Инфракрасная спектроскопия

Наиболее важными методами для анализа ЛКМ являются инфракрасная спектроскопия и метод ядерного магнитного резонанса. Большие потенциальные возможности, особенно для исследования водных систем, имеет спектроскопия комбинационного распределения, работающая в ближней ИК-области спектра. УФ-спектроскопия используется только в исключительных случаях, например, для определения веществ, защищающих покрытие от света (УФ-абсорберы).

Инфракрасная спектроскопия имеет преимущество благодаря простоте подготовки образца и легкости измерений; практически все типы образцов (это касается и состояния агрегации, и растворенного состояния) могут быть исследованы методами специальных измерений. Инфракрасная спектроскопия часто используется для того, чтобы получить общее представление о пленкообразующих веществах и их классах. Обычно процедура выглядит так: несколько капель испытуемого вещества берут из отцентифугированного раствора и наносят на кристалл NaCl или КВг. После высушивания в сушильном шкафу остается тонкая пленка пленкообразующего вещества, затем измеряется поглощение ИК-излучения. ИК-спектр обеспечивает качественную и полуколичественную информацию о составе пленкообразующего вещества. Существуют обширные каталоги спектров органических полимеров, а представленные в продаже смолы пригодны для сличения с образцами. Современная ИК-спектроскопия, особенно инфракрасные спектрометры преобразования Фурье (Fouriertransform infrared, FTIR) предлагают дополнительные возможности. Эти приборы имеют возможность быстрого измерения и высокую воспроизводимость по длинам волн; поэтому они могут накапливать данные и обеспечивают значительно лучшее соотношение сигнал-шум, чем традиционные приборы с решеткой или призмой. Кроме того, ИК-спектроскопию можно использовать для анализа чрезвычайно малых количеств образца. Например, спектроскопия диффузного отражения FTIR(DRIFTS) позволяет проводить исследование поверхности образца, измеряя ослабленное полное внутреннее отражение, либо позволяет анализировать локальные дефекты, используя ИК-микроскоп. Дополнительным преимуществом Фурье-спектрометров является то, что данные доступны в цифровой форме. Поэтому спектрофотометрический банк данных можно пополнять как на компьютере, входящем в систему спектрофотометра, так и на внешнем компьютере. Можно устанавливать коммерческие базы данных (например, Sadtler) или базы данных собственной разработки, специфические коллекции лабораторных данных, последние зачастую более пригодны для специальных целей лаборатории. Базы данных облегчают хранение и систематизацию результатов, а также позволяют быстро сравнивать измеренные и библиотечные спектры. Также после соответствующей калибровки облегчается количественная оценка.

Теоретические аспекты Фурье-спектроскопии и методы анализа описаны. Использование Фурье-спектроскопии и традиционной ИК-спектроскопии для исследования покрытий и ЛКМ рассмотрено.
Ядерно-магнитная резонансная (ЯМР) спектроскопия. Подобно ИК-спектро- скопии, ЯМР-спектроскопия требует подготовки небольшого количества образца и обеспечивает очень подробную информацию о составе многих смол. Ограничения применимости заключаются в том, что образец должен быть растворен в дейтеризованном растворителе (например, в дейтеризованном хлороформе, тетрагидрофуране, диметирформамиде). Коммерческие ЯМР Фурье-спектрофотометры со сверхпроводящими магнитами (напряженность поля 4-14 Тесла) позволяют регулярно замерять Н-ЯМР и С-ЯМР спектры высокого разрешения. Можно использовать двухмерные ЯМР-методы и другие многоимпульсные методы (например, передачу поляризации без искажений).

Эти методы используются для анализа сложных структур. С-ЯМР-спектроскопия особенно пригодна для качественного анализа отдельных смол в пленкообразующих веществах. Количественную оценку проще получить, используя ЯМР-спектроскопию. В литературе имеется полная информация об измерениях методами ЯМР-спектроскопии и распределениях резонансных линий, например, для разветвленных полиэфиров, алкидных смол, полиакрилатов, полиуретановых эластомеров, жирных кислот, циклоалифатических диизоцианатов и эпоксидных смол.