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拉曼光譜在高分子材料中的應(yīng)用    

拉曼光譜可提供聚合物材料結(jié)構(gòu)方面的許多重要信息。如分子結(jié)構(gòu)與組成、立體規(guī)整性、結(jié)晶與去向、分子相互作用，以及表面和界面的結(jié)構(gòu)等。從拉曼峰的寬度可以表征高分子材料的立體化學(xué)純度。如無規(guī)立場試樣或頭-頭，頭-尾結(jié)構(gòu)混雜的樣品，拉曼峰是弱而寬，而高度有序樣品具有強(qiáng)而尖銳的拉曼峰。

研究內(nèi)容包括：

（1）化學(xué)結(jié)構(gòu)和立構(gòu)性判斷：高分子中的C＝C、C-C、S-S、C-S、N-N等骨架對拉曼光譜非常敏感，常用來研究高分子的化學(xué)組份和結(jié)構(gòu)。

（2）組分定量分析：拉曼散射強(qiáng)度與高分子的濃度成線性關(guān)系，給高分子組分含量分析帶來方便。

（3）晶相與無定形相的表征以及聚合物結(jié)晶過程和結(jié)晶度的監(jiān)測。

（4）動(dòng)力學(xué)過程研究：伴隨高分子反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)過程如聚合、裂解、水解和結(jié)晶等。相應(yīng)的拉曼光譜某些特征譜帶會(huì)有強(qiáng)度的改變。

（5）高分子取向研究：高分子鏈的各向異性必然帶來對光散射的各向異性，測量分子的拉曼帶退偏比可以得到分子構(gòu)型或構(gòu)象等方面的重要信息。

（6）聚合物共混物的相容性以及分子相互作用研究。

（7）復(fù)合材料應(yīng)力松弛和應(yīng)變過程的監(jiān)測。

（8）聚合反應(yīng)過程和聚合物固化過程監(jiān)控。

拉曼光譜儀結(jié)構(gòu)及其原理

     1.拉曼效應(yīng)  光照射到物質(zhì)上發(fā)生彈性散射和非彈性散射. 彈性散射的散射光是與激發(fā)光波長相同的成分.非彈性散射的散射光有比激發(fā)光波長長的和短的成分, 統(tǒng)稱為拉曼。通俗一點(diǎn)說就是一束光照到某個(gè)物體上，會(huì)反射與原波長相同和不同的兩種光，相同的叫瑞利散射，不同的就叫拉曼散射。拉曼散射又分為兩種，一種波長比原來的小叫斯托克斯拉曼，還有一種比原來的波長大叫反斯托克斯線。

      2.拉曼光譜儀的結(jié)構(gòu) 不同的拉曼光譜儀組成及結(jié)構(gòu)會(huì)有些細(xì)微的不同，但一般都是由激光光源、樣品裝置、濾光器、單色器（或干涉儀）和檢測器等組成。

拉曼光譜儀為什么待測樣品的信號(hào)很弱？信噪比很差？

當(dāng)進(jìn)行樣品測試時(shí)發(fā)現(xiàn)拉曼光譜信號(hào)很弱，首先要檢查樣品是否正確放置在顯微鏡下并且處于聚焦?fàn)顟B(tài)。你也可以將測試區(qū)域移到樣品的另一個(gè)部位。同時(shí)檢查儀器是否處于常規(guī)狀態(tài)而不是處在共焦?fàn)顟B(tài)。如果激光功率小于100％，應(yīng)嘗試提高功率增強(qiáng)信號(hào)。如果光譜噪聲很大，可采用增加掃描積分時(shí)間或積分次數(shù)來提高信噪比。

增加掃描積分時(shí)間可以讓CCD獲取更多的拉曼信號(hào)，增強(qiáng)整個(gè)無關(guān)噪聲的特征。該法適宜于當(dāng)背景和拉曼信號(hào)都低的情景。當(dāng)兩者都不強(qiáng)時(shí)，增加積分時(shí)間只會(huì)增加CCD探測器飽和的機(jī)會(huì)。

對幾個(gè)特定的掃描光譜進(jìn)行數(shù)據(jù)疊加可以增強(qiáng)隨機(jī)背景噪聲下的拉曼信號(hào)，增加信噪比。

適當(dāng)選擇掃描積分時(shí)間和積分次數(shù)可獲得很大可能的曝光度增加信噪比。不過要注意一點(diǎn)：信噪比跟積分次數(shù)的平方根成正比，疊加四次可獲得二倍信噪比的提高。

另一個(gè)與信噪比密切相關(guān)的參數(shù)是信背比。如果背景部分很高，將會(huì)湮蓋拉曼信號(hào)只給出系統(tǒng)噪聲。