采用红外光谱测量有机硅中微量羟基含量的方法技术

本发明专利技术涉及采用红外光谱测量有机硅中微量羟基含量的方法，包括：S100、提供近红外羟值测试模型，其构建方法如下：S101、以α,ω‑二羟基聚二甲基硅氧烷为标准物质和以八甲基环四硅氧烷为稀释剂配制标准溶液，测得二阶导数中红外光谱数据，绘制羟基含量相对于其相对光密度强度的标准曲线；S102、测得多种有机硅标准样品的二阶导数中红外光谱数据，基于标准曲线得到羟基含量；S103、扫描得到多种有机硅标准样品的近红外光谱数据，优化处理；S104、采用偏最小二乘法构建近红外羟值测试模型；S200、对有机硅样品进行离心处理，得到处理后的有机硅样品；S300、扫描得到处理后的有机硅样品的近红外光谱数据，基于红外羟值测试模型，得到有机硅样品的羟基含量。

【技术实现步骤摘要】
采用红外光谱测量有机硅中微量羟基含量的方法
本专利技术属于有机硅检测
，具体涉及采用红外光谱测量有机硅中微量羟基含量的方法。
技术介绍
诸如甲基乙烯基硅橡胶的生胶是高弹性聚合物材料，是制造橡胶制品的母体材料。这样的生胶以及有机硅高温胶中除了含有目标的有机基团之外，通常还含有微量的羟基(Si-OH)。例如，甲基乙烯基硅橡胶是一种无色无味的可流动胶体，不溶于水，溶于苯等有机溶剂。甲基乙烯基硅橡胶通常以聚二甲基硅氧烷、乙烯基硅油、乙烯基环体为原料，经碱催化聚合生成含乙烯基封端和/或支链乙烯基的硅氧烷大分子线性聚合物。甲基乙烯基硅橡胶是混炼胶的主要原料，是有机硅重要的中间产品。甲基乙烯基硅橡胶的羟值(羟基含量)的测定通常采用氘化法，氘化法的测试过程较长，并且在测试过程中需要采用氘水以及诸如甲苯、石油醚等有机溶剂，长期使用有机溶剂对人体身体健康造成影响，并会对环境造成污染。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的目的是针对现有中存在的技术缺陷，提供采用红外光谱测量有机硅中微量羟基含量的方法，本专利技术的方法操作简单，速度快，准确率高。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。本专利技术提供了采用近红外光谱测量有机硅中微量羟基含量的方法，其中，所述方法包括以下步骤：S100、提供近红外羟值测试模型，其中，所述近红外羟值测试模型由包括以下步骤的方法构建：S101、以α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为标准物质和以八甲基环四硅氧烷为稀释剂配制具有不同羟基含量的标准溶液，以四氯化碳为溶剂测得标准溶液的二阶导数中红外光谱数据，基于得到的二阶导数中红外光谱数据绘制羟基含量相对于羟基特征峰的相对光密度强度的标准曲线；S102、以四氯化碳为溶剂，测得多种有机硅标准样品的二阶导数中红外光谱数据，计算得到多种所述有机硅标准样品的羟基特征峰的相对光密度强度，基于步骤S101中得到的标准曲线得到多种所述有机硅标准样品的羟基含量；S103、扫描得到多种所述有机硅标准样品的近红外光谱数据，经二阶求导处理或向量归一和一阶求导处理，得到优化后的近红外光谱数据；S104、基于步骤S102中测得的多种所述有机硅标准样品的羟基含量以及步骤S103中得到的优化后的近红外光谱数据，采用偏最小二乘法构建近红外羟值测试模型；S200、对待测的有机硅样品进行离心处理，以消除气泡，得到处理后的有机硅样品；S300、扫描得到处理后的有机硅样品的近红外光谱数据，基于所述红外羟值测试模型，得到有机硅样品的羟基含量。本专利技术中，通过构建近红外羟值测试模型，在扫描得到待测有机硅样品的近红外光谱数据后，基于该近红外羟值测试模型，即可得到羟基含量。本专利技术的方法中，只需在构建近红外羟值测试模型中用到四氯化碳溶剂，但在实际测定待测有机硅样品的羟基含量时，不需使用溶剂，在经离心处理消除气泡后，直接扫描待测有机硅样品，得到近红外光谱数据，然后由近红外羟值测试模型给出羟基含量，操作简单，速度快，准确率高。特别地，在构建近红外羟值测试模型时，以八甲基环四硅氧烷为稀释剂和以α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为标准物质，可以得到一系列精确度高的、具有不同羟基含量的标准溶液。基于这样的标准溶液的羟基含量相对于羟基特征峰的光密度强度的标准曲线以及测得的多种有机硅标准样品的羟基特征峰的光密度强度，可以精确测定有机硅标准样品的羟基含量，进而提高基于近红外羟值测试模型的方法的准确率。进一步地，本专利技术中对中红外光谱进行二阶求导处理(二阶导数中红外光谱)，峰位与原谱峰位一致，但峰的半宽收率，有利于去除高频噪音及基团之间的相互干扰，有利于羟基峰的显示、区分。根据本专利技术提供的方法，其中，步骤S101中通过包括以下步骤的方法测得标准溶液的二阶导数中红外光谱数据：S1011、采用标准溶液和四氯化碳溶剂配制标准溶液样品，扫描得到标准溶液样品的中红外光谱数据；S1012、对标准溶液样品和四氯化碳溶剂进行氘化处理，得到氘化处理后的标准溶液样品和氘化处理后的四氯化碳溶剂；S1013、扫描得到氘化处理后的标准溶液样品和氘化处理后的四氯化碳溶剂的中红外光谱数据，采用氘化处理后的四氯化碳溶剂的红外光谱数据以及步骤S1011中得到的标准溶液样品的中红外光谱数据对氘化处理后的标准溶液样品的中红外光谱数据进行处理以消除杂音，得到处理的标准溶液样品的中红外光谱数据；S1014、对步骤S1013中得到的处理的标准溶液样品的中红外光谱数据进行二阶求导，得到标准溶液样品的二阶导数中红外光谱数据；S1015、基于标准溶液样品的二阶导数中红外光谱数据，经由公式I计算得到标准溶液的相对光学密度，其中，OD为标准溶液样品的二阶导数中红外光谱数据的羟基的峰高，ODcor为标准溶液的相对光学密度，m1为标准溶液样品中标准溶液的质量，m2为标准溶液样品中四氯化碳的质量。本专利技术中，对标准溶液进行氘化，羟基的特征峰由3300cm-1移动到2726cm-1，干扰少，更利于区分。在一些实施方案中，OD为标准溶液样品的二阶导数中红外光谱中2732cm-1峰顶和2726cm-1峰底之间的高度。根据本专利技术提供的方法，其中，可以采用本领域中已知的氘代(氘化)方法对标准溶液样品和四氯化碳溶剂进行氘化处理。例如，步骤S1012中采用氘水进行氘化处理。在一些实施方案中，步骤S1012中采用包括以下步骤的方法进行氘化处理：将氘水加入标准溶液样品或四氯化碳中，混合，然后离心处理。根据本专利技术提供的方法，其中，步骤S101中，羟基含量相对于羟基特征峰的相对光密度强度的标准曲线可以由下式表示：％OH＝A×(ODcor)+B其中，％OH为羟基含量，A和B为常数并可以由标准曲线测得。根据本专利技术提供的方法，其中，可以根据设定的羟基检测范围来选择α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的羟基含量。在一些具体实施方案中，所选用的α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的羟基含量为1000μg/g。根据本专利技术提供的方法，其中，步骤S101中的标准溶液的羟基含量可以为5～100μg/g，优选为10～100μg/g。在一个具体实施方案中，步骤S101中所述标准溶液的羟基含量可以为选自10μg/g、20μg/g、30μg/g、40μg/g、50μg/g、60μg/g、70μg/g、80μg/g、90μg/g和100μg/g中的5组或其以上。根据本专利技术提供的方法，其中，所述有机硅可以为生胶或高温胶，生胶的具体实例可以为甲基乙烯基硅橡胶。在一些具体实施方案中，步骤S102中所述有机硅标准样品为甲基乙烯基硅橡胶。根据本专利技术提供的方法，其中，步骤S102中通过包括以下步骤的方法测得多种所述有机硅标准样品的二阶导数中红外光谱数据和计算得到多种所述有机硅标准样品的羟基特征峰的光密度强度：S1021、采用多种所述有机硅标准样品和四氯化碳溶剂分别配制有机硅标准样品测试液，扫描得到所述有机硅标准样品测试液的中红外光谱数据；S1022、对所述有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.采用红外光谱测量有机硅中微量羟基含量的方法，其中，所述方法包括以下步骤：/nS100、提供近红外羟值测试模型，其中，所述近红外羟值测试模型由包括以下步骤的方法构建：/nS101、以α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为标准物质和以八甲基环四硅氧烷为稀释剂配制具有不同羟基含量的标准溶液，以四氯化碳为溶剂测得标准溶液的二阶导数中红外光谱数据，基于得到的二阶导数中红外光谱数据绘制羟基含量相对于羟基特征峰的相对光密度强度的标准曲线；/nS102、以四氯化碳为溶剂，测得多种有机硅标准样品的二阶导数中红外光谱数据，计算得到多种所述有机硅标准样品的羟基特征峰的相对光密度强度，基于步骤S101中得到的标准曲线得到多种所述有机硅标准样品的羟基含量；/nS103、扫描得到多种所述有机硅标准样品的近红外光谱数据，经二阶求导处理或向量归一和一阶求导处理，得到优化后的近红外光谱数据；/nS104、基于步骤S102中测得的多种所述有机硅标准样品的羟基含量以及步骤S103中得到的优化后的近红外光谱数据，采用偏最小二乘法构建近红外羟值测试模型；/nS200、对待测的有机硅样品进行离心处理，以消除气泡，得到处理后的有机硅样品；/nS300、扫描得到处理后的有机硅样品的近红外光谱数据，基于所述近红外羟值测试模型，得到有机硅样品的羟基含量。/n...

【技术特征摘要】
1.采用红外光谱测量有机硅中微量羟基含量的方法，其中，所述方法包括以下步骤：
S100、提供近红外羟值测试模型，其中，所述近红外羟值测试模型由包括以下步骤的方法构建：
S101、以α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷为标准物质和以八甲基环四硅氧烷为稀释剂配制具有不同羟基含量的标准溶液，以四氯化碳为溶剂测得标准溶液的二阶导数中红外光谱数据，基于得到的二阶导数中红外光谱数据绘制羟基含量相对于羟基特征峰的相对光密度强度的标准曲线；
S102、以四氯化碳为溶剂，测得多种有机硅标准样品的二阶导数中红外光谱数据，计算得到多种所述有机硅标准样品的羟基特征峰的相对光密度强度，基于步骤S101中得到的标准曲线得到多种所述有机硅标准样品的羟基含量；
S103、扫描得到多种所述有机硅标准样品的近红外光谱数据，经二阶求导处理或向量归一和一阶求导处理，得到优化后的近红外光谱数据；
S104、基于步骤S102中测得的多种所述有机硅标准样品的羟基含量以及步骤S103中得到的优化后的近红外光谱数据，采用偏最小二乘法构建近红外羟值测试模型；
S200、对待测的有机硅样品进行离心处理，以消除气泡，得到处理后的有机硅样品；
S300、扫描得到处理后的有机硅样品的近红外光谱数据，基于所述近红外羟值测试模型，得到有机硅样品的羟基含量。


2.根据权利要求1所述的测定方法，其中，步骤S101中通过包括以下步骤的方法测得标准溶液的二阶导数中红外光谱数据：
S1011、采用标准溶液和四氯化碳溶剂配制标准溶液样品，扫描得到标准溶液样品的中红外光谱数据；
S1012、对标准溶液样品和四氯化碳溶剂进行氘化处理，得到氘化处理后的标准溶液样品和氘化处理后的四氯化碳溶剂；
S1013、扫描得到氘化处理后的标准溶液样品和氘化处理后的四氯化碳溶剂的中红外光谱数据，采用氘化处理后的四氯化碳溶剂的中红外光谱数据以及步骤S1011中得到的标准溶液样品的中红外光谱数据对氘化处理后的标准溶液样品的中红外光谱数据进行处理以消除杂音，得到处理的标准溶液样品的中红外光谱数据；
S1014、对步骤S1013中得到的处理的标准溶液样品的中红外光谱数据进行二阶求导，得到标准溶液样品的二阶导数中红外光谱数据；
S1015、基于标准溶液样品的二阶导数中红外光谱数据，经由公式I计算得到标准溶液的相对光学密度，



其中，OD为标准溶液样品的二阶导数中红外光谱数据的羟基的峰高，ODcor为标准溶液的相对光学密度，m1为标准溶液样品中标准溶液的质量，m2为标准溶液样品中四氯化碳的质量。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤S1012中采用氘水进行氘化处理。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，步骤S101中的标准溶液的羟基含量为5～100μg/g，优选为10～100...

【专利技术属性】
技术研发人员：王睿，吴红，陈卫东，
申请(专利权)人：江西蓝星星火有机硅有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36