Методы колебательной спектроскопии в задачах идентификации материалов и технологий

• Автор: Купцов, Альберт Харисович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 351 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение 1 Актуальные проблемы и задачи идентификации материалов и
технологий (МТ)
2 Колебательная спектроскопия в исследовании МТ, ее место
среди методов молекулярной спектроскопии (ММС), предыстория и тенденции развития
2.1 Место колебательной спектроскопии среди ММС в ЭИ
2.2 Преимущества КР перед ИК-спектроскопией
2.3 Проблемы применений метода КР-спектроскопии
2.4 Предыстория развития методов ИК- и КР-спектроскопии
и их применений к исследованию МТ
2.5 Обоснование выбора инструментальной базы
3 Концепция автоматизации в экспертных исследованиях

4 Объекты исследования
5 Выбор основных направлений исследования и цели работы
Глава 1 Комплекс устройств для неразрушающих методов Фурье-
спектроскопии
1.1 Устройство автоматизации измерений ИК-спектров МНПВО и
компенсации атмосферного поглощения на однолучевых Фу-рье-спектрометрах
1.2 Устройство визуализации фокусировки невидимого луча лазера
КР-Фурье-спектрометра на поверхности объекта
1.3 Разработка микроскопа нового типа для комплиментарной не-
разрушающей ИК- и КР-Фурье-спектроскопии и перспективы его применений при исследовании МТ
1.3.1 Современное состояние экспертной техники
1.3.2 Обсуждение приставок и устройств для спектроскопии отражения
1.3 .3 Новая схема микроскопа для спектроскопии
1.3.4 О новых возможностях в различных областях экспертных исследований МТ

Глава 2 Разработка системы защитного кодирования и автоматизированной
идентификации МТ с использованием методов колебательной спектроскопии
2.1 Системы защиты, кодирования и идентификации МТ и их критика
2.2 Предлагаемая автоматизированная система защиты, кодирования и идентификации МТ
Глава 3 Автоматизированная спектрально-структурно-информационная
система комплиментарных исследований полимерных материалов методами колебательной спектроскопии
3.1 Колебательная спектроскопия полимерных материалов. Проблемы современных аналитических применений
3.1.1 Основные задачи колебательной спектроскопии в экспертных исследованиях полимерных материалов и изделий
3.1.2 Обзор современных аналитических применений колебательной спектроскопии
3.2 Создание первой автоматизированной информационноаналитической системы комплиментарных исследований полимерных материалов методами колебательной спектроскопии
3.2.1 Оборудование, материалы и условия эксперимента
3.2.2 Классификация полимеров
3.2.3 Отнесение основных характеристичных полос колебаний в различных классах полимеров
3.2.4 Анализ состава полимерных материалов с использованием параллельно-перекрестного поиска по комплиментарным базам данных КР- и ИК-спектров
Глава 4 Колебательная спектроскопия в исследовании материалов письма и
бумаг
4.1 Характеристика материалов письма и бумаг как объектов экспертизы и проблем их исследования

4.2 Применения колебательной спектроскопии для исследования
материалов бумаг и письма
4.2.1 Исследования материалов бумаг методами колебательной спектроскопии
4.2.2 Исследования некоторых материалов письма методами колебательной спектроскопии
Глава 5 Колебательная спектроскопия в экспертном исследовании покрытий
5.1 Современное состояние экспертизы покрытий, актуальные
проблемы и задачи
5.2 Разработка информационно-аналитического комплекса для ав-
томатизации решения задач экспертизы покрытий методами колебательной спектроскопии
5.3 Разработка новых подходов к исследованию микрочастиц мно-
гослойных покрытий методом ИК-Фурье-спектроскопии с использованием техники микротомирования
5.4 Разработка новых подходов к исследованию микрочастиц мно-
гослойных покрытий с использованием метода КР-Фурье-спектроскопии
5.5 Разработка новых подходов и повышение эффективности ана-
лиза ЛКМ с использованием математической обработки комплиментарных колебательных спектров
Глава 6 Комплексная методика ЭИ полимерных рассеивателей светосигнальных приборов транспортных средств (ПР ТС)
6.1 Общая характеристика внешних светосигнальных приборов
транспортных средств (ТС)
6.2 Характеристики светосигнальных приборов, задачи и общая
схема экспертного исследования ПР ТС
6.3 Морфологическое исследование ПР ТС
6.4 Исследование материала ПР
6.4.1 Нормативно-технические сведения о материалах ПР
6.4.2 Характеристика натурной коллекции исследованных
материалов и веществ
6.4.3 Экспертное исследование ПР ТС методами ИК- и КР-
Фурье-спектроскопии

нения непосредственно после пересборки устройства крепления образца, а нижний с использованием модифицированной схемы. Легко видеть из рисунка, что некомпенсация атмосферного поглощения приводит к непригодности для анализа достаточно широких интервалов спектров (особенно при малых количествах образца). Исследуемые образцы были непригодны для традиционных методов подготовки проб: нерастворимы в органических растворителях для приготовления пленок, и эластичны (не измельчались на вибромельнице) для приготовления таблеток в бромистом калии. Несмотря на загрязнения и относительно небольшое количество изъятых наслоений, полосы силиконового каучука в них легко идентифицировались.
Наиболее высокие требования к степени компенсации полос атмосферного поглощения предъявляются при исследованиях модификации тонкого слоя поверхности полимерных материалов или объектов, имеющих высокий коэффициент преломления, как например, саженаполненные полимеры. В этих случаях обычно используется элемент МНПВО из германия, обеспечивающего минимальные дисперсионные искажения спектров и малую глубину проникновения ИК-лучей (что позволяет повысить чувствительность к изменениям структуры образцов в очень тонком поверхностном слое), но пропускающего мало света. Оба подобных случая были исследованы с помощью описанного устройства.
На рис. 1-4 вверху приведены спектры саженаполненных бутадиеннитрильных кау-чуков до и после обработки в течение нескольких часов в камере искусственного старения под влиянием атмосферных факторов [68, 69]. Внизу приведены их разностные спектры с компенсацией по полосе ОВ-деформационных колебаний. Только благодаря надежной компенсации полос атмосферного поглощения удалось “вытянуть” образование таких полос старения каучуков в масштабе 0.001 оптической плотности как валентные ОН-колебания около 3650 см'1, образовавшихся изолированных гидроксильных групп и валентных С=0 колебаний в интервале 1740 - 1700 см'1 (которые всегда перекрываются не-скомпенсированными полосами атмосферных паров воды). Также обнаружено, что возросло отношение СНз к СН2-группам (разрывы цепей) и уменьшилось содержание двойных связей. Подробнее полученные данные будут описаны в главе 7 в разделе исследования резин и пластиков транспортных средств.