测量含水量的一种常用方法是用重量法称聚合物或复合样品的重量。这种方法往往忽略了初始(错误地称为“干”)材料内部已经有一些水。实际上，一些水已经存在于最初的材料中，因为水是从空气中吸收的，因为空气中含有一些水——空气的湿度。对于所研究的胺固化环氧聚合物，初始条件下的真实含水量已达到饱和值的18%。这些条件通常被认为是“干燥”的材料，离真正的干燥还很远。因此，从一开始，初始含水量就很重要，不能忽视。

图1所示。聚合物里的水越多，峰值就越强烈。

近红外(NIR)光谱仪的最新改进降低了使用这种方法进行监测应用的门槛。近红外光谱在实验室和工业中都有广泛的实际应用，扩散剂含量的评估就是其中之一。例如，近红外光谱在医药、食品和聚合物等领域的应用由来已久。

在这项工作中提出的光谱方法可以方便和容易地测量聚合物和复合材料样品的真实含水量。这种傅立叶变换近红外(FT-NIR)光谱方法的基础是比尔-朗伯定律。在这种情况下，该定律表明，材料内部的水越多，峰值强度越高(图1)。吸光度带的最大值约为5200 cm⁻¹在近红外组合模式区域中，与真实含水量有关。因此，在被分析物质内部的水量和光谱信号的强度之间存在着直接的联系。在实际应用中，这种方法可以通过测量峰的强度来推断出水的含量，或者聚合物或复合材料中的真实含水量。文中详细介绍了该方法的实现过程。

成功地推广了基于Beer-Lamber定律的玻璃纤维-环氧复合材料的光谱分析方法和模型。实验数据与模型预测的拟合结果如图2所示。该图表示峰值强度或吸光度与复合材料的聚合部分的真实含水量的关系。

图2所示。近红外光谱法能够预测真实含水量。

这项工作中提出的方法也可用于其他聚合物和具有不同纤维组分的复合系统，以及用于监测除水以外的液体的扩散。

安德烈·e·克劳克利斯
挪威科技大学机械与工业工程系，挪威特隆赫姆7491号

出版

近红外光谱法监测环氧树脂和纤维增强复合材料中水分含量。
Krauklis AE, Gagani AI, Echtermeyer AT
材料(巴塞尔)。2018年4月11日

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