一种基于红外光谱分析方法的硅橡胶胶含量检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于红外光谱分析方法的硅橡胶胶含量检测方法，其特征在于,包括以下步骤：a.检测硅橡胶样品的红外光谱吸收图谱；b.对于检测得到的硅橡胶样品的红外光谱吸收图谱，测量其在特定吸收波数位置的吸收峰峰值；c.基于硅橡胶样品的红外光谱吸收图谱在特定吸收波数位置的吸收峰峰值，计算硅橡胶样品的胶含量。这一结果可以用于判定硅橡胶材料的老化程度和运行状态，具有可靠、准确、便携、无损的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于红外光谱分析方法的硅橡胶胶含量检测方法
本专利技术涉及一种基于红外光谱分析方法的硅橡胶胶含量检测方法。
技术介绍
硅橡胶材料是电网系统中被广泛使用的绝缘材料，由硅橡胶材料制成的器件和产品包括但不限于复合绝缘子、防污闪涂料、电缆终端附件等。但是硅橡胶是一种有机高分子材料，在长期的运行中容易受到外界环境应力的作用而发生老化。高温硫化硅橡胶是电力系统内使用最为广泛的绝缘材料。一些高温硫化硅橡胶绝缘材料由于所使用的原料或工艺水平不佳，导致材料本身的耐老化性能较差。硅橡胶最主要的成分是聚二甲基硅氧烷和白炭黑、氢氧化铝填料，而填料的比例对硅橡胶的性能影响很大。过高的填料比例会导致硅橡胶材料憎水性、憎水迁移性较差，材料机械强度低、耐老化性能较差。因此，胶含量的测定对于判定硅橡胶材料的运行性能具有很重要的作用。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于红外光谱分析方法的硅橡胶胶含量检测方法，可靠、准确、方便、无损地测定硅橡胶胶含量。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于红外光谱分析方法的硅橡胶胶含量检测方法，其特征在于,包括以下步骤：a.检测硅橡胶样品的红外光谱吸收图谱；b.对于检测得到的硅橡胶样品的红外光谱吸收图谱，测量其在特定吸收波数位置的吸收峰峰值；c.基于硅橡胶样品的红外光谱吸收图谱在特定吸收波数位置的吸收峰峰值，计算硅橡胶样品的胶含量。进一步地：步骤a中，采用衰减全反射-傅里叶变换红外光谱分析方法对硅橡胶样品进行检测，到其红外光谱吸收图谱。所述特定吸收波数位置为红外光谱吸收图谱中在(792±5)cm-1和(1018±5)cm-1波数处的吸收峰峰值。所述特定吸收波数位置为红外光谱吸收图谱中在792cm-1和1018cm-1波数处的吸收峰峰值。步骤c中，将在两处所述特定吸收波数位置测量处的吸收峰峰值，代入如下二元一次方程：胶含量＝3.1050×I1－2.0415×I2+0.34627其中，I1和I2分别表示对硅橡胶样品进行傅里叶变换红外光谱分析后其红外图谱中在第一波数处和第二波数处的吸收峰峰值。所述方法使用手持式傅里叶变换红外光谱分析设备。一种硅橡胶材料老化检测方法，包括：使用如权利要求1至6任一项所述的基于红外光谱分析方法的硅橡胶胶含量检测方法检测硅橡胶胶含量；根据检测的硅橡胶胶含量判断硅橡胶材料的老化程度。一种电网系统绝缘材料性能检测方法，所述绝缘材料包括硅橡胶，包括使用所述的基于红外光谱分析方法的硅橡胶胶含量检测方法检测硅橡胶胶含量的步骤。一种硅橡胶胶含量检测系统，采用所述的基于红外光谱分析方法的硅橡胶胶含量检测方法对硅橡胶胶含量进行检测。所述系统包括手持式傅里叶变换红外光谱分析设备。本专利技术的有益效果：本专利技术提出一种基于红外光谱分析方法的硅橡胶胶含量检测方法，其无需对硅橡胶材料进行取样，利用手持式傅里叶变换红外光谱分析设备即可对材料进行分析，进而计算出硅橡胶材料的胶含量及无机填料含量，这一结果可以用于判定硅橡胶材料的老化程度和运行状态，具有可靠、准确、便携、无损的特点。附图说明图1为本专利技术实施例中检测到的典型的硅橡胶样品红外图谱；图2为本专利技术具体实例得到的硅橡胶样品红外图谱。具体实施方式以下对本专利技术的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本专利技术的范围及其应用。在一种实施例中，一种基于红外光谱分析方法的硅橡胶胶含量检测方法，其特征在于,包括以下步骤：a.检测硅橡胶样品的红外光谱吸收图谱；b.对于检测得到的硅橡胶样品的红外光谱吸收图谱，测量其在特定吸收波数位置的吸收峰峰值；c.基于硅橡胶样品的红外光谱吸收图谱在特定吸收波数位置的吸收峰峰值，计算硅橡胶样品的胶含量。进一步地：步骤a中，采用衰减全反射-傅里叶变换红外光谱分析方法对硅橡胶样品进行检测，到其红外光谱吸收图谱，参阅图1。所述特定吸收波数位置为红外光谱吸收图谱中在(792±5)cm-1和(1018±5)cm-1波数处的吸收峰峰值。所述特定吸收波数位置为红外光谱吸收图谱中在792cm-1和1018cm-1波数处的吸收峰峰值。步骤c中，将在两处所述特定吸收波数位置测量处的吸收峰峰值，代入如下二元一次方程：胶含量＝3.1050×I1－2.0415×I2+0.34627其中，I1和I2分别表示对硅橡胶样品进行傅里叶变换红外光谱分析后其红外图谱中在第一波数处和第二波数处的吸收峰峰值。基于红外光谱数据分析发现，(792±5)cm-1处尤其是792cm-1处的吸收峰代表了硅氧烷中的Si-C键吸收峰，(1018±5)cm-1处尤其是1018cm-1的吸收峰代表了Si-O键吸收峰，同时还体现了氢氧化铝填料成分，因此本专利技术认为(792±5)cm-1处代表了硅橡胶中的有机成分，即“胶含量”，而(1018±5)cm-1处代表了硅橡胶中的无机成分，即“填料含量”。利用逐步回归分析方法发现，计算胶含量的上述二元一次方程，即这两个波数和本专利技术实施例所确定的系数所构成的上述公式，是最符合所有被测试样品的实际参数的，通过公式计算出的胶含量具有很好的准确性。在优选实施例中上述二元一次方程中的3个系数，是在获取了大量实验数据的基础上，利用多元线性回归模型得到的。典型地，选取12个高温硫化硅橡胶样品，其胶含量已知。利用衰减全反射-傅里叶变换红外光谱分析方法获得其红外光谱，然后测量其光谱各处波数的吸收峰值，每个样品光谱共获取10个吸收峰。以这10个吸收峰作为备选自变量，胶含量作为因变量，进行逐步回归分析。最终淘汰其中8个吸收峰，只保留2个作为最终公式的自变量，这是利用逐步分析方法得到的计算结果，不存在人工干预，准确性好。所述方法使用手持式傅里叶变换红外光谱分析设备。一种硅橡胶材料质量检测方法，包括：使用如前述任一种实施例的基于红外光谱分析方法的硅橡胶胶含量检测方法检测硅橡胶胶含量；根据检测的硅橡胶胶含量判断硅橡胶材料的老化程度。一种电网系统绝缘材料性能检测方法，所述绝缘材料包括硅橡胶，包括使用如前述任一种实施例的基于红外光谱分析方法的硅橡胶胶含量检测方法检测硅橡胶胶含量的步骤。一种硅橡胶胶含量检测系统，采用如前述任一种实施例的基于红外光谱分析方法的硅橡胶胶含量检测方法对硅橡胶胶含量进行检测。所述系统包括手持式傅里叶变换红外光谱分析设备。以下进一步说明具体实施例的胶含量检测方法。(1)“胶含量”定义为硅橡胶材料中聚二甲基硅氧烷的质量分数。胶含量越高，则硅橡胶中聚二甲基硅氧烷含量越高，白炭黑、氢氧化铝填料含量越低；胶含量越低，则硅橡胶中聚二甲基硅氧烷含量越低，白炭黑、氢氧化铝填料含量越高。(2)利用傅里叶变换红外光谱分析方法对硅橡胶样品进行测量，得到其红外光谱吸收图谱，随后利用特定波数下的吸收峰峰值来进行硅橡胶胶含量的判定。(3)采用衰减全反射-傅里叶变换红外光谱分析方法对硅橡胶样品进行检测，这种检测方法可以对块状样品进行红外光谱分析，无需单独制样，适用于现场无损检测。(4)对于检测得到的硅橡胶样品红外图谱，需要测定、读取其在特定吸收波数位置的吸收峰峰值。根据实验测试，在一种优选实施例中，对于硅橡胶中聚二甲基硅氧烷质量分数的计算，测量792cm-1和1018cm-1附近处的吸收峰峰值，然后将值代入下面的二元一次方程，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于红外光谱分析方法的硅橡胶胶含量检测方法，其特征在于,包括以下步骤：a.检测硅橡胶样品的红外光谱吸收图谱；b.对于检测得到的硅橡胶样品的红外光谱吸收图谱，测量其在特定吸收波数位置的吸收峰峰值；c.基于硅橡胶样品的红外光谱吸收图谱在特定吸收波数位置的吸收峰峰值，计算硅橡胶样品的胶含量。

【技术特征摘要】
1.一种基于红外光谱分析方法的硅橡胶胶含量检测方法，其特征在于,包括以下步骤：a.检测硅橡胶样品的红外光谱吸收图谱；b.对于检测得到的硅橡胶样品的红外光谱吸收图谱，测量其在特定吸收波数位置的吸收峰峰值；c.基于硅橡胶样品的红外光谱吸收图谱在特定吸收波数位置的吸收峰峰值，计算硅橡胶样品的胶含量；步骤c中，将在两处所述特定吸收波数位置测量处的吸收峰峰值，代入如下二元一次方程：胶含量＝3.1050×I1－2.0415×I2+0.34627其中，I1和I2分别表示对硅橡胶样品进行傅里叶变换红外光谱分析后其红外图谱中在第一波数处和第二波数处的吸收峰峰值。2.如权利要求1所述基于红外光谱分析方法的硅橡胶胶含量检测方法，其特征在于,步骤a中，采用衰减全反射-傅里叶变换红外光谱分析方法对硅橡胶样品进行检测，到其红外光谱吸收图谱。3.如权利要求1所述基于红外光谱分析方法的硅橡胶胶含量检测方法，其特征在于,所述特定吸收波数位置为红外光谱吸收图谱中在(792±5)cm-1和(1018±5)cm-1波数处的吸收峰峰...

【专利技术属性】
技术研发人员：李耀中，庄文兵，李晓光，郑子梁，张勇，贾志东，陈灿，叶蔚安，王仲，
申请(专利权)人：国网新疆电力公司电力科学研究院，清华大学深圳研究生院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65