做高分子老化测试这几年，用得最多的分析手段就是红外光谱FTIR。很多人觉得FTIR只是定性看看是什么材料。实际上傅里叶变换红外光谱在高分子老化分析上的价值远不止定性识别这么简单。
GB/T 6040-2019《红外光谱分析方法通则》给出了标准操作流程。把老化前后的样品做ATR衰减全反射扫描，对比特征峰的增减就能判断化学变化。聚丙烯老化会在1715cm-1左右出现羰基C=O吸收峰。峰强度越大氧化越深。做定量分析可以建羰基指数CI和老化时间的对应曲线。我们做过一组实验：PP在100°C热氧老化箱中放500小时后CI值稳定在0.35~0.40之间，拉伸强度保留率从100%掉到68%。再往后推到800小时，CI到0.55，强度保留率只剩42%。这个关系可以用来外推材料在常温下的安全使用周期。用Arrhenius公式结合不同温度下的CI变化速率，可以推算25°C下给定年限的强度变化趋势。Arrhenius外推的前提是老化机理不随温度变化，所以必须做多个温度点验证。
再说一个水解老化案例。某PA66注塑件装机半年后表面发脆。客户怀疑是料没干透或注塑温度过高导致的。FTIR分析结果：未老化样品在3290cm-1处有N-H伸缩振动峰，1635cm-1处有酰胺I带吸收。老化样品这两处峰强明显下降，1710cm-1处出现新峰。根据ISO 20753塑料鉴别标准和FTIR标准谱图库交叉对比，新峰对应的是PA分子链水解断裂产生的羧酸端基。这不是热降解，是湿热环境水解了。配合差示扫描量热（DSC）测熔点和结晶度变化，发现老化后结晶度从35%升到了44%，印证了非晶区优先水解的机制。这个案子后来建议客户改用了更高耐水解等级的PA610材料，问题没再出现。
FTIR还能看光老化。做过一组PC光照老化实验，模拟户外3000小时加速老化。FTIR谱图上2175cm-1处出现二苯甲酮基团吸收峰，这是光-Fries重排产物。配合GB/T 16422.2-2014《塑料 实验室光源暴露试验方法 第2部分：氙弧灯》老化数据，从峰强推算光照后的冲击强度保留率。3000小时后峰面积增加47%，Izod缺口冲击强度从65kJ/m2降到28kJ/m2。用峰面积变化率和色差变化做关联分析，发现黄变指数YI和2175cm-1峰面积呈线性关系，相关系数R2超过了0.97。这意味着用FTIR测出的分子级变化和用肉眼看到的外观变化之间可以定量关联。
FTIR结合热重分析（TGA）还能看老化过程中的热稳定性变化。PC老化后TGA曲线上5%失重温度从480°C降到445°C，热稳定性下降直接反映在FTIR谱图上对应的酯键吸收峰衰减。FTIR还有个用处是配合氧化诱导期（OIT）测试。按GB/T 19466.6-2009用DSC测OIT，再跟FTIR测出的羰基指数做关联，能判断材料中抗氧剂的消耗程度。抗氧剂耗尽之前羰基指数变化平缓，一旦耗尽曲线会突然拐上去，这个拐点就是材料寿命的预警线。PE管材做热氧老化时这个拐点现象最典型，OIT从20分钟掉到2分钟的时候羰基指数才刚露头，再过100小时CI就窜到0.5以上。
老化分析不能靠猜，FTIR给出的是分子层面的直接证据，把FTIR和老化箱数据、DSC、TGA、色差仪等仪器联用，才能有底气说一个材料三年后会不会出问题。费用根据样品数量和项目类型确定，具体可以点击页面上的在线咨询按钮沟通。