常见聚合物的红外光谱.ppt

红外吸收光谱分析红外吸收光谱分析 常见聚合物的红外光谱聚合物的红外光谱定性分析定性分析1.六个区：六个区：区区18001700cm-1：聚酯、聚碳酸酯和聚酰亚胺等；：聚酯、聚碳酸酯和聚酰亚胺等；区区17001500cm-1：聚酰胺、三聚氰胺：聚酰胺、三聚氰胺-甲醛树脂；甲醛树脂；区区15001300cm-1：饱和聚烃、极性基团取代的聚烃；：饱和聚烃、极性基团取代的聚烃；区区13001200cm-1：芳香族聚密、含氯聚合物；：芳香族聚密、含氯聚合物；区区12001000cm-1：聚醚、醇类、含氯、含氮聚合物；：聚醚、醇类、含氯、含氮聚合物；区区1000600cm-1：取代苯、不饱和双键和含氯聚合物：取代苯、不饱和双键和含氯聚合物以及含有硅和卤素的聚合物。以及含有硅和卤素的聚合物。2024/5/13周一周一1.红外吸收光谱分析红外吸收光谱分析 1.直接查对谱图直接查对谱图(1)Hummel&Scholl,InfraredAnalysisofPolymers,ResinsandAdditives,AnAtlas,Afremow&IsaKson,InfraredSpectroscopy:ItsUseintheCoatingIndustryColthup,Daly&Wiberley,IntroductiontoInfraredandRamanSpectroscopySadtler,单体和聚合物的红外光谱图单体和聚合物的红外光谱图2024/5/13周一周一2.红外吸收光谱分析红外吸收光谱分析 1.否定法否定法如果某个基团的特征频率吸收区，找不到吸收峰，如果某个基团的特征频率吸收区，找不到吸收峰，我们就判断样品中部不存在该基团。我们就判断样品中部不存在该基团。2024/5/13周一周一3.红外吸收光谱分析红外吸收光谱分析 对应与否定法认别光谱的特征基团频率对应与否定法认别光谱的特征基团频率2024/5/13周一周一4.红外吸收光谱分析红外吸收光谱分析 图图2未知聚合物的未知聚合物的IR谱图谱图（否定法）（否定法）2024/5/13周一周一5.红外吸收光谱分析红外吸收光谱分析 v在在1300cm-1波数以上，从高波数检查起，可知不存在羟波数以上，从高波数检查起，可知不存在羟基、胺基、不饱和烃、氰基、异腈酸酯基和羰基，基、胺基、不饱和烃、氰基、异腈酸酯基和羰基，在在1000cm-1以下，仅有一对双峰（以下，仅有一对双峰（731cm-1和和720cm-1），），由于不存在芳香族和烯类，因此只可能是由于不存在芳香族和烯类，因此只可能是n4的长链的长链-(CH2)-n的吸收，的吸收，由于在由于在1000-1300cm-1也没有吸收，因此醚键也可以排除，也没有吸收，因此醚键也可以排除，最后，可能确定该未知聚合物可能是聚乙烯。最后，可能确定该未知聚合物可能是聚乙烯。2024/5/13周一周一6.红外吸收光谱分析红外吸收光谱分析 图图3未知聚合物的未知聚合物的IR谱图谱图（肯定法）（肯定法）2024/5/13周一周一7.红外吸收光谱分析红外吸收光谱分析 4肯定法肯定法在在3100-3000cm-1区域的谱带是由芳环或烯类的区域的谱带是由芳环或烯类的CH伸缩伸缩振动产生的。振动产生的。在在3000-2800cm-1区域的谱带是饱和烃化合物的吸收。区域的谱带是饱和烃化合物的吸收。2000-1668cm-1区域的一系列弱谱带是对应芳环区域的一系列弱谱带是对应芳环 Ar-H的倍的倍频和组频的吸收。这些谱带的位置和数目表明化合物中有单取频和组频的吸收。这些谱带的位置和数目表明化合物中有单取代芳环的存在。代芳环的存在。760cm-1是芳环上的是芳环上的5个相邻的质子个相邻的质子 Ar-H，进一步证实有单，进一步证实有单取代芳环的存在。取代芳环的存在。芳环的结构还可由芳环的结构还可由1600，1580，1500和和1450cm-1谱带证实。谱带证实。2024/5/13周一周一8.红外吸收光谱分析红外吸收光谱分析 在在1500-1400cm-1区域的谱带与区域的谱带与CH2或或CH变形有关。变形有关。965cm-1的谱带归属与反式不饱和基团的面外弯曲振动。的谱带归属与反式不饱和基团的面外弯曲振动。990-910cm-1的谱带是和末端乙烯基有关，进一步证实不的谱带是和末端乙烯基有关进一步证实不饱和性。饱和性。1640cm-1的谱带是归属与的谱带是归属与C=C伸缩振动，其强度较弱，说伸缩振动，其强度较弱，说明不饱和双键的含量不太高。明不饱和双键的含量不太高。由上可知，化合物中包含单取代苯环，同时有反式双键和由上可知，化合物中包含单取代苯环，同时有反式双键和末端双键。样品是聚合物，因此只要用少数标准谱图进行核末端双键。样品是聚合物，因此只要用少数标准谱图进行核对，证明未知物为苯乙烯对，证明未知物为苯乙烯-丁二烯共聚物。丁二烯共聚物。2024/5/13周一周一9.红外吸收光谱分析红外吸收光谱分析 图图4未知聚合物的未知聚合物的IR谱图谱图（肯定法与否定法相结合）（肯定法与否定法相结合）2024/5/13周一周一10.红外吸收光谱分析红外吸收光谱分析 5 5肯定法与否定法相结合肯定法与否定法相结合 在审视一张未知高聚物的样品谱图时，往往同时采用在审视一张未知高聚物的样品谱图时，往往同时采用肯定法和否定法，即根据谱带，一方面肯定某些官能团的肯定法和否定法，即根据谱带，一方面肯定某些官能团的存在，一方面又排除某些结构存在的可能。存在，一方面又排除某些结构存在的可能。根据基团频率的肯定法分析，看出存在着甲基、亚根据基团频率的肯定法分析，看出存在着甲基、亚甲基及可能存在的次甲基，以及酯基官能团。否定法发现，甲基及可能存在的次甲基，以及酯基官能团。否定法发现，样品中不存在胺芳香烃、氰基、醇、酰胺、环及亚胺等样品中不存在胺、芳香烃、氰基、醇、酰胺、环及亚胺等结构。查对烷烃酯类聚合物谱图，证明该材料为聚丙烯酸结构。查对烷烃酯类聚合物谱图，证明该材料为聚丙烯酸丁酯。丁酯。2024/5/13周一周一11.红外吸收光谱分析红外吸收光谱分析 1Polyethylene低低压压聚聚乙乙烯烯为为线线型型结结构构，一一般般含含有有烯烯类类端端基基，在在990和和909cm-1出出有有两两条条弱弱谱谱带带，分分别别归归属属与与RCH=CH2中中CH反反式面外弯曲振动及式面外弯曲振动及CH2面外弯曲振动。面外弯曲振动。线线型型聚聚乙乙烯烯结结晶晶度度较较高高，在在图图中中还还可可看看到到其其分分裂裂较较为为明明显的双峰。显的双峰。高压聚乙烯有较多的支链，主要是乙基和丁基侧链，在高压聚乙烯有较多的支链，主要是乙基和丁基侧链，在1379cm-1处有甲基的对称变形，振动谱带，同时在处有甲基的对称变形，振动谱带，同时在890和和1080cm-1处也有弱谱带。处也有弱谱带。2024/5/13周一周一12.红外吸收光谱分析红外吸收光谱分析 2024/5/13周一周一13.红外吸收光谱分析红外吸收光谱分析 2.Polypropylene3000-2800cm-1区域区域多重叠合的多重叠合的CH2，CH，CH3中的中的CH伸伸缩振动；缩振动；1462cm-1附近的附近的CH2和和CH3的弯曲振动；的弯曲振动；1380cm-1附近的附近的CH3弯曲振动。弯曲振动。1230、1199、1131cm-1间规间规PP非晶带。非晶带。2024/5/13周一周一14.红外吸收光谱分析红外吸收光谱分析 2024/5/13周一周一15.红外吸收光谱分析红外吸收光谱分析 3Polystylene3103-3000cm-1区域的谱带是由芳环的区域的谱带是由芳环的CH伸缩伸缩振动产生的特征带。振动产生的特征带。3000-2800cm-1区域的谱带是由区域的谱带是由CH2或或CH上的上的C-H伸缩振动。伸缩振动。2000-1680cm-1区区域域是是PS特特有有的的一一系系列列较较弱弱谱谱带带，它它们们是是对对应应芳芳环环 Ar-H的的倍倍频频和和组组频频的的吸吸收收。这这些些谱谱带带的的位位置置和和数目表明化合物中有单取代芳环的存在。数目表明化合物中有单取代芳环的存在。1601cm-1-1是是苯苯环环的的骨骨架架伸伸缩缩振振动动，由由于于一一个个氢氢被被取取代代，原原有有的的苯苯的的对对称称性性被被破破坏坏，振振动动时时分分子子偶偶极极距距变变化化增增大大，所以谱带很强。所以谱带很强。757757及及699cm699cm-1-1处的谱带，归属与苯环的处的谱带，归属与苯环的5 5个相邻碳上个相邻碳上质子的面外伸缩振动，是典型的单取代苯的特征谱带。质子的面外伸缩振动，是典型的单取代苯的特征谱带。2024/5/13周一周一16.红外吸收光谱分析红外吸收光谱分析 2024/5/13周一周一17.红外吸收光谱分析红外吸收光谱分析 5肯定法与否定法相结合肯定法与否定法相结合在审视一张在审视一张4Poly（vinylacetate）1740cm-1的最强谱带，是羰基伸缩振动的吸收；的最强谱带，是羰基伸缩振动的吸收；1240和和1020cm-1的两条谱带是的两条谱带是PVAc最特征的吸收谱最特征的吸收谱带，归属与带，归属与-COOH3，中的，中的-COO-和和-O-CH-的伸缩振动；的伸缩振动；1370cm-1的谱带归属于甲基的变形振动。由于相连的谱带归属于甲基的变形振动。由于相连羰基的加强，使得它比亚甲基的变形振动谱带强得多。羰基的加强，使得它比亚甲基的变形振动谱带强得多。2024/5/13周一周一18.红外吸收光谱分析红外吸收光谱分析 2024/5/13周一周一19.红外吸收光谱分析红外吸收光谱分析 5.PVC(1)1250和和1340cm-1的的较较强强谱谱带带，归归属属于于CH弯弯曲曲振振动动，由由于于它它与与氯氯原原子子连连接接在在同同一一碳碳原原子子上上，使使其其吸吸收收强强度度大大增强；大大增强；(2)1430cm-1的的强强谱谱带带归归属属于于CH2的的变变形形振振动动，和和正正常常CH2的的变变形形振振动动频频率率（1475cm-1）比比较较，谱谱带带向向低低频频方方向向位位移移了了约约45cm-1，同同时时强强度度显显着着增增加加，这这也也是是受受氯氯原原子子的影响所造成的；的影响所造成的；800-600cm-1有有一一些些较较宽宽、较较强强的的谱谱带带，彼彼此此重重叠叠在一起，它们是在一起，它们是CCl伸缩振动的吸收；伸缩振动的吸收；1100cm-1处的谱带是处的谱带是CC伸缩振动的吸收；伸缩振动的吸收；960cm-1处的谱带是处的谱带是CH2面内摇摆振动吸收。面内摇摆振动吸收。2024/5/13周一周一20.红外吸收光谱分析红外吸收光谱分析 2024/5/13周一周一21.红外吸收光谱分析红外吸收光谱分析 图图10PMMA、PAN、PVA 2024/5/13周一周一22.红外吸收光谱分析红外吸收光谱分析 6MMA、PAN、PVA在审视一张在审视一张4Poly（vinylacetate）1740cm-1的的最最强强谱谱带带，是是羰羰基基伸伸缩缩振振动动的的吸吸收收；1240和和1020cm-1的的两两条条谱谱带带是是PVAc最最特特征征的的吸吸收收谱谱带带，归属与归属与-COOH3，中的，中的-COO-和和-O-CH-的伸缩振动；的伸缩振动；1370cm-1的的谱谱带带归归属属于于甲甲基基的的变变形形振振动动。由由于于相相连连羰羰基的加强，使得它比亚甲基的变形振动谱带强得多。基的加强，使得它比亚甲基的变形振动谱带强得多。2024/5/13周一周一23.红外吸收光谱分析红外吸收光谱分析 7PET1730cm-1的最强谱带，是羰基伸缩振动的吸收；的最强谱带，是羰基伸缩振动的吸收；1265和和1110cm-1的的两两条条谱谱带带归归属属于于-COOC-上上C-O的的伸伸缩缩振动。上述谱带证明该聚合物为聚酯；振动。上述谱带证明该聚合物为聚酯；30002800cm-1及及14501350cm-1区域的谱带是由区域的谱带是由CH2振动引起的；振动引起的；31003000cm-1区区域域的的谱谱带带是是由由芳芳环环上上的的C-H伸伸缩缩振振动动引引起的；起的；730cm-1处的谱带是面外弯曲振动吸收；处的谱带是面外弯曲振动吸收；873cm-1处的谱带归属于芳环上两个相邻的处的谱带归属于芳环上两个相邻的CH变形振动；变形振动；16201450cm-1间的谱带较弱，可能与分子对称性有关；间的谱带较弱，可能与分子对称性有关；3540cm-1处的谱带是未反应羟基处的谱带是未反应羟基OH伸缩振动引起的。伸缩振动引起的。2024/5/13周一周一24.红外吸收光谱分析红外吸收光谱分析 2024/5/13周一周一25.红外吸收光谱分析红外吸收光谱分析 8.UP1735cm-1的最强谱带，归属于酯的羰基伸缩振动；的最强谱带，归属于酯的羰基伸缩振动；1275cm-1的的CO伸缩振动证实酯基存在；伸缩振动证实酯基存在；31003000cm-1的谱带为不饱和的谱带为不饱和=C-H伸缩振动；伸缩振动；1460cm-1谱带为直链谱带为直链C=C伸缩振动；伸缩振动；1600，1500和和1490cm-1谱带为芳环的谱带为芳环的C=C伸缩振动吸收引起；伸缩振动吸收引起；740cm-1为邻二取代的四个相邻氢面外弯曲振动谱带；为邻二取代的四个相邻氢面外弯曲振动谱带；710cm-1的为芳环骨架弯曲振动谱带；的为芳环骨架弯曲振动谱带；750790cm-1之间的谱带，加上上述两个谱带，构成典型的邻苯之间的谱带，加上上述两个谱带，构成典型的邻苯二酯的光谱特征；二酯的光谱特征；2024/5/13周一周一26.红外吸收光谱分析红外吸收光谱分析 2024/5/13周一周一27.红外吸收光谱分析红外吸收光谱分析 9.PA1640cm-1的最强谱带，是酰胺基的羰基伸缩振动的吸收，即的最强谱带，是酰胺基的羰基伸缩振动的吸收，即酰胺酰胺带；带；1560cm-1次强谱带，是次强谱带，是NH弯曲振动和弯曲振动和CN伸缩振动的组伸缩振动的组合吸收，即酰胺合吸收，即酰胺带；带；3090cm-1谱带是酰胺谱带是酰胺带的倍频；带的倍频；1260cm-1区域的谱带也是由区域的谱带也是由CNH振动产生的，酰胺振动产生的，酰胺带；带；690cm-1谱带归属于谱带归属于N-H面外摇摆振动。面外摇摆振动。2024/5/13周一周一28.红外吸收光谱分析红外吸收光谱分析 2024/5/13周一周一29.红外吸收光谱分析红外吸收光谱分析 10Epox830cm-1谱带是对位取代苯环上两个相邻氢原子谱带是对位取代苯环上两个相邻氢原子的面外弯曲振动吸收。的面外弯曲振动吸收。915cm-1谱带是链端环氧基的吸收。谱带是链端环氧基的吸收。2024/5/13周一周一30.红外吸收光谱分析红外吸收光谱分析 11聚甲基硅氧烷聚甲基硅氧烷11001000cm-1区域的谱带是区域的谱带是SiOSi伸缩振动的吸收。伸缩振动的吸收。1260cm-1和和1410cm-1两条谱带分别是由两条谱带分别是由SiCH3基团的基团的CH3对称变形振动和不称变形振动引起的。对称变形振动和不称变形振动引起的。800cm-1谱带是由谱带是由SiC伸缩振动和伸缩振动和CH3面内摇摆振动产生的。面内摇摆振动产生的。30002800区域的谱带是甲基区域的谱带是甲基CH的伸缩振动。的伸缩振动。510和和390cm-1谱带分别由谱带分别由SiOSi和和OSiCH3弯曲振动弯曲振动引起的。引起的。2024/5/13周一周一31.