傅里叶变换红外光谱-理解塑料劣化的工具

主题

背景

早期的塑料

傅里叶变换红外光谱法

FTIR作为一种保护工具

硝酸纤维素

醋酸纤维素

方向盘

塑料包装材料欧洲杯足球竞彩

总结

背景

如果你的旧汽车方向盘正在渗出液体或起毛,而你收藏的宝贝娃娃正在变色,那么请注意了。你可能是塑料降解的受害者。这些奇怪的变化——以及其他许多变化——是由塑料及其添加剂与杂质或外部物质的化学反应引起的。这些问题在一个多世纪前这种材料刚被制造出来时几乎没有预料到,而塑料降解的普遍增长也让许多人欧洲杯足球竞彩感到困惑。

早期的塑料

目前已知的最早的塑料制品已有130多年的历史,直到最近,博物馆和私人收藏家只能眼睁睁地看着一些用塑料制品制成的展品破裂、剥落,甚至变成液体。然而,这些材料如此猖獗的分解激发了研究人员寻找问题的根源,希望能够阻止腐烂,并识别欧洲杯足球竞彩和保护其他潜在的危险物品。

傅里叶变换红外光谱法

傅里叶变换红外(MR)光谱学是用于寻找化学线索的最有效的分析技术之一,它使研究人员能够准确地测量受影响塑料中化学基团的比例,从而跟踪降解情况。总部位于沃里克的Nicolet Instruments公司是20世纪70年代早期FTIR光谱学的先驱之一,它的技术现在被工业和博物馆保护人员用于对抗塑料分解。

FTIR作为一种保护工具

Anita Quye博士是苏格兰国家博物馆(NMS)的分析研究化学家,她是利用Nicolet MR技术的重要文物保护专家之一。20世纪90年代初,美国国家博物馆管理局首次注意到其藏品中塑料的降解问题,当时世界各地的其他博物馆也开始出现这一问题。Quye与斯特拉思克莱德大学的Littlejohn和Pethrick教授合作,他们共同吸引了NMS、苏格兰历史保护局和工程与物理科学研究理事会的两个研究生项目的资金。欧洲杯线上买球最初的工作主要集中在硝酸纤维素的降解,它最初是为了模拟昂贵的象牙和龟甲而开发的。降解的特征是由塑料制成的物体表面出现裂纹和裂纹。Quye和她的学生使用Nicolet 510 MR光谱仪和NIC-Plan显微镜。她说:“虽然在IR区域可以得到多种吸收物质,但FTIR可以很好地显示降解聚合物中的键变化。”

Cellulose硝酸

在硝酸纤维素的例子中,他们的调查显示,由于旧的制造工艺留下的硫酸盐的存在,降解会增加。内部的兴奋剂实验表明,每克塑料中有5毫克的硫酸盐会导致降解。现在的计划是调查引发降解的条件,并设计一个简单的测试来显示哪些物品有风险。

醋酸纤维素

磁共振成像技术也被用于第二个为期三年的项目,研究醋酸纤维素的降解,这种塑料最初用于洋娃娃。通过人工老化新的醋酸纤维素,并将其与样品进行比较,研究人员希望建立定量数据,了解塑料的光谱是如何以及为什么随着时间而变化的。目前的试验包括在35、50和70°C的相对湿度分别为12、55和70%的条件下对样品进行人工老化。该项目还有18个月的运行时间,但其结果已经被全球关注塑料降解的组织分享,包括瞿叶自己的历史塑料研究科学家小组。

方向盘

问题不仅限于由非常古老的塑料制成的物品,如硝酸纤维素和醋酸纤维素——更多的现代物品也会受到影响,而且MR可以帮助识别问题的来源。其中一个案例涉及20世纪50年代末一辆莫里斯Minor汽车的方向盘。Quye说:“轮子上滴着一种橙色的液体,后来证明是由纤维素二醋酸酯制成的增塑剂。”莱利俱乐部的一名成员最近也联系了她,因为他发现他们的方向盘也出现了类似的问题。

20世纪20年代的一辆拖拉机上的方向盘是一个微妙的挑战。瞿叶说,从远处看,它看起来像皮毛,但实际上是一层厚厚的、白色的晶体状涂层。红外光谱分析表明,该晶体实际上是磷酸三苯酯。不过,这一信息只是增强了神秘感。Quye说,三苯基磷酸盐曾被用作橡胶的阻燃剂,但直到20世纪20年代之后才被引入。“要么这不是原来的车轮,要么它被喷了某种阻燃剂。”材料可能会受到后来的化学处理的影欧洲杯足球竞彩响,这完全是另一回事。”

塑料包装材料欧洲杯足球竞彩

一些塑料包装材料中使用的增塑剂是最近另一个令人担忧的来源,纸质文件和照相底片都有可能受到它们可能欧洲杯足球竞彩造成的损害。虽然聚乙烯和聚酯等惰性材欧洲杯足球竞彩料没有风险,但档案管理员和保管员往往很少或根本不知道他们的材料被储存在哪种塑料中。Quye使用MR光谱来找出并在适当的情况下提供关于替代包装策略的建议。她说:“最根本的问题是,我们有时仍然对存在哪些聚合物知之甚少。”“人们经常说‘塑料就是塑料’,但有些人会流泪,有些人会爆裂,还有一些人会发出令人讨厌的东西。”

总结

现代塑料制造商非常小心地防止他们的产品遭遇与旧材料制造的产品相同的命运,但瞿烨认为未来仍将面临重大挑战。欧洲杯足球竞彩她说:“市场上有数百种新型塑料,虽然到目前为止我只遇到过一两个问题,但几乎可以肯定,未来会出现更多问题。”

资料来源:《材料欧洲杯足球竞彩世界》第6卷第2期第274-75页,1998年5月

欲了解更多信息,请访问材料、矿物和采矿研究所欧洲杯足球竞彩

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