DSC-Raman联用技术在研究高分子结晶度中的应用

PerkinElmer® DSC 8000 或 8500型DSC经常用于结晶度研究。双炉体设计，赋予炉温瞬间稳定以及控制在某一真实温度的能力，等温研究好是在这个模式下进行。结晶物的拉曼光谱和非结晶物一般不同，前者的峰宽较窄。拉曼光谱仪还可用于监控非常慢速的变化过程，从而提供额外的样品信息，并且也可以准确判定混晶发生的位置。

PerkinElmer公司研发的RamanStation ™ 400和RamanFlex ™lines允许实时调节激光脉冲周期，因此可以轻松调节拉曼光谱采集信号速率和DSC扫描速率的佳匹配值。同时测量消除了材料可能受试样热历史影响而带来的不确定性。

下文针对半结晶性聚氧化乙烯的DSC-Raman检测可以充分说明两种技术的互补性。上述材料已被广泛运用于医疗、生活以及工作的方方面面，例如牙膏。试样从10°C加热到75°C，经历了熔融过程，然后冷却到10°C，再进行重复扫描。周循环中样品的熔融峰温位于70°C，而在第二次升温扫描中则出现在66.7°C。第二周升温测得的熔融热值也降低了（图1）。这暗示了次的熔融和结晶过程使得材料的无定型区增加。

 

在DSC运行时拉曼光谱每间隔5秒接受一次。次加热/冷却循环之后，光谱中显示大量的无定型组分特征（图2）。通过差减可以次循环扫描前后的光谱差异。虽然存在噪音，但它与*熔融时的光谱图非常相似。因此拉曼光谱可以直接确认来自于DSC数据的推论，那就是次加热/冷却循环提高了试样的无定型含量。从这些数据（图3）可以得到结晶组分的光谱和非晶组分的光谱。

 

DSC-Raman光谱仪赋予我们研究高聚物的能力，可以再现样品在各种控温条件下的结晶行为，同时与DSC能量变化相关的结构信息也能通过拉曼光谱体现。这种途径使得两种方法的相关性，有助于对结晶行为更深层次的理解。