalafil tablets cialis generico postepay cialis australian price generic cialis in vietnam
Buy cialis online
جمعه 7 اردیبهشت 1397 08:01 ب.ظ

Kudos. Loads of information!

cialis super kamagra cialis great britain cialis 30 day sample cialis dosage comprar cialis navarr cialis side effects buy brand cialis cheap tesco price cialis prix cialis once a da cuanto cuesta cialis yaho
Viagra lowest price
سه شنبه 4 اردیبهشت 1397 06:34 ق.ظ

Kudos! Useful stuff.
buy viagra online india where can i purchase viagra where can i buy cheap viagra viagra tablets online purchase how to buy generic viagra online viagra usa pharmacy buy generic viagra online cheap pfizer viagra buy kamagra viagra buy real viagra cheap
Cory
پنجشنبه 9 فروردین 1397 10:43 ق.ظ
Hey There. I discovered your blog using msn. This is a very well written article.
I'll make sure to bookmark it and come back to learn extra of your
useful information. Thanks for the post. I'll definitely return.
Arianne
پنجشنبه 9 فروردین 1397 08:46 ق.ظ
Heya i'm for the first time here. I came across this board and I
find It really useful & it helped me out a lot. I hope to give something back and aid others like you aided me.
Ασφάλεια Αυτοκινήτου Online
سه شنبه 7 فروردین 1397 04:42 ق.ظ
Hi there it's me, I am also visiting this website on a regular basis, this web page is in fact pleasant and the
people are genuinely sharing nice thoughts.
Www.Brigantesrl.It
دوشنبه 6 فروردین 1397 06:43 ق.ظ
I like what you guys are usually up too. This kind of clever work and reporting!

Keep up the very good works guys I've added you guys
to our blogroll.
www.Ifrane24.com
یکشنبه 5 فروردین 1397 01:34 ب.ظ
This post gives clear idea in favor of the new viewers of blogging,
that genuinely how to do blogging and site-building.
Cialis online
دوشنبه 28 اسفند 1396 01:49 ق.ظ

You reported this very well!
generic cialis pill online legalidad de comprar cialis cialis for bph cialis 5mg prix price cialis per pill cialis en mexico precio miglior cialis generico cialis for sale south africa cialis baratos compran uk try it no rx cialis
sexy Heels
دوشنبه 28 اسفند 1396 01:30 ق.ظ
Good information. Lucky me I found your website by accident (stumbleupon).
I have book marked it for later!
پنجشنبه 5 بهمن 1396 09:21 ق.ظ
Hello there! Would you mind if I share your blog with my zynga group?
There's a lot of folks that I think would really enjoy your
content. Please let me know. Many thanks
سه شنبه 3 بهمن 1396 02:15 ق.ظ
It's really a cool and useful piece of info. I am satisfied that you shared this useful info with us.
Please keep us up to date like this. Thank you for sharing.
главная книга журнал электронный
دوشنبه 2 بهمن 1396 10:49 ق.ظ
First off I want to say great blog! I had a quick question which I'd like to
ask if you don't mind. I was curious to find out how you center yourself and clear your
head prior to writing. I have had a tough time clearing my thoughts in getting my ideas out there.
I do enjoy writing however it just seems like the first 10 to 15 minutes are usually wasted just trying to figure out how to begin.
Any ideas or hints? Appreciate it!
یکشنبه 1 بهمن 1396 06:04 ب.ظ
Very good post. I'm going through a few of these issues as
well..
download free driver for high definition audio driver
یکشنبه 1 بهمن 1396 01:46 ب.ظ
Hmm is anyone else encountering problems with the pictures on this
blog loading? I'm trying to find out if its a problem on my end or if
it's the blog. Any responses would be greatly
appreciated.
شنبه 30 دی 1396 11:17 ب.ظ
Hello colleagues, nice piece of writing and fastidious urging commented at this place,
I am actually enjoying by these.
на какой срок может быть заключен договор безвозмездного пользования
جمعه 29 دی 1396 08:22 ب.ظ
My spouse and I stumbled over here from a different website and thought I might check things out.
I like what I see so i am just following you. Look forward to looking into your web page yet again.
описание капсул дольче густо
جمعه 29 دی 1396 04:02 ب.ظ
There's certainly a lot to know about this subject. I love all the
points you have made.
скачать валентинов день киркоров минус
یکشنبه 28 آبان 1396 04:04 ق.ظ
Incredible points. Outstanding arguments. Keep up
the great spirit.
Can Pilates make you look taller?
سه شنبه 28 شهریور 1396 06:52 ق.ظ
Hi there! I know this is somewhat off topic
but I was wondering if you knew where I could get a captcha plugin for my comment form?

I'm using the same blog platform as yours and I'm having difficulty finding one?
Thanks a lot!
What causes painful Achilles tendon?
پنجشنبه 16 شهریور 1396 08:42 ق.ظ
Hi there, I enjoy reading all of your article post. I like
to write a little comment to support you.
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر
نمایش نظرات 1 تا 30