CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.3. Phân tích và đánh giá vật liệu polymer
2.3.1. Phổ hồng ngoại biến đổi (FTIR)
Đặc điểm của các phương pháp phổ hồng ngoại FTIR là phương pháp quang phổ xử lý vùng hồng ngoại của quang phổ điện từ, là ánh sáng có bước sóng dài hơn và tần số thấp hơn ánh sáng nhìn thấy. Nó bao gồm một loạt các kỹ thuật, chủ yếu
20 dựa trên quang phổ hấp thụ. Như với tất cả các kỹ thuật quang phổ, nó có thể được sử dụng để xác định và nghiên cứu hóa chất. Đối với một mẫu nhất định có thể ở thể rắn, lỏng hoặc khí, phương pháp hoặc kỹ thuật quang phổ hồng ngoại sử dụng một dụng cụ gọi là máy quang phổ hồng ngoại (hoặc máy quang phổ) để tạo ra phổ hồng ngoại. Quang phổ hồng ngoại dựa trên sự thay đổi momen lưỡng cực của phân tử polyme. Phần hồng ngoại của quang phổ điện từ (thường được chia thành ba vùng; hồng ngoại gần, trung bình và xa, được đặt tên theo mối quan hệ của chúng với phổ khả kiến. Các vùng hấp thụ hồng ngoại cho các dải đặc trưng được thể hiện trên hình 2.8. Phổ hồng ngoại khai thác các phân tử hấp thụ các tần số cụ thể đặc trưng cho cấu trúc của chúng. Các tần số hấp thụ này là tần số cộng hưởng, tức là tần số của bức xạ bị hấp thụ phù hợp với năng lượng chuyển tiếp của liên kết hoặc nhóm dao động [62].
Hình 2.8. Tổng quan về cửa sổ IR từ 4000 cm-1 đến 500 cm-1 với các vùng khác nhau [62].
2.3.2. Kính hiển vi
Polymer phân tích bằng kính hiển vi cung cấp một phương tiện để nghiên cứu và xác định đặc điểm cấu trúc vi mô và nano của polymer, vật liệu tổng hợp và sản phẩm. Độ phóng đại được cung cấp bởi kính hiển vi quang học hoặc điện tử có thể được sử dụng để thu được thơng tin hóa học và vật lý về các đặc điểm cấu trúc của polymer [63].
2.3.3. Tính chất cơ học
Đặc điểm của các tính chất cơ học trong polymer thường đề cập đến việc đo độ bền của màng polymer. Độ bền kéo và mô đun đàn hồi được quan tâm đặc biệt để mô tả các đặc tính ứng suất của màng polymer. Các kỹ thuật khác bao gồm đo độ nhớt, đo lưu biến và độ cứng [62].
2.3.3.1. Độ bền kéo
Độ bền kéo được định nghĩa là một ứng suất, được đo bằng lực trên một đơn vị diện tích. Đối với một số vật liệu không đồng nhất (hoặc đối với các thành phần đã
21 lắp ráp), nó có thể được báo cáo chỉ là một lực hoặc một lực trên một đơn vị chiều rộng. Trong hệ đơn vị quốc tế (SI), đơn vị là pascal (Pa) (hoặc bội số của nó, thường là megapascal (MPa), sử dụng tiền tố SI; hoặc, tương đương với pascal, newtons trên mét vuông (N/m²) [62].
2.3.3.2. Mô đun đàn hồi
Mô đun đàn hồi (Youngh’s modulus) là một đặc tính cơ học của vật liệu rắn đàn hồi tuyến tính. Nó xác định mối quan hệ giữa ứng suất (lực trên một đơn vị diện tích) và biến dạng (biến dạng tỷ lệ) trong vật liệu [62].
2.3.4. Nhiệt quét vi sai
Nhiệt quét vi sai (DSC) là phương pháp phân tích nhiệt mà ở đó độ chênh lệch về nhiệt độ ΔT giữa hai mẫu chuẩn và mẫu nghiên cứu ln được duy trì bằng khơng. Thay vào đó người ta sẽ xác định enthalpy của các quá trình này bằng cách xác định lưu lượng nhiệt vi sai cần để duy trì mẫu vật liệu và mẫu chuẩn trơ ở cùng nhiệt độ. Nhiệt độ này thường được lập trình để quét một khoảng nhiệt độ bằng cách tăng tuyến tính ở một tốc độ định trước [62].
DSC là kỹ thuật nghiên cứu các tính chất của polymer khi ta thay đổi nhiệt độ tác dụng và cho thông tin trực tiếp về năng lượng chuyển pha. Với DSC có thể đo được các hiện tượng chuyển pha: nóng chảy, kết tinh, thủy tinh hóa hay nhiệt của phản ứng hóa học của polymer [62].
22