拉曼光譜在高分子材料中的應(yīng)用    

拉曼光譜可提供聚合物材料結(jié)構(gòu)方面的許多重要信息。如分子結(jié)構(gòu)與組成、立體規(guī)整性、結(jié)晶與去向、分子相互作用，以及表面和界面的結(jié)構(gòu)等。從拉曼峰的寬度可以表征高分子材料的立體化學(xué)純度。如無(wú)規(guī)立場(chǎng)試樣或頭-頭，頭-尾結(jié)構(gòu)混雜的樣品，拉曼峰是弱而寬，而高度有序樣品具有強(qiáng)而尖銳的拉曼峰。

研究?jī)?nèi)容包括：

（1）化學(xué)結(jié)構(gòu)和立構(gòu)性判斷：高分子中的C＝C、C-C、S-S、C-S、N-N等骨架對(duì)拉曼光譜非常敏感，常用來(lái)研究高分子的化學(xué)組份和結(jié)構(gòu)。

（2）組分定量分析：拉曼散射強(qiáng)度與高分子的濃度成線性關(guān)系，給高分子組分含量分析帶來(lái)方便。

（3）晶相與無(wú)定形相的表征以及聚合物結(jié)晶過(guò)程和結(jié)晶度的監(jiān)測(cè)。

（4）動(dòng)力學(xué)過(guò)程研究：伴隨高分子反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)過(guò)程如聚合、裂解、水解和結(jié)晶等。相應(yīng)的拉曼光譜某些特征譜帶會(huì)有強(qiáng)度的改變。

（5）高分子取向研究：高分子鏈的各向異性必然帶來(lái)對(duì)光散射的各向異性，測(cè)量分子的拉曼帶退偏比可以得到分子構(gòu)型或構(gòu)象等方面的重要信息。

（6）聚合物共混物的相容性以及分子相互作用研究。

（7）復(fù)合材料應(yīng)力松弛和應(yīng)變過(guò)程的監(jiān)測(cè)。

（8）聚合反應(yīng)過(guò)程和聚合物固化過(guò)程監(jiān)控。

解析激光拉曼光譜儀

激光拉曼光譜儀是一個(gè)集合了激光光譜學(xué)、機(jī)械和微電子系統(tǒng)的綜合測(cè)量體系。其結(jié)果是獲得散射介質(zhì)在一定方向上具有一定偏振態(tài)的散射光強(qiáng)隨頻率分布的譜圖。

激光拉曼光譜儀分析是一種非破壞性的微區(qū)分析手段，液體、粉末及各種固體樣品均不需特殊處理即可用于拉曼光譜的測(cè)定。

拉曼光譜可以單獨(dú)，或與其他技術(shù)（如X衍射譜、紅外吸收光譜、中子散射等）結(jié)合起來(lái)應(yīng)用，方便地確定離子、分子種類和物質(zhì)結(jié)構(gòu)。

其應(yīng)用主要是對(duì)各種固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)物質(zhì)的分子組成、結(jié)構(gòu)及相對(duì)含量等進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)物質(zhì)的鑒別與定性。

拉曼光譜儀結(jié)構(gòu)及其原理

     1.拉曼效應(yīng)  光照射到物質(zhì)上發(fā)生彈性散射和非彈性散射. 彈性散射的散射光是與激發(fā)光波長(zhǎng)相同的成分.非彈性散射的散射光有比激發(fā)光波長(zhǎng)長(zhǎng)的和短的成分, 統(tǒng)稱為拉曼。通俗一點(diǎn)說(shuō)就是一束光照到某個(gè)物體上，會(huì)反射與原波長(zhǎng)相同和不同的兩種光，相同的叫瑞利散射，不同的就叫拉曼散射。拉曼散射又分為兩種，一種波長(zhǎng)比原來(lái)的小叫斯托克斯拉曼，還有一種比原來(lái)的波長(zhǎng)大叫反斯托克斯線。

      2.拉曼光譜儀的結(jié)構(gòu) 不同的拉曼光譜儀組成及結(jié)構(gòu)會(huì)有些細(xì)微的不同，但一般都是由激光光源、樣品裝置、濾光器、單色器（或干涉儀）和檢測(cè)器等組成。

為什么測(cè)試時(shí)一些光譜給出十分強(qiáng)的背景信號(hào)，而這些信號(hào)湮蓋了拉曼信號(hào)？

一些發(fā)熒光或磷光的樣品在測(cè)量時(shí)會(huì)給出非常高的背景光譜。令人遺憾的是這些是樣品材料的本征性質(zhì)，是激光輻照下無(wú)法避免的結(jié)果，而且通常情況下熒光比拉曼信號(hào)更強(qiáng)。盡管這樣，我們?nèi)钥刹扇∫恍┐胧p少或減輕熒光副作用。

猝滅：一些樣品可采用測(cè)試前將激光輻照在表面一段時(shí)間對(duì)熒光進(jìn)行猝滅以減小熒光光譜的背景增強(qiáng)拉曼信號(hào)。猝滅的時(shí)間根據(jù)樣品不同可從幾分鐘到幾小時(shí)。值得注意的是：猝滅效應(yīng)是呈指數(shù)衰減的，一開(kāi)始就可觀察到。

共焦模式：采用共焦模式測(cè)量強(qiáng)光下輻照的小體積樣品時(shí)熒光將會(huì)大大降低。該法也同樣適合有熒光襯底的樣品，例如被熒光物質(zhì)基體包裹的樣品。

改變激發(fā)激光的波長(zhǎng)：有時(shí)改變波長(zhǎng)是僅有可行的避免熒光干擾的方法。

如果拉曼實(shí)驗(yàn)室里有太多的室內(nèi)光源比如熒光、白熾燈或日光燈等，這會(huì)在測(cè)試光譜上出現(xiàn)不必要的背景信號(hào)。因此在測(cè)試的時(shí)候應(yīng)將室內(nèi)光關(guān)閉或降到很小或用遮光罩將樣品臺(tái)罩住以避免外界的雜散光進(jìn)入光譜儀。