CN110018276A - 一种树脂类化学品定性和固化率定量的测定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及树脂类化学品的固化率检测领域，尤其涉及一种树脂类化学品定性和固化率定量的测定方法，包括如下步骤：提供未固化的待测试化学品；对所述待测试化学品进行定性分析以确定所述待测试化学品的组成成分并基于组成成分推定其固化机理；根据确定的固化机理选择对应的定量方法对所述待测试化学品进行测试以获得固化率，首先对待测试化学品进行定性分析以确定待测试化学品的组成成分，基于确定的组成成分推定其固化机理，根据固化机理选择适应的定量分析方法，使得对固化率的测定更准确，为生产提供更可靠的数据支撑。

Description

一种树脂类化学品定性和固化率定量的测定方法
【技术领域】
本发明涉及树脂类化学品的固化率检测领域，尤其涉及一种树脂类化学品定性和固化率定量的测定方法。
【背景技术】
树脂类化学品在各行各业都有广泛的应用，如OCA
(光学胶)/LOCA(液态光学透明胶)，其常作为电子行业的胶黏剂，应用于荧幕的贴合工艺；又如ACF(异方性导电胶)/ICF(等方性导电胶)通常用作电子行业的导电胶，起到导通线路的作用。将树脂类化学品按组成成分可分为：环氧树脂类、聚氨酯树脂类、丙烯酸树脂类、有机硅树脂类、酚醛树脂类等。化学组成上，其主要由连接树脂单体、溶剂和少量助剂组成，而连接树脂的固化程度往往影响着产品的性能。因此，对树脂类化学品的固化率的准确测量变得尤为重要，将为用户根据产品的实际需求选择合适的树脂类物质。
现有对树脂类化学品的测试方法往往比较单一，无法针对不同类型的样品采用不同的检测方法或者将多种方法进行有效的结合，因此，其准确性上难以得到保证，难以给使用者提供准确的数据。
【发明内容】
为克服目前传统的固化率测试方法不准确的问题，本发明提供一种树脂类化学品定性和固化率定量的测定方法。
本发明为了解决上述技术问题，提供一技术方案：一种树脂类化学品定性和固化率定量的测定方法，包括如下步骤：S1、提供未固化的待测试化学品；S2、对所述待测试化学品进行定性分析以确定所述待测试化学品的组成成分并基于组成成分推定其固化机理；S3、根据确定的固化机理选择对应的定量方法对所述待测试化学品进行测试以获得固化率。
优选地，所述待测试化学品包括热固型、紫外光固型化学品、湿气固化型和溶剂挥发型化学品中的任一种或者几种的组合。
优选地，所述热固型待测试化学品包括：环氧树脂类物质。
优选地，所述紫外光固型待测试化学品包括：丙烯酸树脂类物质。
优选地，所述湿气固化型待测试化学品包括：聚氨酯树脂类物质。
优选地，所述溶剂挥发型待测试化学品包括：氟树脂类物质。
优选地，上述步骤S2中，对所述待测试化学品进行定性分析的方法包括：傅里叶红外光谱测试法和/或气相色谱质谱联用测试法。
优选地，当选用傅里叶红外光谱测试法结合气相色谱质谱联用仪对物质进行定性分析时，首先选用傅里叶红外光谱测试法初步确定待测试化学品的基体材质，根据基体材质选择合适的萃取剂对待测试样品进行萃取，将萃取后的滤液进行气相色谱质谱联用仪分析以获得组成待测试化学品的小分子物质，同时，将滤液挥发成膜后利用傅里叶红外光谱对样品做进一步的分析，结合挥发成膜后傅里叶红外光谱的测试结果和气相色谱质谱联用仪的分析结果推定待测试化学品的固化机理。
优选地，在上述步骤S3中，所述定量方法包括：超高效液相色谱测试法、傅里叶红外光谱测试法、气相色谱质谱联用测试法、溶剂溶解测试法、示差扫描量热仪测试法、热重分析法中的任一种或者几种的组合。
优选地，当使用傅里叶红外光谱测试法测定待测试化学品的固化率时，需要选择对应的反应基团和参比基团，并且测定反应基团和参比基团在固化前后峰面积的数值，其固化率的计算公式如下：固化率＝[1-(固化后反应基团的峰面积/固化后参比基团的峰面积)/(固化前反应基团的峰面积/固化前参比基团的峰面积)]。
优选地，当待测试化学品为丙烯酸树脂类物质时，其反应基团为：C＝C，参比基团包括：C＝O或者-CH3；当待测试化学品为环氧树脂时，其反应基团为：C-O-C，参比基团包括：-C6H5和-CH3。
优选地，当使用超高效液相色谱测试法和气相色谱质谱联用测试法来进行固化率的计算时，需要测定与该待测试化学品对应的单体物质在固化前后峰面积的数值，具体的计算公式如下：固化率％＝[1-固化后单体的峰面积/未固化单体的峰面积]×100％。
优选地，当使用示差扫描量热仪测试法进行固化率的测试时，具体的计算公式为：固化率％＝[1-固化后的放热量/固化前的放热量]×100％；当使用热重分析仪测试法进行固化率的测试时，需在热气氛中分析固化前和固化后的待测试化学品的重量变化，具体的计算公式为：固化率％＝[1-固化后的重量损失/固化前的重量损失]×100％，当使用溶剂溶解测试法进行固化率的测试时，需要测定经过试剂浸泡后待测试化学品固化前的质量，具体的计算公式为：固化率％＝[1-固化后的质量/固化前的质量]×100％。
优选地，当定性分析之后获知所述待测试化学品中存在单体并且固化前后单体的数量发生变化时，其定量方法可以选择超高效液相色谱法、气相色谱质谱联用测试法和溶剂溶解法；当定性分析之后获知所述待测试化学品中存在反应基团且固化前后反应基团的结构发生变化时，其定量方法可以选择傅里叶红外光谱法；当所述待测试化学品固化前后其热量或者重量发生变化时，其定量方法可以选择示差扫描量热法或者热重分析法。
与现有技术相比，本发明提供的树脂类化学品定性和固化率定量的测定方法，包括如下步骤：提供未固化的待测试化学品；对所述待测试化学品进行定性分析以确定所述待测试化学品的组成成分并基于组成成分推定其固化机理；根据确定的固化机理选择对应的定量方法对所述待测试化学品进行测试以获得固化率，首先对待测试化学品进行定性分析以确定待测试化学品的组成成分，基于确定的组成成分推定其固化机理，根据固化机理选择适应的定量分析方法，使得对固化率的测定更准确，为生产提供更可靠的数据支撑。
结合傅里叶红外光谱测试法和气相色谱质谱联用仪对物质进行定性分析，适用的待测试化学品的种类多，且首先基于傅里叶红外光谱测试法快速对待测试化学品进行初步的定位，避免一开始便使用气相色谱质谱联用仪或者其他复杂的方法对其进行分析，容易导致浪费探索时间或者不必要的试剂。
【附图说明】
图1是本发明第一实施例中提供的树脂类化学品定性和固化率定量的测定方法的流程图；
图2是本发明第二实施例中使用GC-MS对待测试化学品进行定性分析时的色谱图；
图3是待测试化学品为丙烯酸树脂时的固化反应原理示意图；
图4是本发明第二实施例中使用傅里叶红外光谱对待测试化学品进行定量分析时的色谱图；
图5是本发明第二实施例中使用傅里叶红外光谱对不同固化程度的下同一待测试化学品进行定量分析时的色谱图；
图6是本发明第三实施例中使用GC-MS对待测试化学品进行定性分析时的色谱图；
图7是待测试化学品为环氧树脂时的固化反应原理示意图；
图8是本发明第三实施例中使用傅里叶红外光谱对待测试化学品进行定量分析时的色谱图；
图9是本发明第三实施例中使用傅里叶红外光谱对不同固化程度的下同一待测试化学品进行定量分析时的色谱图；
图10是本发明第三实施例中使用GC-MS对同一待测试化学品在不同的固化温度下单体峰面积差异对比示意图；
图11是本发明中提供的使用示差扫描量热仪测试法测定待测试化学品固化率时固化前的放热示意图；
图12是本发明中提供的使用示差扫描量热仪测试法测定待测试化学品固化率时固化后的放热示意图；
图13是本发明中提供的使用超高效液相色谱测试法测定待测试化学品固化率时固化后的放热示意图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明第一实施例提供一种树脂类化学品定性和固化率定量的测定方法，包括如下步骤：
S1、提供未固化的待测试化学品。
所述待测试化学品包括但不限于热固型、紫外光固型化学品、湿气固化型和溶剂挥发型化学品中的任一种或者几种的组合。
具体包括环氧树脂类、聚氨酯树脂类、丙烯酸树脂类、有机硅树脂类、氟树脂、酚醛树脂类等。可选地，热固型待测试化学品包括但不限于：环氧树脂类物质。紫外光固型待测试化学品包括但不限于：丙烯酸树脂类物质。湿气固化型包括但不限于聚氨酯树脂类物质。溶剂挥发型包括但不限于氟树脂物质。
其中环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称，它是环氧氯丙烷与双酚A或多元醇的缩聚产物。
聚氨酯树脂是指大分子主链中含有氨基甲酸酯基的聚合物，主要分为聚酯型聚氨酯和聚醚型聚氨酯两大类。
丙烯酸树脂是丙烯酸、甲基丙烯酸及其衍生物聚合物的总称。通常以丙烯酸酯、苯乙烯为主体，和其他丙烯酸酯共聚制备得到的热固型树脂或者光固型树脂。
有机硅树脂(也称为聚硅氧烷)是一类由硅原子和氧原子交替连结组成骨架，不同的有机基团再与硅原子连结的聚合物的统称。有机硅树脂结构中既含有“有机基团”，又含有“无机结构”，这种特殊的组成和分子结构使它集有机物特性与无机物功能于一身。
氟树脂指分子结构中含有氟原子的一类热塑性树脂。具有良好的耐候性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性，还具有独特的不粘性和低摩擦性。主要有聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、乙烯-三氟氯乙烯共聚物、聚氟乙烯等。
酚醛树脂是酚类化合物缩聚产物的通称。一般为苯酚和甲醛经过缩聚反应而得。其特点是耐热性好，耐水性好，耐腐蚀性好；通常可分为热固性酚醛树脂和热塑性酚醛树脂。
不同种类的待测试化学品的固化方式主要有：热固化、紫外光固化、湿气固化型和溶剂挥发型等。固化过程主要是在外界因素(温度/紫外光/水汽)诱导下引发活性基团发生聚合反应，使聚合物分子不断交联形成三维网状结构的放热过程。活性基团反应越剧烈，反应程度越彻底，其数量也相应减少，同时材料体系中的单体含量也随之减少，并放出热量。因此，可以利用活性基团，单体数量的减少幅度、以及放热量的大小或者重量的损失程度来定量待测试化学品的固化程度。为了能更准确的测定待测试化学品的固化率，首先需要对待测试化学品进行定性分析，因此，
请再次参阅图1，本发明提供的一种树脂类化学品定性和固化率定量的测定方法，还包括如下步骤：
S2、对所述待测试化学品进行定性分析以确定所述待测试化学品的组成成分并基于组成成分推定其固化机理。
在本步骤中，对所述待测试化学品进行定性分析的方法主要包括：傅里叶红外光谱测试法和/或气相色谱质谱联用测试法。
傅里叶红外光谱测试法主要是基于研究分子官能团在震动时伴随的偶极矩变化而对有机物进行定性和定量的常用手段。通过傅里叶红外光谱测试法对待测试化学品进行定性和定量测试一般不需要对其使用特定的化学试剂进行特殊的处理或者复杂的处理。利用傅里叶红外光谱对待测试化学品进行定性分析时，对于纯度较高或者组分较单一的物质可将样品直接放置在样品台上或者样品杯中即可进行光谱扫描。扫描完毕之后即可获得样品的光谱信息。根据样品的光谱信息确定待测试化学品中所含的物质成分。
通常，当需要定性分析的待测试化学品的是多组分时，往往需要先对其进行前处理之后方可进行扫描测试，否则会出现多组分光谱相互重叠，难于判断的情况。其处理方法包括分馏、萃取、重结晶或者色谱法进行分离提纯后再进行扫描测试。其步骤包括：溶解样品、溶剂萃取样品、离心分析、过滤样品、取获得的滤液恒温挥发成膜之后进行扫描测定。
傅里叶红外光谱测试法具有制样简单，无破坏性，扫描速度快，解析度高的特点。同时，其可实现原位测试，实时观测，有利于物理及化学动力学过程研究。
在本步骤中，设定对应的扫描参数对样品进行扫描测试。扫描参数包括背景扫描参数和样品扫描参数。其中背景扫描参数如下：
波长范围：4000-650cm-1；扫描模式：背景；扫描次数：4-16次。
样品扫描参数如下：
波长范围：4000-650cm-1；扫描模式：样品；扫描次数：4-16次。
在定性分析方法中：气相色谱质谱联用仪(GC-MS)融合气相色谱和质谱两大功能，通过气相色谱的高效分辨能力使复杂化合物中的各组分进行分离，然后利用质谱对各个组分定性分析，对于挥发和半挥发有机物的结构具备很强的鉴别能力。
当使用气相色谱质谱联用仪(GC-MS)对待测试化学品进行定性测试时，需要选择合适的试剂对待测试样品进行前处理。其步骤包括：溶解样品、溶剂萃取样品、离心分析、过滤样品、取获得的滤液对样品进行分析。在分析过程中，需要针对不同的样品选择合适的升温曲线和测试条件使样品中的组分充分分离并得到良好的质谱图。升温曲线为测定过程中温度的升高速率以及每个温度维持的时间长短。测试条件包括流动相(气体)的流动速率以及气流量的大小等条件参数。
需要说明的是，通常情况下，傅里叶红外光谱测试法往往比较适用于组分单一、或者分子结构较简单的物质。并且其往往只能粗略的估计待测试化学品中含有的组分。比如环氧树脂类物质或者丙烯酸树脂类物质。但是，往往待测试化学品例如：光学透明胶(OCA)或异方性导电胶(ACF)其配方不会单单限于一种物质，因此配方中其他物质可能会对样品进行定性分析时存在一定的影响，导致定性结果不准确，若单一以傅里叶红外光谱仪获得的定性结果选择对应的定量方法对其进行定量测试时，结果往往会出现比较大的偏差，因此：
当待测试化学品组分比较复杂的情况下，可选地，选用气相色谱质谱联用仪(GC-MS)或者傅里叶红外光谱测试法结合气相色谱质谱联用仪(GC-MS)对物质进行定性分析，以更好的对待测试化学品进行定性分析。
需要说明是：当选用傅里叶红外光谱测试法结合气相色谱质谱联用仪(GC-MS)对物质进行定性分析时，首先选用傅里叶红外光谱测试法初步确定待测试化学品的基体材质，根据基体材质选择合适的萃取剂对待测试样品进行萃取，将萃取后的滤液进行GC-MS分析，从而得到小分子有机物质，包括光引发剂，溶剂、单体等。另外，将滤液做进一步的挥发处理，挥发成膜后可以利用傅里叶红外光谱对样品做进一步的分析，结合挥发成膜后傅里叶红外光谱的测试结果和(GC-MS)的分析结果推定待测试化学品的固化机理。
可以理解，不同类型的待测试化学品对应的固化机理不一样。比如，丙烯酸树脂类通常为紫外光固化型，在紫外光照射下，光引发剂发生分解，产生链自由基，活性C＝C双键被打开，活性基团减少，单体寡聚物不断交联形成大分子聚合物。因此，可以看出其固化程度实质上就是活性基团数量和单体的减少幅度。而环氧树脂类通常为热固化型，在加热的情况下，活性C-O-C被打开，继而发生单体的聚合交联反应，因此，其固化程度实质上也是活性基团数量和单体的减少幅度。聚氨酯树脂类是比较常见的湿气固化型树脂，分子中-NCO基团由于诱导效应，使结构中的氧原子形成亲核中心，易与含活性氢的亲核试剂反应。在水汽的存在下，-NCO基团中的氧原子接受氢原子形成羟基，但不饱和碳原子上的羟基不稳定，经过分子内重排生成氨基甲酸酯基，表现为-NCO活性基团的减少。
因此，在该步骤中，主要是基于定性方法获得的待测试化学样品的物质组成成分推定其固化机理，也即判定其为紫外光固化型物质、热固化型物质、湿气固化或者仅为溶剂挥发型物质。当获知了每个样品对应的固化机理之后，根据固化机理选择对应的固化率定量测试方法。
请再次参阅图1，本发明提供的一种树脂类化学品定性和固化率定量的测定方法，还包括如下步骤：
步骤S3，根据确定的固化机理选择对应的定量方法对所述待测试化学品进行测试以获得固化率。
在本步骤中，对应的定量方法包括：超高效液相色谱测试法、气相色谱质谱联用测试法、示差扫描量热仪测试法、溶剂溶解测试法、傅里叶红外光谱测试法、热重分析法中的任一种或者几种的组合。
在本步骤中，根据确定的固化机理选择对应的定量方法可以是基于如下规则进行：当定性分析之后获知所述待测试化学品中存在单体并且固化前后单体的数量发生变化时，其定量方法可以选择超高效液相色谱法、气相色谱质谱联用测试法和溶剂溶解法；当定性分析之后获知所述待测试化学品中存在反应基团且固化前后反应基团的结构发生变化时，其定量方法可以选择傅里叶红外光谱法；当所述待测试化学品固化前后其热量或者重量发生变化时，其定量方法可以选择示差扫描量热法或者热重分析法。需要说明的是：当待测试化学中存在单体并且其固化前后单体的数量发生变化时，其定量方法可以选择超高效液相色谱法、气相色谱质谱联用测试法和溶剂溶解法中的任一种或者几种组合，但不限于选择超高效液相色谱法、气相色谱质谱联用测试法和溶剂溶解法中的任一种或者几种组合，当其中存在单体数量发生改变的同时存在固化前后反应基团的结构发生变化时，其定量方法也可以选择傅里叶红外光谱法。同样地，当定性分析之后获知所述待测试化学品中存在反应基团且固化前后反应基团的结构发生变化的同时其单体也发生了改变，其定量方法不限定为选择傅里叶红外光谱法，还可以选择超高效液相色谱法、气相色谱质谱联用测试法和溶剂溶解法中的任一种或者几种的组合。还可以理解的是：当所述待测试化学品固化前后其热量或者重量发生变化时，其定量方法可以选择示差扫描量热法或者热重分析法中的任一种或者几种的组合，当然，其中若存在单体数量的变化时，其定量方法也可以选择超高效液相色谱法、气相色谱质谱联用测试法和溶剂溶解法中的任一种或者几种组合，其中存在反应基团的结构改变时，其定量方法也可以选择傅里叶红外光谱法。
具体地，超高效液相色谱测试法和气相色谱质谱联用测试法主要是通过分析待测试化学品固化前后的单体的峰面积变化来进行固化率的计算，具体的计算公式为：固化率％＝[1-固化后单体的峰面积/未固化单体的峰面积]×100％。
示差扫描量热仪测试法是利用示差扫描量热仪对比固化前后的放热量差异进行固化率的计算，具体的计算公式为：固化率％＝[1-固化后的放热量/固化前的放热量]×100％。
当使用热重分析仪测试法进行固化率的测试时，需在热气氛中分析固化前和固化后的待测试化学品的重量变化，具体的计算公式为：固化率％＝[1-固化后的重量损失/固化前的重量损失]×100％。
溶剂溶解法是基于待测试化学品在溶剂中的溶解度不一致，通过测量溶解后剩余固体的含量得到固化率。固化率％＝[1-固化后的质量/固化前的质量]×100％。
当使用傅里叶红外光谱测试法测定待测试化学品的固化率时，需要选择对应的反应基团和参比基团，并且测定反应基团和参比基团在固化前后峰面积的数值，其固化率的计算公式如下：
固化率＝[1-(固化后反应基团的峰面积/固化后参比基团的峰面积)/(固化前反应基团的峰面积/固化前参比基团的峰面积)]。
本发明第二实施例提供一待测试化学品具体的化学品定性和固化率的定量分析过程，大概如下：
首先，提供一未知类型的待测试化学品；
然后：使用傅里叶红外光谱仪(ATR-FTIR)对待测试化学品进行定性分析，以确定待测试化学品的基体材质。
使用傅里叶红外光谱仪(ATR-FTIR)时：设定对应的扫描参数对样品进行扫描测试。扫描参数包括背景扫描参数和样品扫描参数。其中背景扫描参数如下：
波长范围：4000-650cm-1；扫描模式：背景；扫描次数：4-16次。
样品扫描参数如下：
波长范围：4000-650cm-1；扫描模式：样品；扫描次数：4-16次。
经过分析傅里叶红外光谱仪扫描获得的样品谱图后，确定该基体物质中含有：
获得了基体物质后，基体物质溶解于乙酸乙酯，选用乙酸乙酯作为萃取剂对待测试化学品使用气相色谱质谱联用仪(GC-MS)对待测试化学品进行定性分析。以获得组成待测试化学品的光引发剂、溶剂、单体小分子物质。测试前样品的前处理步骤包括：
1)称取样品0.2g～0.5g于滤纸上，置于FOSS索氏萃取滤纸桶中，使用乙酸乙酯作为萃取溶剂。在本步骤中，FOSS索氏萃取滤纸桶是FOSS(美国福斯)仪器公司提供的索氏抽提系统中的器件。
2)在FOSS索氏设备的浸提烧杯中，加入(40～60)mL对应的乙酸乙酯；
3)FOSS萃取参数设置：
乙酸乙酯：加热温度160℃；热浸提30min、淋洗60min；
样品的索氏萃取完毕，冷却至室温后，移取约2mL于注射器，过0.45μm微孔滤膜后，移取1mL样品滤液液至1.5mL试样瓶中，上机测试。
移取1mL样品滤液液至1.5mL试样瓶中，上机测试时，其设定的具体参数如下：
当然，当色谱柱类型的类型不一样时，其对应的测试条件参数也会不一样。以下提供一种色谱柱类型为：DB-WAXETR(30m×0.25mm×0.1μm)时对应的参数条件。
经过对待测试样品进行定性分析之后，获得待测试化学品的GC-MS光谱图如图2所示。
其中，色谱图中的序号对应的化学物质如下表所示：
通过对色谱的成分分析，可以得知样品为丙烯酸树脂类样品，其含有大量的单体，且其含有光引发剂，故明显可以得知其为紫外光固型待测试化学品。
同时，将剩余的滤液挥发成膜后利用傅里叶红外光谱对样品做进一步的分析，结合挥发成膜后傅里叶红外光谱的测试结果进一步确认待测试化学品的基体材质并进一步结合气相色谱质谱联用仪的分析获得的光引发剂推定待测试化学品的属于丙烯酸树脂类物质，其为光固型固化机理。即是碳碳双键(C＝C)被引发剂引发，形成自由基，促使单体之间发生交联固化。整个过程碳碳双键(C＝C)会减少。
由于丙烯酸树脂类待测试化学品可以溶解于乙酸乙酯，以下首先选用溶剂溶解法测定待测试化学品的固化率。其具体过程大致如下：
丙烯酸树脂类物质固化前溶解于乙酸乙酯中，固化后则不溶解于乙酸乙酯中。在测定固化率过程中，通过三因素/三水平DOE验证确定测试的最佳条件。
具体如下：
经过测试之后，获得最佳测试参数为：溶剂量为：30ml，浸泡时间为：4h，烘烤时间为：1.0h。
具体的测试步骤如下：
1)称取用于承装待测试化学品的纱网质量W1；
2)将纱网重量归零，将样品放置入纱网中称取样品质量为W2；
3)量取浸泡溶剂乙酸乙酯30mL放置入烧杯中，并将样品以及纱网放置入烧杯中浸泡4h；
4)将浸泡之后的样品连同纱网一同取出并将其放置在称量盘中，其中称量盘的重量为W3；
5)将样品连同称量盘以及纱网放置入烘箱中烘烤1h，烘烤温度为100℃，然后称得总重量为：W4。
具体地，固化率＝干燥后样品质量/起始质量×100％＝(W4-W3-W1)/W2×100％。
具体地，如图3中所示，为丙烯酸树脂的固化反应示意图。
进一步地，也可以利用FT-IR对丙烯酸树脂类待测试化学品进行测试。其以C＝O在1730cm-1处的吸收峰为参比峰，以C＝C在1636cm-1处的吸收峰为测量峰，具体如图4所示。
其计算过程大致如下：
固化前：C＝C和C＝O的相对值为：C0＝A0/B0；
固化后：C＝C和C＝O的相对值为：C1＝A1/B1；
固化率＝(1-C1/C0)×100％。
如图5所示，当所述丙烯酸树脂类物质的固化程度不一样时，其参比峰和测量峰有明显的变化。经过计算，完全固化样品的固化率为：99.98％，测试样品的固化率为：70.80％，未固化样品的固化率为：0.02％。
本发明第三实施例提供另一待测试化学品具体的化学品定性和固化率定量的分析过程，大概如下：
首先，提供一未知类型的待测试化学品；
然后：使用傅里叶红外光谱仪(ATR-FTIR)对待测试化学品进行定性分析，以确定待测试化学品的基体材质。
使用傅里叶红外光谱仪(ATR-FTIR)时：设定对应的扫描参数对样品进行扫描测试。扫描参数包括背景扫描参数和样品扫描参数。其中背景扫描参数如下：
波长范围：4000-650cm-1，；扫描模式：背景；扫描次数：4-16次。
样品扫描参数如下：
波长范围：4000-650cm-1，；扫描模式：样品；扫描次数：4-16次。
经过分析傅里叶红外光谱仪扫描获得的样品谱图后，确定该基体物质中含有：
获得了基体物质后，基体物质溶解于乙腈，选用乙腈作为萃取剂对待测试化学品使用气相色谱质谱联用仪(GC-MS)对待测试化学品进行定性分析。以获得组成待测试化学品的溶剂、中间体、助剂等组成成分。
利用气相色谱质谱联用仪(GC-MS)对待测试化学品进行定性分析的前处理过程包括如下步骤：
1)称取样品0.2g～0.5g于滤纸上，置于FOSS索氏萃取滤纸桶中，使用乙腈作为萃取溶剂。在本步骤中，FOSS索氏萃取滤纸桶是FOSS(美国福斯)仪器公司提供的索氏抽提系统中的器件。
2)在FOSS索氏设备的浸提烧杯中，加入(40～60)mL对应的乙腈；
3)FOSS萃取参数设置：
乙腈：加热温度160℃；热浸提30min、淋洗60min；
样品的索氏萃取完毕，冷却至室温后，移取约2mL于注射器，过0.45μm微孔滤膜后，移取1mL样品滤液液至1.5mL试样瓶中，上机测试。
移取1mL样品滤液液至1.5mL试样瓶中，上机测试时，其设定的具体参数和上述第一实施例提供的相近，做适应性调整即可。
请参阅图6，经过对待测试样品进行定性分析之后，获得待测试化学品的GC-MS光谱图如图6所示。其对应的成分如下表所示：
通过对色谱的成分分析，可以得知样品为环氧树脂类样品。
同时，将剩余的滤液挥发成膜后利用傅里叶红外光谱对样品做进一步的分析，结合挥发成膜后傅里叶红外光谱的测试结果进一步确认待测试化学品的基体材质并进一步结合气相色谱质谱联用仪的分析获得的中间体推定待测试化学品的属于环氧树脂类物质，其为热固型固化机理。环氧树脂的原理，即是C-O-C活性基团在受热后被打开，促使单体之间发生交联固化。整个过程C-O-C活性基团减少。另外，针对GCMS分析出的小分子物质，发现不同固化程度，物质峰面积会有变化，固化程度如果越大，峰面积越小，因此可以用于此来做固化率监控。具体地，其固化机理如图7所示。
请参阅图8，利用FT-IR对环氧树脂类待测试化学品进行测试。其以-CH3在2930cm-1处的吸收峰为参比峰，以C-O-C在914cm-1处的吸收峰为测量峰。
基团 吸收峰 固化前峰面积 固化后峰面积
C-O-C 914cm<sup>-1</sup> A<sub>0</sub> A<sub>1</sub>
-CH<sub>3</sub> 2930cm-1 B<sub>0</sub> B<sub>1</sub>
其计算过程大致如下：
固化前：C-O-C和C-H的相对值为：C0＝A0/B0；
固化后：C-O-C和C-H的相对值为：C1＝A1/B1；
固化率＝(1-C1/C0)×100％。
如图9所示，当所述环氧树脂类物质的固化程度不一样时，其参比峰和测量峰有明显的变化。经过计算，完全固化样品的固化率为：99.63％，测试样品的固化率为：68.42％，未固化样品的固化率为：0.05％。
请参阅图10，利用GC-MS测试法测定环氧树脂类物质的固化率，其不同的固化程度下，随着固化温度的升高，单体峰面积减少。
具体地，使用GC-MS测试法测定环氧树脂类物质固化率时，其测量条件如下：
当利用GC-MS测试法测定样品的固化率时，其计算公式如下：
固化率％＝(1-固化后单体面积/固化前单体面积)×100％。
当以上方法不适用时，可选择利用材质固化时的物理放热或者物理失重特性，准备5个不同固化程度的样品，利用差示扫描量热法(DSC)或者热重分析(TGA)仪做出固化曲线，找到固化规律，达到监控固化率目的。
请参阅图11和图12，示出了利用差示扫描量热法(DSC)测量待测试化学品的固化率。固化率的计算公式如下：
固化率＝(1-固化后热量/固化前热量)×100％。
当然，在一些其他实施方式中，还可以使用超高效液相色谱法(UPLC)进行测量待测试化学品的固化率。如图13中所示，固化前后单体吸收峰的面积会发生改变。其计算公式如下：
固化率＝(1-固化后单体的峰面积/未固化单体的峰面积)×100％。
根据第二实施例和第三实施例提供的具体待测试化学品的分析方法，可以得出的结论是：当定性分析之后获知所述待测试化学品中存在单体并且固化前后单体的数量发生变化时，其定量方法可以选择超高效液相色谱法、气相色谱质谱联用测试法和溶剂溶解法；当定性分析之后获知所述待测试化学品中存在反应基团且固化前后反应基团的结构发生变化时，其定量方法可以选择傅里叶红外光谱法；当所述待测试化学品固化前后其热量或者重量发生变化时，其定量方法可以选择示差扫描量热法或者热重分析法。
与现有技术相比，本发明提供的树脂类化学品的固化率测定方法，包括如下步骤：提供未固化的待测试化学品；对所述待测试化学品进行定性分析以确定所述待测试化学品的组成成分并基于组成成分推定其固化机理；根据确定的固化机理选择对应的定量方法对所述待测试化学品进行测试以获得固化率，首先对待测试化学品进行定性分析以确定待测试化学品的组成成分，基于确定的组成成分推定其固化机理，根据固化机理选择适应的定量分析方法，使得对固化率的测定更准确，为生产提供更可靠的数据支撑。
结合傅里叶红外光谱测试法和气相色谱质谱联用仪对物质进行定性分析，适用的待测试化学品的种类多，且首先基于傅里叶红外光谱测试法快速对待测试化学品进行初步的定位，避免一开始便使用气相色谱质谱联用仪或者其他复杂的方法对其进行分析，容易导致浪费探索时间或者不必要的试剂。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种树脂类化学品定性和固化率定量的测定方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、提供未固化的待测试化学品；
S2、对所述待测试化学品进行定性分析以确定所述待测试化学品的组成成分并基于组成成分推定其固化机理；
S3、根据确定的固化机理选择对应的定量方法对所述待测试化学品进行测试以获得固化率。
2.如权利要求1所述的树脂类化学品定性和固化率定量的测定方法，其特征在于：所述待测试化学品包括热固型、紫外光固型化学品、湿气固化型和溶剂挥发型化学品中的任一种或者几种的组合。
3.如权利要求2所述的树脂类化学品定性和固化率定量的测定方法，其特征在于：所述热固型待测试化学品包括：环氧树脂类物质。
4.如权利要求2所述的树脂类化学品定性和固化率定量的测定方法，其特征在于：所述紫外光固型待测试化学品包括：丙烯酸树脂类物质。
5.如权利要求2所述的树脂类化学品定性和固化率定量的测定方法，其特征在于：所述湿气固化型待测试化学品包括：聚氨酯树脂类物质。
6.如权利要求2所述的树脂类化学品定性和固化率定量的测定方法，其特征在于：所述溶剂挥发型待测试化学品包括：氟树脂类物质。
7.如权利要求1所述的树脂类化学品定性和固化率定量的测定方法，其特征在于：上述步骤S2中，对所述待测试化学品进行定性分析的方法包括：傅里叶红外光谱测试法和/或气相色谱质谱联用测试法。
8.如权利要求7所述的树脂类化学品定性和固化率定量的测定方法，其特征在于：当选用傅里叶红外光谱测试法结合气相色谱质谱联用仪对物质进行定性分析时，首先选用傅里叶红外光谱测试法初步确定待测试化学品的基体材质，根据基体材质选择合适的萃取剂对待测试样品进行萃取，将萃取后的滤液进行气相色谱质谱联用仪分析以获得组成待测试化学品的小分子物质，同时，将滤液挥发成膜后利用傅里叶红外光谱对样品做进一步的分析，结合挥发成膜后傅里叶红外光谱的测试结果和气相色谱质谱联用仪的分析结果推定待测试化学品的固化机理。
9.如权利要求1至8任一项所述的树脂类化学品定性和固化率定量的测定方法，其特征在于：在上述步骤S3中，所述定量方法包括：超高效液相色谱测试法、傅里叶红外光谱测试法、气相色谱质谱联用测试法、溶剂溶解测试法、示差扫描量热仪测试法、热重分析法中的任一种或者几种的组合。
10.如权利要求9所述的树脂类化学品定性和固化率定量的测定方法，其特征在于：当使用傅里叶红外光谱测试法测定待测试化学品的固化率时，需要选择对应的反应基团和参比基团，并且测定反应基团和参比基团在固化前后峰面积的数值，其固化率的计算公式如下：
固化率＝[1-(固化后反应基团的峰面积/固化后参比基团的峰面积)/(固化前反应基团的峰面积/固化前参比基团的峰面积)]。
11.如权利要求10所述的树脂类化学品定性和固化率定量的测定方法，其特征在于：当待测试化学品为丙烯酸树脂类物质时，其反应基团为：C＝C，参比基团包括：C＝O或者-CH3；当待测试化学品为环氧树脂时，其反应基团为：C-O-C，参比基团包括：-C6H5和-CH3。
12.如权利要求9所述的树脂类化学品定性和固化率定量的测定方法，其特征在于：当使用超高效液相色谱测试法和气相色谱质谱联用测试法来进行固化率的计算时，需要测定与该待测试化学品对应的单体物质在固化前后峰面积的数值，具体的计算公式如下：
固化率％＝[1-固化后单体的峰面积/未固化单体的峰面积]×100％。
13.如权利要求9所述的树脂类化学品定性和固化率定量的测定方法，其特征在于：当使用示差扫描量热仪测试法进行固化率的测试时，具体的计算公式为：固化率％＝[1-固化后的放热量/固化前的放热量]×100％；当使用热重分析仪测试法进行固化率的测试时，需在热气氛中分析未固化和固化后的重量变化，具体的计算公式为：固化率％＝[1-固化后的重量损失/固化前的重量损失]×100％；当使用溶剂溶解测试法进行固化率的测试时，需要测定经过试剂浸泡后待测试化学品固化前的质量，具体的计算公式为：固化率％＝[1-固化后的质量/固化前的质量]×100％。
14.如权利要求9所述的树脂类化学品定性和固化率定量的测定方法，其特征在于：当定性分析之后获知所述待测试化学品中存在单体并且固化前后单体的数量发生变化时，其定量方法可以选择超高效液相色谱法、气相色谱质谱联用测试法和溶剂溶解法；当定性分析之后获知所述待测试化学品中存在反应基团且固化前后反应基团的结构发生变化时，其定量方法可以选择傅里叶红外光谱法；当所述待测试化学品固化前后其热量或者重量发生变化时，其定量方法可以选择示差扫描量热法或者热重分析法。
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