通过适当的化学成分优化轮胎性能

碳黑橡胶(CBRs)是最常用的汽车轮胎。该材料有效地传导热量从胎面，从而提高可靠性和增加轮胎寿命。确保cbr具有正确的化学成分是优化轮胎性能的关键部分。

传统上，用FTIR分析cbr具有挑战性，因为即使切得很薄，它们也不透明。衰减全反射(ATR)是一种测量方法，可以有效地分析这些困难的样品。

衰减全反射:金刚石和锗

为了样品材料的使用欧洲杯足球竞彩傅里叶变换红外光谱法在美国，ATR现在是首选的技术。取样装置的简易性和清洗的简单性是最大的优点。然而，ATR设备改变频谱的外观相对于将在传输。

对这些差异和工具的全面了解将大大提高ATR在实验室中的效用。通过两种不同材料的光线会改变方向，这就是放大镜聚焦太阳光的原理。欧洲杯足球竞彩

利用两种材料的折射率，建立了方向上的变化。欧洲杯足球竞彩在眼镜的应用中，高折射率的材料如聚碳酸酯可以用来创造比低折射率的材料如玻璃更薄的镜片，因为聚碳酸酯更有效地改变了光线的欧洲杯足球竞彩方向。

想象一个长方形的鱼缸作为理解ATR的一种方式。从远处的窗户往里看是透明的。然而，侧窗看起来像镜子，这是内部反射造成的效果。

图1所示。炭黑橡胶，如这个轮胎，代表了一个具有挑战性的样品红外分析。

如果把手指压在侧玻璃上，指纹的纹路就会清晰可见，但纹路之间的凹槽就看不到了。简单地说，从这个角度看，光线只从侧窗微微射出，这种“倏逝波”与手指脊相互作用，使它们能够被人眼看到。穿透的深度——光线穿过玻璃的距离——太浅了，指纹的凹陷处都看不出来。

同样的基本概念适用于红外光谱学。使用正确的对准，可以驱动红外光从一个红外透射晶体轻微地出现。就像鱼缸侧面的指纹一样，这种光会与任何与晶体密切接触的样品相互作用。

这是大多数ATR配件包括压力塔的原因，为了将样品压在晶体上。红外光与晶体表面的样品相互作用产生光谱。频谱取决于渗透的深度_p因此，这取决于一些因素。数学上，这是由:

d_pλ / {2 π n_C(罪²θ——(n_年代/ n_C)]^1／2｝

如果λ是光的波长，θ是光照射晶体表面的角度，n_年代和n_C分别为样品和晶体的折射率。

两种最常见的ATR晶体是锗(Ge)和金刚石。钻石非常坚固，化学惰性和坚硬，其dp在1000厘米处超过2微米^－1．虽然不如钻石，葛也是惰性和坚硬的。主要的区别是d_p，在1000厘米处约为0.7微米^－1因为锗的折射率要高得多。

正是上述特点，较低的渗透深度，使其成为炭黑橡胶的完美选择。cbr具有接近金刚石的高折射率。如果样品指标与上式中晶体的指标过于接近，指标比值接近1，平方根项为负，ATR效应最小。

Thermo Scientific是第一个开发专有的先进ATR校正，考虑每个变量，使传输数据库的使用，以比较ATR光谱的第一次。¹旧的ATR校正和先进的校正之间的关键区别是认识到样品的折射率在吸收峰附近改变(增加)。图2和3显示了这种效果。

图2。比较原始光谱从20% CBR。金刚石ATR光谱显示出几个问题，而Ge ATR光谱是干净的。

图3。比较原始光谱30% CBR。

图4。30% CBR在Ge上。底部光谱仅进行基线校正，中间采用传统ATR校正，顶部采用高级ATR校正。普通比例，为清晰度偏移。

这些光谱是用a红外光谱谱仪例如Thermo Scientific™Nicolet™iS20 FTIR光谱仪，使用了钻石和锗ATR附件。样品指数接近或超过晶体在1400 cm左右强吸收带附近的指数^－1， d有一个突然的变化_p．

这导致光谱变得严重扭曲，而且不容易校正。另一方面，在两幅图中，Ge谱图显示了清晰的峰。这是由于锗的折射率高得多，穿透深度浅。

此外，强金刚石吸收带在光谱中心的比例不再准确。当通过晶体的光路在背景和样品光谱中是相同的，这些钻石波段的比例适当。然而，晶体和CBR之间的折射率的密切匹配使光路发生变化，金刚石带不再比。

在2000厘米左右的光谱伪影中^－1在金刚石光谱中，可以观察到这种影响。再一次，Ge光谱是完全干净的。基于实例推理(CBR)的整体分析是利用强大的动力进行的Thermo Scientific™OMNIC™Specta™软件．首先，对光谱进行基线校正和处理。

(基线校正)频谱预ATR校正如图4所示，包括大多数供应商提供的ATR校正，以及Thermo Scientific™高级ATR校正。后者的变化比仅仅应用强度校正更大——算法校正强吸收改变折射率的波段。现在，修正后的频谱可以根据正常传输库进行搜索。

图5。图4中的顶部频谱的简单搜索结果。结果是好的，但有额外的峰可见的结果。

图6。OMNIC Specta的多组件搜索结果。搜索结果现在已经完成，并且与频谱非常吻合。

一个简单的搜索将产生图5所示的结果。匹配良好，因为基础聚合物已被识别，并注意到高匹配指数。然而，视觉检查显示，在1000厘米左右有一些峰^－1不显示在搜索结果中-将观察第二个组件。OMNIC Specta独特的多分量搜索算法完成了分析，如图6所示。

这个强大的算法从这个CBR中去掉了两个成分——硅烷助滑剂和基聚合物(值得注意的是，与简单搜索相同)。²该样品是一种车门绝缘条，利用硅烷涂层来阻止窗户与绝缘材料的粘附。它代表了与原始光谱的近乎完美的匹配，因此合成光谱在视觉上是显著的。

结论

炭黑橡胶是一种具有挑战性的红外样品。由于观察到的谱带是扭曲的，所以金刚石不是CBRs的普遍解决方案，但Ge提供了干净的峰。Thermo Scientific生产完成分析所需的所有工具，包括OMNIC Specta的多组分搜索和高级ATR校正。软件和硬件结合成一个强大的分析工具。

参考资料及进一步阅读

1. 热科学应用说明AN01153
2. 实验可以使用Thermo Scientific™Nicolet™iS5, iS10或iS50 FTIR光谱仪系统进行
3. *实验可以使用Thermo Scientific™Nicolet™iS5, iS10或iS50 FTIR光谱仪系统进行

这些信息来源于赛默费雪科学材料与结构分析公司提供的材料。欧洲杯足球竞彩

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