流變和拉曼光譜的再次碰撞
UV膠的固化
流變學(xué)已成為UV固化動(dòng)力學(xué)研究中較為常用的表征方法,。流變學(xué)中的參數(shù)—?jiǎng)討B(tài)彈性模量G'對(duì)形態(tài)結(jié)構(gòu)極其敏感,，能夠很好的反映體系在輻射固化交聯(lián)過(guò)程中雙鍵密度和內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化，因此實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)G'的變化可以從體系結(jié)構(gòu)的角度反映固化程度,。
UV固化本質(zhì)是一種化學(xué)反應(yīng),，材料暴露在特定的UV輻射下會(huì)引發(fā)自由基反應(yīng)，導(dǎo)致機(jī)械結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化,。因此UV固化還可以通過(guò)拉曼光譜進(jìn)一步監(jiān)測(cè),，這些化學(xué)變化將會(huì)通過(guò)特征峰的生成或降低（緩慢或快速變化）反映在拉曼光譜中。
流變儀與拉曼光譜相結(jié)合,，可以同時(shí)獲得材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)的信息,，將這些信息關(guān)聯(lián)起來(lái)以獲得在材料加工、反應(yīng)機(jī)理方面更加深入的洞悉,。UV固化系統(tǒng)和拉曼光譜儀均可通過(guò)安東帕MCR系列流變儀軟件進(jìn)行觸發(fā),，從而能夠同步監(jiān)測(cè)整個(gè)UV固化過(guò)程中的粘彈性力學(xué)行為和光譜數(shù)據(jù)。
Omnicure S1500紫外固化系統(tǒng),，配備5mm光纖,。Cora5001拉曼光譜儀,，配備特制的聯(lián)用拉曼探頭——HT fiber probe 785。MCR流變儀,，使用帕爾貼罩（H-PTD）和25mm石英玻璃平板,。
UV固化系統(tǒng)和拉曼儀均連接至MCR流儀中，從而UV輻射源和拉曼光譜儀都可以通過(guò)流變儀進(jìn)行自動(dòng)觸發(fā),，保障原位測(cè)量的同步性,。
UV源與特制的聯(lián)用拉曼探頭
圖1：UV膠固化反應(yīng)過(guò)程中的損耗模量（紅色）和儲(chǔ)能模量（黑色）變化曲線
流變測(cè)量的結(jié)果如圖1所示。從測(cè)量結(jié)果可以看出,，樣品最初表現(xiàn)出粘彈性流體響應(yīng),，其損耗模量（G'）大于儲(chǔ)能模量（G'）。隨后,，在UV輻射下激發(fā)了固化反應(yīng),，從而可以觀察到模量的快速變化。兩個(gè)模量的變化曲線的交叉點(diǎn)意味著樣品從液體主導(dǎo)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w主導(dǎo)狀態(tài),。然而,，在5s的UV輻射時(shí)間結(jié)束后，固化反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行,，這可以從模量的持續(xù)增加中觀測(cè)到,。
圖2：950cm-1和1150cm-1的峰強(qiáng)隨固化時(shí)間的變化
圖2為兩個(gè)拉曼特征峰（950 cm-1和1050 cm-1）的峰強(qiáng)變化曲線。所選的這兩個(gè)特征峰具備一定代表性,，因?yàn)榇蠖鄶?shù)其他特征峰的行為與其中一個(gè)相似,。在5s的UV輻射下，兩個(gè)特征峰都出現(xiàn)了峰強(qiáng)的驟降,。在UV輻射結(jié)束后,，950 cm-1的峰強(qiáng)迅速達(dá)到穩(wěn)定水平，標(biāo)志著相應(yīng)基團(tuán)化學(xué)變化的結(jié)束,；而1050 cm-1的峰強(qiáng)是逐漸下降的,，這與之前圖1所示的模量逐漸增大相呼應(yīng)；其余特征峰強(qiáng)度的變化率都處于上述兩個(gè)特征峰之間,。
拉曼光譜中的整體化學(xué)信號(hào)變化與流變性能變化趨勢(shì)相吻合,，兩種技術(shù)可以相互印證。然而,，拉曼光譜中展示的信息非常豐富,，不同特征峰的強(qiáng)度變化曲線代表不同化學(xué)基團(tuán)的反應(yīng)特性，因此,，可以獲得每一個(gè)感興趣的化學(xué)基團(tuán)的變化信息,。拉曼光譜的這一特性，不僅是樣品整體流變特性的補(bǔ)充，還為深入了解不同反應(yīng)基團(tuán)的特性提供了可能性,。
安東帕的流變-拉曼聯(lián)用設(shè)備已被證明對(duì)監(jiān)測(cè)復(fù)雜的反應(yīng)機(jī)理非常有益,。MCR系列流變儀還可以與不同激發(fā)波長(zhǎng)的Cora5001拉曼光譜儀，以及不同的UV固化系統(tǒng)（不同波長(zhǎng),、汞燈,、LED光源）相結(jié)合，且流變儀可使用多種型號(hào)（如珀耳帖或電加熱）,，為各種應(yīng)用提供最大的靈活性,。
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