涂料是一種可借特定的施工方法涂覆在物體表面上，經(jīng)固化形成連續(xù)性涂膜的材料，通過它可以對(duì)被涂物體進(jìn)行保護(hù)、裝飾和其他特殊的作用。

傅里葉變換紅外光譜（FTIR）是一種基于分子振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)變化的分析技術(shù)，通過檢測樣品對(duì)紅外光的吸收特性，提供材料的化學(xué)鍵和官能團(tuán)信息。在涂覆涂料的分析中，F(xiàn)TIR因其快速、無損和高靈敏度的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于以下方面：

1.涂料成分鑒定

樹脂類型識(shí)別：不同樹脂（如環(huán)氧、聚氨酯、丙烯酸）具有獨(dú)特的紅外特征峰。例如：環(huán)氧樹脂：1250cm-1（C-O-C伸縮振動(dòng)），915cm-1（環(huán)氧基團(tuán)）。聚氨酯：1700cm-1（氨基甲酸酯的C=O伸縮振動(dòng)），1530cm-1（N-H彎曲振動(dòng)）。

填料與添加劑分析：無機(jī)填料（如碳酸鈣、二氧化硅）在紅外譜中表現(xiàn)為寬峰或特定吸收帶（如SiO?的1080cm-1Si-O-Si振動(dòng)）。有機(jī)添加劑（如消泡劑、流平劑）可通過官能團(tuán)（如硅氧烷的Si-O-Si峰）識(shí)別。

2.涂層質(zhì)量控制

批次一致性驗(yàn)證：通過比對(duì)不同批次涂料的光譜，確保主成分（如樹脂、固化劑）比例穩(wěn)定。例如，若某批次環(huán)氧基團(tuán)（915cm-1）峰強(qiáng)度**降低，可能表明樹脂儲(chǔ)存不當(dāng)導(dǎo)致預(yù)聚。

污染物排查：異常峰可能指示污染物（如未反應(yīng)的單體、氧化產(chǎn)物）。例如，羰基峰（1700cm?1）增強(qiáng)可能暗示樹脂氧化降解。

3.涂層老化與失效分析

光/熱降解研究：紫外老化后，聚氨酯涂層可能在3300cm-1（N-H）和1720cm-1（C=O）處出現(xiàn)峰形變化，表明氨基甲酸酯鍵斷裂或氧化生成羧酸。

水解或氧化產(chǎn)物檢測：如聚酯涂層的酯鍵（1730cm?1）水解后可能生成羧酸（1700cm?1寬峰）。

界面失效分析：通過微區(qū)FTIR（如ATR附件）分析涂層與基材界面，檢測脫粘區(qū)域的化學(xué)變化（如硅烷偶聯(lián)劑的水解失效）。

4.固化過程監(jiān)控

實(shí)時(shí)固化動(dòng)力學(xué)：跟蹤固化反應(yīng)中官能團(tuán)的消耗（如環(huán)氧樹脂的915cm?1峰隨固化時(shí)間減少）。

固化度測定：通過定量分析特征峰面積變化（如C=C雙鍵在1630cm?1處的峰面積減少指示丙烯酸酯的UV固化程度）。

5.表面與界面分析

ATR（衰減全反射）技術(shù)：直接測試固體涂層表面（無需制樣），適用于：

表面污染分析（如油污的C-H伸縮振動(dòng)峰）。

涂層/基材界面化學(xué)相互作用（如硅烷偶聯(lián)劑在金屬表面的Si-O-M鍵信號(hào)）。

顯微FTIR：對(duì)涂層缺陷（如氣泡、裂紋）進(jìn)行微區(qū)分析，定位局部成分異常。
樣品制備與測試方法

液體涂料：涂覆于KBr窗片或石英片上，溶劑揮發(fā)后測試。

固體涂層：直接使用ATR附件（金剛石或ZnSe晶體）測試表面；或切片后用透射模式分析。

粉末/填料：與KBr混合壓片，或采用漫反射（DRIFT）模式。

注意事項(xiàng)：避免樣品過厚導(dǎo)致信號(hào)飽和，排除水分（水峰約3400cm-1）干擾。
實(shí)際案例分析

案例1：涂層剝落失效

FTIR分析剝落界面顯示硅烷偶聯(lián)劑（1100cm?1Si-O-Si）峰消失，推測因濕度導(dǎo)致水解失效。

案例2：光澤度下降

老化涂層光譜中檢測到羰基峰增強(qiáng)（氧化產(chǎn)物），表明需添加抗氧劑。

案例3：固化不完全

未固化的環(huán)氧涂層殘留915cm?1峰，通過調(diào)整固化溫度/時(shí)間優(yōu)化工藝。

通過FTIR分析涂覆涂料，不僅能實(shí)現(xiàn)成分鑒定和質(zhì)量控制，還能深入解析老化機(jī)制和失效原因，為涂料研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用提供關(guān)鍵化學(xué)信息。