高分子材料是材料領(lǐng)域之中的后起之秀，但其發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他傳統(tǒng)材料。不同結(jié)構(gòu)的高分子材料及其各式各樣的用途在許多領(lǐng)域中找到了應(yīng)用，滿足了不同行業(yè)的需求。然而，由于各種環(huán)境因素的綜合作用，老化現(xiàn)象不可避免地出現(xiàn)在各個(gè)環(huán)節(jié)，影響材料的性能和壽命等。及時(shí)快速地對高分子材料進(jìn)行檢測已經(jīng)成為日益迫切的需求。
日本Tohoku Electronic Industrial公司生產(chǎn)的超高靈敏度材料氧化分析儀（CLA）已被廣泛應(yīng)用于日本各高校、企業(yè)，廣受好評(píng)，且在日本已開發(fā)出行業(yè)使用標(biāo)準(zhǔn)（如下圖）。
1. 何為超高靈敏度材料氧化分析儀（CLA）？
樣品（如高分子材料、藥品、食品等）在加熱條件下發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生過氧自由基。自由基經(jīng)由降解，產(chǎn)生激發(fā)態(tài)化合物。當(dāng)激發(fā)態(tài)化合物發(fā)生躍遷時(shí)，能量以光和熱的形式散發(fā)，產(chǎn)生化學(xué)發(fā)光。CLA可通過檢測化學(xué)發(fā)光來分析材料的氧化反應(yīng)與降解程度。
圖1 超高靈敏度材料氧化分析儀（CLA）
圖2 CLA工作原理
2. 超高靈敏度材料氧化分析儀（CLA）如何實(shí)現(xiàn)快速檢測？
CLA采用光電倍增管（PMT）為檢測器，當(dāng)高分子材料處于老化反應(yīng)初期時(shí)，微弱化學(xué)發(fā)光產(chǎn)生1st peak。CLA可捕捉到1st peak，實(shí)現(xiàn)快速檢測。通過對1st peak的檢測，可快速判斷出同一材料內(nèi)，不同抗氧化劑的性能，縮短了工作時(shí)間，提高了工作效率。
圖3 CLA實(shí)現(xiàn)快速檢測
由圖3可知，在高分子材料老化的不同時(shí)期，可依據(jù)不同的變化采用各種方法進(jìn)行表征檢測，但唯有CLA可在氧化物生成初期，通過檢測化學(xué)發(fā)光，從而實(shí)現(xiàn)快速檢測。
圖4 CLA實(shí)現(xiàn)1st peak檢測
由圖4可知，三種不同材料的1st peak與各自的氧化誘導(dǎo)期（OIT）呈相同的趨勢。通過比較可知，不同材料的1st peak與其OIT呈相同趨勢。僅僅通過幾分鐘的檢測，便可實(shí)現(xiàn)OIT的比較，大縮短了檢測時(shí)間。
3. 超高靈敏度材料氧化分析儀（CLA）的功能應(yīng)用
CLA可檢測高分子材料的氧化誘導(dǎo)期（OIT）和氧化誘導(dǎo)溫度（動(dòng)態(tài)OIT），實(shí)現(xiàn)對不同高分子材料性能的快速檢測；檢測老化反應(yīng)初期微弱的氧化反應(yīng)，判斷材料的老化程度和不同抗氧化劑的性能。
圖5 CLA檢測高分子材料的OIT
圖6 CLA具有程序升溫系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)高分子材料的動(dòng)態(tài)OIT的檢測
4. 超高靈敏度材料氧化分析儀（CLA）的強(qiáng)大優(yōu)勢
i. 采用光電倍增管PMT，具有高的靈敏度（50 photons/cm-2/sec）
ii. 可檢測熔點(diǎn)以下的氧化反應(yīng)
iii. 可檢測不同狀態(tài)的樣品，包括固態(tài)、液態(tài)
IV. 多功能（加熱, 攪拌, 氣氛轉(zhuǎn)換, 輻射, 流動(dòng)相, 恒溫與變溫實(shí)驗(yàn)）
v. 可預(yù)測實(shí)驗(yàn)結(jié)果，大大降低實(shí)驗(yàn)時(shí)間
vi. 操作簡單，維護(hù)簡便，大方便用戶的使用
超高靈敏度材料氧化分析儀（CLA）可以通過檢測微弱化學(xué)發(fā)光來分析材料的氧化反應(yīng)與降解程度,不僅可以在氧化初期進(jìn)行檢測，大縮短檢測的時(shí)間，還可以檢測材料的氧化誘導(dǎo)時(shí)間（OIT）、氧化初始溫度（OOT），使用功能豐富，可廣泛應(yīng)用于高聚物、食品和生物化學(xué)領(lǐng)域。由CLA所測數(shù)據(jù)在Polym. Degrad. Stab.；J. Anal. Sci. methods & instru.；Eur. Polym. J.；React. Funct. Polym.等雜志均有數(shù)據(jù)引用。
5. 超高靈敏度材料氧化分析儀（CLA）在國內(nèi)的使用情況
繼超高靈敏度材料氧化分析儀（CLA）進(jìn)入中國市場以來，目前已分別在清華大學(xué)化工系、北京易化工公司安裝使用，Quantum Design中國子公司已與清華大學(xué)建立合作實(shí)驗(yàn)室，提供免費(fèi)測樣服務(wù)。
圖7 清華大學(xué)CLA實(shí)驗(yàn)室
