2.6常见聚合物的红外光谱专题培训课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,材料研究方法,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,红外吸收光谱分析,1,.直接查对谱图(1),Hummel&Scholl,Infrared Analysis of Polymers,Resins and Additives,An Atlas,Afremow&IsaKson,Infrared Spectroscopy:Its Use in the Coating Industry Colthup,Daly&Wiberley,Introduction to Infrared and Raman Spectroscopy Sadtler,单体和聚合物的红外光谱图,10/2/2025,1,材料研究方法,1.,否定法 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。,10/2/2025,2,材料研究方法,对应与否定法认别光谱的特征基团频率,10/2/2025,3,材料研究方法,图2 未知聚合物的IR谱图（否定法）,10/2/2025,4,材料研究方法,在,1300cm,-1,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，在,1000cm,-1,以下，仅有一对双峰（,731cm,-1,和,720cm,-1,），,由于不存在芳香族和烯类，因此只可能是,n4,的长链,-(CH2)-,n,的吸收，由于在,1000-1300cm,-1,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。,10/2/2025,5,材料研究方法,图3 未知聚合物的IR谱图（肯定法）,10/2/2025,6,材料研究方法,4肯定法 在3100-3000 cm,-1,区域的谱带是由芳环或烯类的CH 伸缩振动产生的。在3000-2800 cm,-1,区域的谱带是饱和烃化合物的吸收。2000-1668 cm,-1,区域的一系列弱谱带是对应芳环,Ar-H,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代芳环的存在。760 cm,-1,是芳环上的5个相邻的质子,Ar-H,，进一步证实有单取代芳环的存在。芳环的结构还可由1600，1580，1500和1450cm,-1,谱带证实。,10/2/2025,7,材料研究方法,在1500-1400 cm,-1,区域的谱带与CH,2,或CH变形有关。965 cm,-1,的谱带归属与反式不饱和基团的面外弯曲振动。990-910 cm,-1,的谱带是和末端乙烯基有关，进一步证实不饱和性。1640 cm,-1,的谱带是归属与C=C伸缩振动，其强度较弱，说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-丁二烯共聚物。,10/2/2025,8,材料研究方法,图4 未知聚合物的IR谱图（肯定法与否定法相结合）,10/2/2025,9,材料研究方法,5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。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，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丁酯。,10/2/2025,10,材料研究方法,1Polyethylene,低压聚乙烯为线型结构，一般含有烯类端基，在990和909 cm,-1,出有两条弱谱带，分别归属与RCH=CH,2,中CH反式面外弯曲振动及CH,2,面外弯曲振动。,线型聚乙烯结晶度较高，在图中还可看到其分裂较为明显的双峰。,高压聚乙烯有较多的支链，主要是乙基和丁基侧链，在1379 cm,-1,处有甲基的对称变形，振动谱带，同时在890和1080 cm,-1,处也有弱谱带。,10/2/2025,11,材料研究方法,10/2/2025,12,材料研究方法,2.Polypropylene,3000-2800 cm-1区域,多重叠合的CH2，CH，CH3中的CH,伸 缩振动；,1462 cm-1附近的CH2和CH3的弯曲振动；,1380 cm-1附近的CH3弯曲振动。,1230、1199、1131 cm-1,间规PP非晶带。,10/2/2025,13,材料研究方法,10/2/2025,14,材料研究方法,3Polystylene,3103-3000 cm,-1,区域的谱带是由芳环的CH 伸缩,振动产生的特征带。,3000-2800 cm,-1,区域的谱带是由CH,2,或CH上的,C-H伸缩振动。,2000-1680 cm,-1,区域是PS特有的一系列较弱谱带，它们是对应芳环,Ar-H,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代芳环的存在。,1601cm,-1,是苯环的骨架伸缩振动，由于一个氢被取代，原有的苯的对称性被破坏，振动时分子偶极距变化增大，所以谱带很强。,757及699cm,-1,处的谱带，归属与苯环的5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。,10/2/2025,15,材料研究方法,10/2/2025,16,材料研究方法,5肯定法与否定法相结合,在审视一张4Poly（vinyl acetate）1740cm-1的最强谱带，是羰基伸缩振动的吸收；1240和1020cm-1的两条谱带是PVAc最特征的吸收谱带，归属与-COOH3，中的-COO-和-O-CH-的伸缩振动；1370cm-1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。,10/2/2025,17,材料研究方法,10/2/2025,18,材料研究方法,5.PVC,(1)1250和1340 cm,-1,的较强谱带，归属于CH弯曲振动，由于它与氯原子连接在同一碳原子上，使其吸收强度大大增强；,(2)1430 cm,-1,的强谱带归属于CH,2,的变形振动，和正常CH,2,的变形振动频率（1475 cm,-1,）比较，谱带向低频方向位移了约45 cm,-1,，同时强度显着增加，这也是受氯原子的影响所造成的；,800-600 cm,-1,有一些较宽、较强的谱带，彼此重叠在一起，它们是CCl伸缩振动的吸收；,1100cm,-1,处的谱带是CC伸缩振动的吸收；,960cm,-1,处的谱带是CH,2,面内摇摆振动吸收。,10/2/2025,19,材料研究方法,10/2/2025,20,材料研究方法,图10 PMMA、PAN、PVA,10/2/2025,21,材料研究方法,6 MMA、PAN、PVA,在审视一张4Poly（vinyl acetate）,1740cm-1的最强谱带，是羰基伸缩振动的吸收；1240和1020cm-1的两条谱带是PVAc最特征的吸收谱带，归属与-COOH3，中的-COO-和-O-CH-的伸缩振动；,1370cm-1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。,10/2/2025,22,材料研究方法,7PET,1730 cm,-1,的最强谱带，是羰基伸缩振动的吸收；,1265和1110cm,-1,的两条谱带归属于-COOC-上C-O的伸缩振动。上述谱带证明该聚合物为聚酯；,3000 2800 cm,-1,及1450 1350 cm,-1,区域的谱带是由,CH,2,振动引起的；,3100 3000 cm,-1,区域的谱带是由芳环上的C-H伸缩振动引起的；,730 cm,-1,处的谱带是面外弯曲振动吸收；,873 cm,-1,处的谱带归属于芳环上两个相邻的CH变形振动；,1620 1450 cm,-1,间的谱带较弱，可能与分子对称性有关；,3540 cm,-1,处的谱带是未反应羟基OH伸缩振动引起的。,10/2/2025,23,材料研究方法,10/2/2025,24,材料研究方法,8.UP,1735 cm,-1,的最强谱带，归属于酯的羰基伸缩振动；,1275 cm,-1,的CO伸缩振动证实酯基存在；,3100 3000 cm,-1,的谱带为不饱和=C-H伸缩振动；,1460 cm,-1,谱带为直链C=C伸缩振动；,1600，1500和1490 cm,-1,谱带为芳环的C=C伸缩振动吸收引起；,740 cm,-1,为邻二取代的四个相邻氢面外弯曲振动谱带；,710 cm,-1,的为芳环骨架弯曲振动谱带；,750 790 cm,-1,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；,10/2/2025,25,材料研究方法,10/2/2025,26,材料研究方法,9.PA,1640 cm,-1,的最强谱带，是酰胺基的羰基伸缩振动的吸收，即酰胺带；,1560 cm,-1,次强谱带，是NH弯曲振动和CN伸缩振动的组合吸收，即酰胺带；,3090 cm,-1,谱带是酰胺带的倍频；,1260 cm,-1,区域的谱带也是由CNH振动产生的，酰胺带；,690 cm,-1,谱带归属于N-H面外摇摆振动。,10/2/2025,27,材料研究方法,10/2/2025,28,材料研究方法,10Epox,830 cm,-1,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。,915 cm,-1,谱带是链端环氧基的吸收。,10/2/2025,29,材料研究方法,11聚甲基硅氧烷,1100 1000 cm,-1,区域的谱带是SiOSi伸缩振动的吸收。,1260 cm,-1,和1410 cm,-1,两条谱带分别是由SiCH,3,基团的CH,3,对称变形振动和不称变形振动引起的。,800 cm,-1,谱带是由SiC伸缩振动和CH,3,面内摇摆振动产生的。,3000 2800区域的谱带是甲基CH的伸缩振动。,510和390 cm,-1,谱带分别由SiOSi和OSiCH,3,弯曲振动引起的。,10/2/2025,30,材料研究方法,