玉米、小麦及豌豆三种淀粉晶区/非晶区结构及热变性三级中红外光谱研究

采用一维中红外(MIR)光谱、变温一维MIR光谱及二维MIR光谱分别开展了3种淀粉(玉米淀粉、小麦淀粉和豌豆淀粉)结构和热变性的研究。结果表明,三种淀粉结构的红外吸收模式主要为C—O伸缩振动模式(vC—O-淀粉),三种淀粉均含有晶区结构及非晶区结构。三种淀粉的结构对温度变化比较敏感,其中的非晶区结构最先改变,晶区结构相对较为稳定。热扰动因素下,小麦和豌豆淀粉非晶区结构之间存在着较强的分子内相互作用。本研究拓展了三级中红外光谱(一维MIR光谱、变温一维MIR光谱及二维MIR光谱)在淀粉晶区/非晶区结构及热变性的研究范围。

原棉与医用脱脂棉纤维结构及热变性研究

探讨原棉与医用脱脂棉纤维结构及热变性。采用中红外(MIR)光谱开展了原棉与医用脱脂棉纤维结构研究,采用变温及二维MIR光谱开展了原棉与医用脱脂棉纤维热变性研究。结果表明:原棉与医用脱脂棉纤维主要官能团的红外吸收模式包括O—H基团伸缩振动模式(ν_(OH)),C—H基团弯曲振动模式(δ_(CH))及C—O基团伸缩振动模式(ν_(C-O))。原棉纤维中杂质结构的红外吸收模式包括CH2基团不对称伸缩振动模式(ν_(as CH2-杂质结构))、CH_(2)基团对称伸缩振动模式(ν_(s CH2-杂质结构))、C=O基团伸缩振动模式(ν_(C=O-杂质结构))、蛋白质酰胺Ⅰ带特征吸收峰(ν_(amide-Ⅰ-杂质结构))和蛋白质酰胺Ⅱ带特征吸收峰(ν_(amide-Ⅱ-杂质结构))。原棉纤维中杂质结构主要包含油脂及蛋白质。原棉纤维含有晶体结构及少量非晶体结构,而医用脱脂棉纤维中含有晶体及非晶体结构。热扰动因素下,原棉与医用脱脂棉纤维官能团(ν_(OH)、δ_(CH)和ν_(C—O)、晶体结构、非晶体结构)对热的敏感程度、分子间及分子内的相互作用力均存在着一定的差异性。

大米淀粉晶体/非晶体结构耐热性研究

采用中红外(MIR)光谱及二维中红外(2D-MIR)光谱分别开展大米结构及其淀粉晶体/非晶体结构热变性研究。实验发现:大米的红外吸收模式主要包括:νOH-大米、νas CH2-大米、νs CH2-大米、νamide-Ⅰ-大米、νamide-Ⅱ-大米和νC-O-大米。随着测定温度升高(303~393 K),不同产地的大米淀粉晶体/非晶体结构对于热的敏感程度及变化快慢顺序均存在一定的差异性。进一步探究相关机理,认为不同大米淀粉晶体/非晶体结构耐热性存在一定差异性,因而进一步影响其口感。并拓展了MIR光谱及2D-MIR光谱技术在大米结构及其淀粉晶体/非晶体结构热变性的研究范围。

聚苯乙烯分子结构及热变性研究

采用中红外(MIR)光谱(包括:一维MIR光谱及二阶导数MIR光谱)研究聚苯乙烯分子结构.实验发现,聚苯乙烯分子结构红外吸收模式主要包括:ν_(C)-H,ν_(asCH2),ν_(sCH2),ν_(C)=C,β_(C-H),γR=CH2和γC-H.采用二维MIR光谱进一步研究聚苯乙烯分子热变性.研究发现,聚苯乙烯分子主要官能团(ν_(C)-H,ν_(asCH2),ν_(sCH2),ν_(C)=C,β_(C-H),γ_(R)=CH2和γ_(C-H))热敏感程度及变化快慢顺序都存在着较大的差异性,并对相关机理展开研究,拓展了三级MIR光谱在重要的食品包装及机械材料(聚苯乙烯)分子结构及热变性的研究范围.

乙纶分子结构及热变性三级长波近红外-中红外光谱研究

长波近红外-中红外(LW-NIR-MIR)光谱开展乙纶分子结构研究。红外模式主要包括:2ν_(asCH3-去卷积-乙纶)、2ν_(asCH2-去卷积-乙纶)、2ν_(sCH3-去卷积-乙纶)、2ν_(sCH2-去卷积-乙纶)、(ν_(asCH2-去卷积-乙纶)+ν_(CH-去卷积-乙纶))、(ν_(asCH2-去卷积-乙纶)+ν_(sCH2-去卷积-乙纶))、ν_(asCH3-去卷积-乙纶)、ν_(sCH3-去卷积-乙纶)、ν_(asCH2-去卷积-乙纶)、ν_(sCH2-去卷积-乙纶)、δ_(CH2-去卷积-乙纶)和ρ_(CH2-去卷积-乙纶)。进一步开展了变温LW-NIR-MIR光谱研究。在303 K~393 K的温度范围内,结构官能团(2ν_(sCH2-去卷积-乙纶),ν_(asCH2-去卷积-乙纶)和ρ_(CH2-去卷积-乙纶))对应频率及强度都有明显改变。最后开展二维LW-NIR-MIR光谱研究。LW-NIR区间,5835 cm^(-1)(2ν_(asCH2-2-二维-乙纶))>5700 cm^(-1)(2ν_(sCH2-二维-乙纶))>5867 cm^(-1)(2ν_(asCH2-1-二维-乙纶))>5800 cm^(-1)(ν_(asCH2-二维-乙纶)+ν_(CH-二维-乙纶))>5762 cm^(-1)(ν_(asCH2-二维-乙纶)+ν_(sCH2-二维-乙纶))>5894 cm^(-1)(2ν_(asCH3-二维-乙纶))。MIR区间,2915 cm^(-1)(ν_(asCH2-二维))>2845 cm^(-1)(ν_(sCH2-二维-乙纶))>2945 cm^(-1)(ν_(asCH3-二维-乙纶))>2885 cm^(-1)(ν_(sCH3-二维-乙纶))。1452 cm^(-1)(δ_(CH2-2-二维-乙纶))>1475 cm^(-1)(δ_(CH2-1-二维-乙纶))。LW-NIR-MIR区间,5835 cm^(-1)(2ν_(asCH2-2-二维-乙纶))>2915 cm^(-1)(ν_(asCH2-二维-乙纶))>2845 cm^(-1)(ν_(sCH2-二维-乙纶))>5894 cm^(-1)(2ν_(asCH3-二维-乙纶))。乙纶分子结构主要官能团对热的敏感程度及变化快慢顺序都存在着较大的差异性。研究拓展了三级LW-NIR-MIR谱在乙纶分子结构及热变性的研究范围。

巧克力油脂结构及热稳定性中红外光谱研究

采用中红外(MIR)光谱技术进行巧克力的结构研究,并采用二维中红外(2D-MIR)光谱技术进一步开展了巧克力油脂热稳定性研究。研究发现,醇黑巧克力油脂结构中CH_(3)基团和CH_(2)基团、奶香白巧克力油脂结构中CH_(2)基团的热稳定性相对较差,随着测定温度的升高,其结构最先发生改变,更容易发生氧化反应,而丝滑牛奶巧克力油脂热稳定性则相对较好。

聚对苯二甲酰对苯二胺分子结构及热变性中红外光谱研究

研究了聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)的分子结构及热变性。结果表明:温度为303~573 K,随温度升高,PPTA分子酰胺Ⅰ、酰胺Ⅱ、酰胺Ⅲ特征吸收谱带对应的红外吸收频率及强度均明显改变;随温度升高,少量PPTA分子酰胺键断裂,影响其热稳定性。

凯芙拉纤维分子芳环基团结构及热变性研究

为探究凯芙拉纤维分子中芳环基团的结构与热变性,通过一维中红外(MIR)光谱、一维变温中红外(TDMIR)光谱、二维中红外(2D-MIR)光谱开展凯芙拉纤维分子结构,以及凯芙拉纤维分子芳环基团热变性的研究。结果表明:凯芙拉纤维分子的红外吸收模式主要包括:ν_(NH)、ν_(amide-Ⅰ)、ν_(amide-Ⅱ)、ν_(amide-Ⅲ)、ν_(amide-Ⅴ)、ν_(amide-Ⅵ)、ν_(C=C)、β_(C-H)和γ_(C-H);在303~573 K的温度范围内,随着测定温度的升高,芳环基团(νC=C-一维、βC-H-一维和γC-H-一维)对应的红外吸收频率发生明显的红移,而相应的吸收强度进一步增加;在303~373 K、383~473 K和483~573 K三个温度区间,芳环基团(ν_(C=C-二维)、β_(C-H-二维)和γ_(C-H-二维))对热的敏感程度及官能团变化快慢顺序都存在着较大的差异性。该项研究拓展了三级MIR光谱在重要的高分子纺织材料(凯芙拉纤维)芳环基团结构及热变性的研究范围。

黄花地丁结构热变性研究

采用中红外(MIR)光谱开展了黄花地丁结构研究。试验发现:黄花地丁结构的红外吸收模式主要包括:ν_(C-H_(-黄花地丁))、ν_(asCH_(3-黄花地丁))、νs_(CH_(3-黄花地丁))、ν_(asCH_(2-黄花地丁))、ν_(sCH_(2-黄花地丁))、ν_(C=C_(-黄花地丁))、ν_(C=O_(-黄花地丁))、ν_(amideⅠ_(-黄花地丁))、ν_(amideⅡ_(-黄花地丁))、δ_(CH2_(-黄花地丁))、δ_(sCH3_(-黄花地丁))、δ_(asCH3_(-黄花地丁))和ν_(C-O_(-黄花地丁))。黄花地丁的化学成分主要包括油脂结构、蛋白质结构及多糖结构。采用变温MIR光谱进一步开展黄花地丁热变性研究。试验发现,在303~393 K的温度范围内,随着测定温度的升高,黄花地丁结构主要官能团对应的红外吸收频率及强度均有明显的改变,并进一步对其热变性机理进行了研究。本项研究拓展了MIR光谱及变温MIR光谱在重要的药食同源植物(黄花地丁)结构及热变性的研究范围。

中红外光谱在醇酸聚酯粉末涂料行业中的应用

借助仪器表征中的中红外光谱,对工作中遇到的有关聚酯粉末涂料行业中的若干问题进行分析,如在聚酯树脂合成过程中的应用、对聚酯树脂和粉末中关注物质的分析、对醇酸聚酯粉末固化类型和固化机理的探究及对涂层缺陷的分析,为快速解决粉末涂料的若干问题具有一定的借鉴作用。

凯芙拉酰胺基团结构及热变性三级中红外光谱

聚对苯二甲酰对苯二胺(凯芙拉)是美国杜邦公司研制的一种芳纶纤维材料。采用中红外(MIR)光谱开展了凯芙拉分子结构研究。结果表明,凯芙拉分子的红外吸收模式主要包括:ν_(NH)、ν_(amide-Ⅰ)、ν_(amide-Ⅱ)、ν_(amide-Ⅲ)、ν_(amide-Ⅴ)、ν_(amide-Ⅵ)、ν_(C=C)、β_(C—H)和γ_(C—H)。进一步开展了凯芙拉分子的变温中红外(TD-MIR)光谱研究。在303~573 K的温度范围内,随着测定温度的升高,凯芙拉分子酰胺基团(ν_(NH)、ν_(amide-Ⅴ)和ν_(amide-Ⅵ))对应的红外吸收频率及强度均有明显的改变。采用二维中红外(2D-MIR)光谱,进一步开展了凯芙拉分子热变性的研究。在三个温度区间,凯芙拉分子酰胺基团(ν_(NH)、ν_(amide-Ⅴ)和ν_(amide-Ⅵ))对热的敏感程度及官能团变化快慢顺序都存在着较大的差异性,并进一步进行了机理的研究。本项研究拓展了三级MIR光谱在重要的芳纶类高分子材料凯芙拉分子酰胺基团结构及热变性的研究范围。

女子中长跑运动员肌氧含量与个体乳酸阈关系的探讨

为解决运动训练中生物医学参数的在体、无损、实时监测,利用基于光漫射理论的三波长近红外肌氧监测系统,对受试者在功率自行车上做等级性递增负荷运动时局部骨骼肌组织中的肌氧含量的相对变化进行了在体、连续、实时监测与分析,并与血乳酸浓度、运动强度和"个体乳酸阈"等进行对比研究。结果表明:肌氧含量的相对变化与血乳酸浓度、"个体乳酸阈"和运动强度具有密切的关系。为用无损监测肌氧含量的相对变化取代有损监测血乳酸提供了实践依据,为运动员的生理机能评定和运动训练效果的生理学评价引入新的生物学测试技术和方法。

傅立叶变换中红外漫反射光谱法定量检测褐煤的六个关键指标

采用傅立叶变换中红外漫反射光谱法同时对褐煤中的内水分、挥发分、含硫量、高位发热量、低位发热量和折合率6个指标进行了基于最小二乘法(PLS)的定量分析。结果显示,内水分、挥发分、含硫量、高位发热量、低位发热量和折合率的相对误差分别为3.4%、2.0%、4.0%、1.4%、2.5%和2.2%,得到了满意的预测结果。采用中红外光谱分析的方式实现了一种快速分析煤炭品质的新方法,为工业在线分析煤炭品质论证了可行性。

雾化幕障宽波段消光性能研究

现有宽波段干扰技术普遍存在作用时间太短、干扰波段不够宽等问题,为此研究了新型的雾化幕障干扰技术。研究了其多波段干扰原理、原料配方,并针对可见光、激光、红外、毫米波和厘米波波段光源进行消光性能实验研究。实验结果表明：泡径为2~3 mm厚50 cm的雾化幕障,可完全屏蔽可见光和激光信号,红外透过率小于5%;对毫米波和厘米波信号也能达到良好的遮蔽效果,高效干扰时间在20 min以上,是一种有潜质的宽频无源干扰介质。

用近红外光谱学技术无损监测气体交换率的新途径探讨

为了探讨等级性递增强度运动过程中骨骼肌组织内肌氧含量相对变化的特点,以及氧合血红蛋白含量的相对变化(ΔHbO2)与运动强度和通气无氧阈(VT)间的关系,利用基于光漫射理论研制的三波长近红外肌氧测量系统,对10名男子中长跑运动员在跑台上作7级递增强度运动时肌氧含量的相对变化进行了在体、实时、连续监测,同时测定了受试者的VO2、二氧化碳呼出量(VCO2)、HR和RER等参数。研究结果表明,运动过程中骨骼肌组织内肌氧含量随着运动强度的增加呈现出规律性的变化,ΔHbO2与VO2和VT间具有高度的相关性。

聚偏二氟乙烯β晶型结构三级中红外光谱研究

采用中红外(MIR)光谱研究聚偏二氟乙烯(PVDF)分子β晶型结构;选择相变前(303~433 K)、相变过程中(433~453 K)和相变后(453~523 K)三个温度区间,采用变温中红外(TD-MIR)光谱及二维中红外(2D-MIR)光谱进一步研究温度变化对于PVDF分子β晶型结构的影响。结果表明:相变前和相变过程中,随着测定温度的升高,TD-MIR光谱中PVDF分子β晶型结构对应的吸收峰红移,对应的吸收强度增强,β晶型含量增加,部分PVDF分子由α晶型结构转变为β晶型结构;相变后,随着测定温度的升高,TD-MIR光谱中PVDF分子β晶型结构对应的吸收峰先红移后蓝移,对应的吸收强度减弱,β晶型结构遭到破坏,493 K是PVDF分子β晶型含量减少的一个临界点;不同温度区间,PVDF分子β晶型结构同步2D-MIR光谱变化不大,但异步2D-MIR光谱却有较大的差异性,2D-MIR光谱提供了更加丰富的光谱信息。

玻璃镜片气泡结构及热变性三级中红外光谱研究

采用中红外(MIR)光谱技术研究玻璃镜片气泡结构,发现气泡结构的红外吸收模式主要为νasO=C=O-一维。采用变温中红外(MIR)光谱进一步研究了气泡结构的热稳定性,发现在303~393 K范围内的主要官能团(νH-O-H-一维、νasO=C=O-一维和δO=C=O-一维)的吸收频率及强度发生变化。采用二维MIR光谱深入研究了主要官能团(νH-O-H-二维、νasO=C=O-二维、δH-O-H-二维、νsO=C=O-二维、δO=C=O-二维)对热的敏感程度及变化快慢,发现玻璃镜片气泡结构红外吸收模式主要集中在3420~3380 cm^(-1)、2365~2335 cm^(-1)、1660~1630 cm^(-1)、1350~1330 cm^(-1)及680~660 cm^(-1)5个频率区间,在这5个区间内展现出不同的光谱性能。本工作拓展了三级MIR光谱(包括MIR光谱、变温MIR光谱和二维MIR光谱)研究在重要的光学产品(如玻璃镜片)中气泡结构及热变性的范围。

二氧化硅分子三级中红外光谱研究

采用中红外(MIR)光谱技术开展了二氧化硅分子结构研究.红外光谱测试结果表明:二氧化硅分子红外吸收模式主要包括 ν、ν和 ν等.进一步开展了二氧化硅分子的变温中红外(TD-MIR)光谱研究.实验发现:在 303~573 K 的温度范围内,二氧化硅分子主要官能团的吸收峰强度及频率均有改变.采用二维中红外(2D-MIR)光谱进一步研究了二氧化硅分子主要官能团吸收峰对于热的敏感程度及变化快慢的信息.本项研究拓展了三级中红外光谱在重要的无机矿物盐(二氧化硅)结构及热变性的研究范围.

PVDF分子α晶体结构及热稳定性三级中红外光谱研究

采用中红外(MIR)光谱研究聚偏氟乙烯(PVDF)分子α晶体结构,采用变温中红外(TD-MIR)光谱及二维中红外(2D-MIR)光谱研究PVDF分子α晶体结构的热稳定性。结果表明:PVDF分子α晶体结构的去卷积MIR光谱的谱图分辨能力要优于一维MIR光谱、二阶导数MIR光谱、四阶导数MIR光谱;30℃的温度条件下,PVDF分子α晶体结构的红外吸收模式包括ν-α-5-去卷积(1214.88 cm^(-1))、ν-α-4-去卷积(974.79 cm^(-1))、ν-α-3-去卷积(795.79 cm^(-1))、ν-α-2-去卷积(763.02 cm^(-1))及ν-α-1-去卷积(615.03 cm^(-1));30~250℃的TD-MIR光谱中,随着测定温度的升高,PVDF分子α晶体结构ν-α-4-去卷积、ν-α-3-去卷积、ν-α-2-去卷积和ν-α-1-去卷积对应的吸收强度都有明显地减少,升高温度会促进PVDF分子α晶体结构转变为β晶体结构;30~250℃的2D-MIR光谱中,PVDF分子α晶体结构对于温度变化敏感程度及变化快慢信息均存在着一定的差异性,其中PVDF分子ν-α-3-二维对应的晶体结构对于温度变化最为敏感,随着温度的升高,其结构最先改变,而ν-α-2-二维对应的晶体结构则相对较为稳定。

陶瓷助剂聚乙二醇分子结构及热变性研究

基于中红外(MIR)光谱原理开展了聚乙二醇的分子结构研究。试验发现,聚乙二醇分子的红外吸收模式主要包括ν_(sCH_(2-聚乙二醇))、ν_(OH_(-聚乙二醇))、δ_(CH_(2-聚乙二醇))、ω_(CH_(2-聚乙二醇))、ρ_(CH_(2-聚乙二醇))和ν_(C-O_(-聚乙二醇))。采用变温中红外(TD-MIR)光谱进一步开展了聚乙二醇分子热变性研究。结果表明,在303 K~473 K的温度范围内,随着测定温度的升高,聚乙二醇分子主要官能团对应的吸收频率及强度都有一定的改变,进一步进行了热变性机理研究。本项研究拓展了MIR及TD-MIR光谱在重要的陶瓷工业助剂(聚乙二醇)分子结构及热变性的研究范围。