有机板红外特性的仪器及设备

有机板红外特性的仪器及设备

红外加热具有效率高，能耗低的特点，是目前热塑性有机板成型的主流加热方式。采用红外加热方式前需要了解被加热物质的红外特性和红外加热元件的具体的规格或参数。

因为有机板由不同的热塑性树脂制成，不同树脂对不同波长的红外辐射吸收效率并不相同，所以在应用红外加热工艺进行生产前需要大致了解所用原材料中树脂的红外吸收光谱。而红外加热元件在不同温度上辐射出的各波段红外线相对强度不同，关于红外加热元件的红外性能，则需要了解加热器的红外辐射光谱。

针对以上热塑性有机板红外加热工艺中需要实际测量的数据，通常采用以下精密设备：

01 红外分光光度计

红外分光光度计也称红外光谱仪，是进行红外光谱测量的基本设备，通常由光源，单色器，探测器，电子放大器和计算机处理信息系统组成，可应用在石油、化工、教学、材料科学等各个领域，是一种科研、生产、教学的分析测试仪器。[1]

此仪器可以测量有机板材的红外光谱特性，其工作原理是当有机板材样品吸收了一定频率的红外辐射后，分子的振动能级发生跃迁，透过的光束中相应频率的光被减弱，造成参比光路与样品光路相应辐射的强度差，从而得到所测有机板样品的红外光谱。

02 单色光仪

单色光仪是从连续光谱辐射（复色光）中分出波段极窄的单色辐射（单色光）的光谱仪器，可以用来研究物质的辐射特性[4]。

图3一种平面光栅单色仪的分光工作原理[4]

单色仪作为独立仪器使用时，可用于物体的发射、吸收、反射和透射特性的分光辐射测量和光谱研究，同样可以对红外加热元件进行发射特性的测量，也可对有机板材的红外辐射吸收特性进行测量。

图4 美国 Spectral Products 品牌单色仪[5]

03 光谱辐射计

光谱辐射计用于测定辐射源的光谱分布，能够同时建立目标或背景的强度、光谱特性。光谱辐射计一般由收集光学系统、光谱元件、探测器和电子部件等组成[6]。

应用于有机板加热领域时可以用来测量红外加热元件在不同温度时的光谱分布，根据测得的数据来调节红外加热元件的温度，使加热器产生的红外辐射光谱匹配不同材质有机板的红外吸收光谱。

图5 由HAAS-1200光谱辐射计等组成的测量系统[7]

04 傅里叶变换红外光谱仪

傅里叶变换红外光谱仪的原理是使光源发出的光分为两束后造成一定的光程差，再使之复合以产生干涉，所得到的干涉图函数包含了光源的全部频率和强度信息。用计算机将干涉图函数进行傅里叶变换，就可计算出原来光源的强度按频率的分布[8]。

图6 某型号傅里叶变换红外光谱仪[9]

如果将复合板材试样放在复合光束中，由所测得的干涉图函数经过傅里叶变换后与未放试样时光源的强度按频率分布之比值，即可得到复合板材试样的吸收光谱。

图7 傅里叶变换红外光谱仪工作原理图[10]

在有机板成型行业中应用红外光学测试仪器及设备可以对不同材质的树脂进行吸收光谱的检测，从而针对不同基体材质制定多套加热工艺方案，有助于更高效地进行有机板的加热软化流程，避免由于加热问题导致缺陷进而影响Zui终产品的质量。

参考文献&素材来源

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