PVC降解的光声光谱的小波分析

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2摘要小波变换能够成功地滤除复杂光声光谱信号的高频噪音和不规则基线。文中将小波变换的分析方法应用于降解的光声光谱中，准确地测定了，降解产生的共耗多烯的分布，进而讨论了不同0热稳定剂不同时间对降解的影响，获得了满意的结果，聚氯乙烯受热降解以后颜色逐渐变深，直至发黑的现象，是山于降解6的形成了高共轭数的烯烃所致1山于1.0的热不稳定性给，0的应用带来了很大的局限，因此研究娜冉到夤，蹋，猿В，1热稳定剂，诮到夤，滩，墓查疃嘞┛杀还，谱检测。心等人通过紫外光谱分析薄脱柞品，在，降解产物的1济液中观察到共轭程度不的多烯吸收峰分布在28，13共轭至43，19共轭之间12光声光谱法可以直接使用粉末样品而不破坏样品的结构，对于式样而言，可以尽可能多地保持样品的原有性质，因此比紫夕光谱法更加客观可靠但是，上述两种方法均难以定量地测定降解产生的共轭多烯的分Jl小波变换作为种新的化学计量学方法，正0起分析工作者的浓厚兴趣，1前被应用到紫外可光谱高效液相色谱等领域3.对信号进行小波变换，可将其分解为高频和低频两部分导部分在时轴上的位迓保持不变所分离的低频部分又可以继续分解，即可将信号逐步分解为具有不同频率的成分在。降解光声光谱测定中，由于噪音和不规则基线的存在常常导致谱峰难以分辨。引入小波变换的分析方法，可以效地滤除噪音和不规则基线的影响，使并轭多烯的定量分析成为可能1原理部分小波变换是种数学处理方法。的在丁将信号分解为不同频率范围的成分。其数学原理较为复杂4，这里仅给出基本的论述小波是由1个满足定条件的函数通过平移和伸缩而产生的函数簇其中，分别为小波母函数的伸缩和平移因对于给定的信号，离散的小波变换定义为ClQtnbo由光声光谱仪模数转换器采集的是离散散地小1为滤波器好，后2，势，将采样信号为0，则信号有如下分解基金项目国家自然科学基金资助项目29875，26为分解次数。上述分解可形象地为nrifD对于信号和分别称为义分辨率下的离散逼近和离散细节，分别为频率不超过2的成分和频率介于2知21之间的成分，即分别为信号的低频部分和高频部分。对光声光谱信号而言，噪6频率相对较高。分析信号位于低频部分，基线的频率，低于分析倍号的频率通过将小波变换处理结果的噪音和基线信号置为零，再重构回去，就可得到我们所需要的分析以，构公式由下式给出2实验部分2.1样品0树船，3，5，中国天原化，厂产品，热稳定剂包括稀土硬脂酸盐锌硬脂酸故碱土硬脂酸盐本实验室合成并经射线衍射和红外光谱鉴2.2仪器光声光谱由本实验室自行组装的光声光谱仪测定4采用，500高压氙灯光源，30型，仪，01353型斩波器，光声池内置瓦只肘型驻极体电容微音器，1574锁相放大粤和数据记泶处理系统=工作条件光源强度500评，灯电流23入，单色仪狭缝4，斩波频率12时间常数3，扫描速率60腿测定波段3，500，测得的光屯光谱用炭黑谱进行归化处理2.3，娜冉到夥椒，称取2.5装70粉末，加入0.1液体热稳定剂，尸玛瑙研钵中研磨将研磨均匀的混合样品放入定规格的小试管中，试管置于180的恒温甘油浴中进行降解3结果与讨论3.1.小波变换对，0热降解光声光谱的解析，降解后生成的大量不同共轭数的共轭多烯在光声光谱中产生吸收1中为典型的0降解样品的光声光谱，中拱起波浪状的小峰即为辄多烯的吸收峰可以听出，样从的块辄吸收较弱，且沾中存在较大的叹音，同时由于吸收重叠而产生的不规则基线使吸收峰之间很难进行比较我们采小波分析计兑程对1降解样品光声光谱进行了处理，柯8.1显了对数据进行了6次分解后在纵轴平移叠加的结果可以看出散细节以和主要是由高频噪音构成随着分解次数的增加，离散细节的频率逐渐向低移动。个乃4和乃5己经出现了谱峰的信息离散逼近的频率非常低，可被认为代基线的信息将汉汉汊和置为零，即可通过小波变换重构公式提取出真实的分析信号。　　小波变换是线性变换，通过小波变换并不改变原始信号中的线性关系，原始信号中的吸收峰位置也不会移动，因此如果参数选择得当，即可得到真实信号的谱。我们通过小波分析，测得了共辄数为49的共轭多烯的光声吸收峰；的位迓，并15吸收测辩的文献值〉作比较，结果丁3.1 3.2降解过程中的共辆分布加，颜色逐渐变深通过光声光谱并结合小波分析，可更加直观和准确地反映，的降解过程。啤。2显了，0降解样品在不同阶段的光声光谱通过比较代轭多烯吸收峰在不同时间所占总体吸收的比率，可以发现，随着降解程度的增加，高共轭数的比率增加的趋势，从宏观上看，难丈，汕郴票湮，熳厣，这是降解过程中共轭多烯共轭数增大的结果3.3不同，0热稳定剂的稳定作用，中加入热稳定剂可以延长，娜，稳定时间，改善稳定性能我们分别研宄了锌硬，盐社局盐和碱土硬脂酸盐付松定剂作下的，降解同时间的光声光鸹可以竹到，硬脂酸钙作用的，降解的光声光谱勾降解的光声光谱相似。说叫硬脂酸钙并未改变共轭多烯的分布，在此主要起到了吸收的作用。在硬脂酸锌作用下，10降解+能形成高共辄数的共轭多烯，这；山于硬脂酸锌接参与了反应。取代了，分子上的不稳定氯，干涉了共轭双键的生成17，从而有效地增强保持颜的能力硬脂酸镧对也有着很好的稳定作用。结介红外光谱研究发现硬脂酸镧在吸收沉1的同时，还可能改变10的构象，使1.0从面锯齿状的间同。转变为稳定1生人的全泣。构。肌止了高共轭多烯的形成