紅外光譜分析圖

1、紅外光譜分析圖用紅外光譜儀測(cè)試塑料薄膜的紅外光譜非常簡(jiǎn)單。由于采用厚度適當(dāng)?shù)耐该鞅∧?，故可直接使用。?jīng)過(guò)校正后可得到圖1所示的圖譜。 這是最簡(jiǎn)單的高分子光譜圖，它只在2 916,2 849, 1 463和719cm-四處出現(xiàn)了吸收峰，說(shuō)明該分子結(jié)構(gòu)中不含苯環(huán)、按基、經(jīng)基等官能團(tuán)，只含有亞甲基一CHZ，其中2 916cm-對(duì)應(yīng)反對(duì)稱伸縮振動(dòng)，2 849cm-對(duì)應(yīng)對(duì)稱伸縮振動(dòng)，1 463cm-對(duì)應(yīng)彎曲振動(dòng)，據(jù)此可初步判斷該材料為聚乙烯。至于719cm-對(duì)應(yīng)的峰可以不解讀。據(jù)資料介紹，該峰為CHZn ( n 4)弱吸收峰，用于判斷碳鏈的長(zhǎng)短，碳鏈越長(zhǎng)，吸收峰越強(qiáng)2。仔細(xì)觀察可發(fā)現(xiàn)該處實(shí)際是雙吸收峰。

2、低波數(shù)對(duì)應(yīng)無(wú)定形聚乙烯吸收峰，高波數(shù)對(duì)應(yīng)結(jié)晶態(tài)聚乙烯吸收峰3。因此可認(rèn)定該材料就是聚乙烯。事實(shí)上，通過(guò)隨設(shè)備所附圖庫(kù)也能檢索出該材料類別，如圖2所示，上半部分為試樣譜圖，下半部分為標(biāo)準(zhǔn)聚乙烯譜圖，吻合率達(dá)99%以上，即可得出結(jié)論。當(dāng)然，也可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷。通常用來(lái)制作薄膜的塑料無(wú)非聚乙烯(PE) ,聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)等幾種，其中以PE和 PVC價(jià)格低廉，來(lái)源廣泛，是首先考慮的材料，而PVC由于氯原子的取代作用將使圖譜發(fā)生很大變化，而且PVC薄膜中含有大量的添加劑，做光譜前一般需進(jìn)行分離提純，直接做譜圖不可能得到圖1所示的簡(jiǎn)單圖譜。因此可以確定，圖1的材料就是PE。圖3所示為

3、另一PE樣品的紅外光譜，它與圖1基本相同。由于PE中少量烯端基的存在，在909和990cm-有時(shí)能看到弱譜帶，分別對(duì)應(yīng)于RCH=CHZ中反式CH面外彎曲振動(dòng)及CHZ面內(nèi)彎曲振動(dòng)。圖3中，1 720cm-處的小峰是由于含撥基的添加劑引起的，不是PE本身的峰。 圖4所示為均聚PP紅外光譜。由于每?jī)蓚€(gè)碳就有一個(gè)甲基支鏈，因而除了1 460cm-的CH灣曲振動(dòng)外，還有很強(qiáng)的甲基彎曲振動(dòng)譜帶出現(xiàn)在1 378cm-' o CH3和CH的伸縮振動(dòng)與CHZ的伸縮振動(dòng)疊加在一起，出現(xiàn)了2 8003 OOOcm-多重峰。PP譜圖的另一個(gè)主要特點(diǎn)是在970和1 155cm-處呈現(xiàn)的CHZCH (CH3)特征

4、峰。均聚PP與無(wú)規(guī)PP的主要區(qū)別是，均聚PP除了上述5條譜帶外，在841,998和1 304cm-等處還存在一系列與結(jié)晶有關(guān)的譜帶，而無(wú)規(guī)PP不能結(jié)晶，故不存在這些譜帶。 圖5是PS的紅外光譜。由于吸收峰很尖銳，其譜圖常作為標(biāo)準(zhǔn)譜圖用來(lái)校準(zhǔn)儀器的波數(shù)。它在3 OOOcm-附近有豐富的譜帶，可分辨出2 849 ,2 923 , 3 000 , 3 025 , 3 060和3 082cm-等銳峰。2 8003 OOOcm-的譜帶是飽和CH或CHZ的伸縮振動(dòng)，而3 0003 100cm-的譜帶屬于苯環(huán)上CH的伸縮振動(dòng)。1 493和1 600cm-的強(qiáng)峰是苯環(huán)的骨架振動(dòng)。700和760cm-是單取代苯

5、環(huán)上氫的面外彎曲振動(dòng)，它們的倍頻和組頻出現(xiàn)在1670, 1740,1800, 1870和1 940cm-'，都有力地證明了存在單取代苯。 圖6是PVC的紅外光譜。2 900cm-附近的譜帶說(shuō)明CHZ的存在。由于受到鄰近氯原子的影響，CHZ的彎曲振動(dòng)譜帶從1 460cm-向低頻位移至430cm-'，同時(shí)強(qiáng)度增加。而1 250 cm-的CH彎曲振動(dòng)和1 330cm-的CH彎曲與CHZ搖擺的合頻振動(dòng)，也由于有氯原子在同一碳原子上而得到增強(qiáng)。在600700cm-內(nèi)出現(xiàn)C-Cl伸縮振動(dòng)的吸收峰是另一個(gè)顯著特征。此外在960c處有CHZ面內(nèi)搖擺譜帶，在1 100cm-處有C-C伸縮振動(dòng)譜帶

6、。軟PVC會(huì)有增塑劑的強(qiáng)吸收，易與醋類聚合物混淆，此時(shí)應(yīng)以600700cm-的C1吸收判斷。 圖7是PTFE的紅外光譜。在1 1001 250cm-有23條極強(qiáng)的譜帶(1 152, 1 213和1 243 cm-' )，這是CFZ的伸縮振動(dòng)。有時(shí)在2 350cm-可觀察到它們的倍頻。510640cm-內(nèi)有CF變形振動(dòng)的一系列譜帶。所有氟塑料的CF伸縮振動(dòng)都在1 200cm-附近很強(qiáng)，即使僅含少量也能識(shí)別出來(lái)。圖8是PMMA的紅外光譜。特征譜帶是1 73 Ocm-的C-O伸縮振動(dòng)以及1 150, 1 190,1 240和1 268cm-的C-C伸縮振動(dòng)。在C-C四個(gè)峰的低波數(shù)側(cè)有一個(gè)1

7、060cm-的小峰，這是間同立構(gòu)峰，雖然樣品是無(wú)規(guī)立構(gòu)體，但總含有少量間同立構(gòu)體。2 900cm-附近甲基和亞甲基的伸縮振動(dòng)有明顯的多峰。 圖9是POM的紅外光譜。特征譜帶是900和93 5 cm-的很強(qiáng)的雙峰，來(lái)自C-O-C的伸縮振動(dòng)與CHZ搖擺振動(dòng)的合頻。9001 200cm-的峰與聚合物制備方法和結(jié)晶形態(tài)有較大關(guān)系，最多可向低波數(shù)位移100cm-' 。 圖10是PA66的紅外光譜。其中具有酸胺基團(tuán)特征的三條譜帶是:1 640cm-'(酸胺I譜帶)撥基伸縮振動(dòng);1 SSOcm-'(酸胺II譜帶)N-H彎曲和C-N伸縮振動(dòng)的組合吸收;1 260cm-'酸胺II

8、I譜帶)也是C-N-H的組合吸收;690cm-'N-H的面外搖擺;3 090cm-' 1 SSOcm-的倍頻;3 300cm-'氫鍵的N-H伸縮振動(dòng)。一般來(lái)說(shuō)，若同時(shí)存在1640, 1550和3 300cm-吸收，PA的可能性很大。不同PA品種的區(qū)分主要依據(jù)800一 1 400cm-'間弱峰的差別，這些峰與結(jié)晶結(jié)構(gòu)有關(guān)。 圖11是PC的紅外光譜。最強(qiáng)峰出現(xiàn)在1 240cm-處，屬C一O的伸縮振動(dòng)，與1 780cm-'處r基伸縮振動(dòng)的吸收共同表示醋類。由于芳醋C=O伸縮振動(dòng)出現(xiàn)在1 780cW很特征，比脂肪醋C=O的1 7201 740cm-高出許多，易于區(qū)別。其他還有3 OSOciri苯環(huán)CH伸縮，2 870和2 960ciri'CH3對(duì)稱與不對(duì)稱伸縮，1 500和