AFM-IR與FTIR巧妙結合:長春應化所實現聚合物納米尺度定量分析!

[導讀]?近日,長春應化所高分子物理與化學國家重點實驗室高分子復雜體系—多組分課題組通過AFM-IR與FTIR的巧妙結合,首次實現了聚合物納米尺度定量分析。

??? 聚合物材料相對于傳統材料如玻璃、陶瓷、水泥、金屬而言是后起之秀,但其發展的速度及應用的廣泛性卻遠遠超過了許多傳統材料,在當今世界乃至未來的世紀都充當著舉足重輕的角色,已成為工業、農業、國防和科技等領域的重要材料,尤其是在開發新型替代能源、節約資源和保護生態環境方面更是發揮著不可替代的作用。但由于其分子量分布不均一的特性,很難實現準確定量分析,

??? 近日,長春應化所高分子物理與化學國家重點實驗室高分子復雜體系—多組分課題組通過AFM-IR與FTIR的巧妙結合,首次實現了聚合物納米尺度定量分析。

??? 紅外光譜是聚合物結構分析的常用方法,但是其空間分辨率低于幾個微米,對于微納尺寸的相區無能為力。近年來,法國科學家Dazzi等人基于光熱誘導共振現象,將原子力顯微鏡與紅外光譜相結合,開發了原子力紅外(AFM-IR)技術,空間分辨率達到50納米,在各種納米、微米結構的研究方面具有廣闊的應用前景。然而由于多組分的聚合物體系大多存在相分離,難以獲得在納米尺度上組成均勻的標準樣品,AFM-IR技術迄今未能應用于定量分析。

  高抗沖聚丙烯(HIPP)是一種應用廣泛的多相多組分聚合物合金,在其聚丙烯基體中分散著各種乙丙共聚物形成的具有核殼結構的橡膠粒子,迄今為止的研究認為這些橡膠粒子的硬核的主要成分是聚乙烯。

  高分子物理與化學國家重點實驗室蘇朝暉課題組與??松梨趤喬邪l中心的鮑培特博士合作,以AFM-IR技術研究HIPP不同相區中的化學組成,利用AFM-IR和傅里葉變換紅外光譜(FTIR)譜圖的高度一致性,以常規FTIR用普通的乙丙共聚、共混標樣制作工作曲線,用于AFM-IR光譜的定量分析,第一次發現聚丙烯是一些HIPP體系中橡膠粒子的硬核的主要成分?! ?/p>

AFM-IR定量分析HIPP微相區組成示意圖

  這項工作最近在Analytical Chemistry上發表。這是中國研究人員在納米紅外領域發表的第一篇論文,也是世界上第一篇以納米紅外技術進行定量分析的論文。開發和引領納米紅外技術的Anasys Instruments認為應化所科研工作者建立的方法使復雜聚合物體系的納米相區組成分析成為可能,是納米紅外技術領域的新突破。


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