红外光谱分析图

1、红外光谱分析图用红外光谱仪测试塑料薄膜的红外光谱非常简单。由于采用厚度适当的透明薄膜，故可直接使用。经过校正后可得到图1所示的图谱。 这是最简单的高分子光谱图，它只在2 916,2 849, 1 463和719cm-四处出现了吸收峰，说明该分子结构中不含苯环、按基、经基等官能团，只含有亚甲基一CHZ，其中2 916cm-对应反对称伸缩振动，2 849cm-对应对称伸缩振动，1 463cm-对应弯曲振动，据此可初步判断该材料为聚乙烯。至于719cm-对应的峰可以不解读。据资料介绍，该峰为CHZn ( n 4)弱吸收峰，用于判断碳链的长短，碳链越长，吸收峰越强2。仔细观察可发现该处实际是双吸收峰。

2、低波数对应无定形聚乙烯吸收峰，高波数对应结晶态聚乙烯吸收峰3。因此可认定该材料就是聚乙烯。事实上，通过随设备所附图库也能检索出该材料类别，如图2所示，上半部分为试样谱图，下半部分为标准聚乙烯谱图，吻合率达99%以上，即可得出结论。当然，也可以根据经验来判断。通常用来制作薄膜的塑料无非聚乙烯(PE) ,聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)等几种，其中以PE和 PVC价格低廉，来源广泛，是首先考虑的材料，而PVC由于氯原子的取代作用将使图谱发生很大变化，而且PVC薄膜中含有大量的添加剂，做光谱前一般需进行分离提纯，直接做谱图不可能得到图1所示的简单图谱。因此可以确定，图1的材料就是PE。图3所示为

3、另一PE样品的红外光谱，它与图1基本相同。由于PE中少量烯端基的存在，在909和990cm-有时能看到弱谱带，分别对应于RCH=CHZ中反式CH面外弯曲振动及CHZ面内弯曲振动。图3中，1 720cm-处的小峰是由于含拨基的添加剂引起的，不是PE本身的峰。 图4所示为均聚PP红外光谱。由于每两个碳就有一个甲基支链，因而除了1 460cm-的CH湾曲振动外，还有很强的甲基弯曲振动谱带出现在1 378cm-' o CH3和CH的伸缩振动与CHZ的伸缩振动叠加在一起，出现了2 8003 OOOcm-多重峰。PP谱图的另一个主要特点是在970和1 155cm-处呈现的CHZCH (CH3)特征

4、峰。均聚PP与无规PP的主要区别是，均聚PP除了上述5条谱带外，在841,998和1 304cm-等处还存在一系列与结晶有关的谱带，而无规PP不能结晶，故不存在这些谱带。 图5是PS的红外光谱。由于吸收峰很尖锐，其谱图常作为标准谱图用来校准仪器的波数。它在3 OOOcm-附近有丰富的谱带，可分辨出2 849 ,2 923 , 3 000 , 3 025 , 3 060和3 082cm-等锐峰。2 8003 OOOcm-的谱带是饱和CH或CHZ的伸缩振动，而3 0003 100cm-的谱带属于苯环上CH的伸缩振动。1 493和1 600cm-的强峰是苯环的骨架振动。700和760cm-是单取代苯

5、环上氢的面外弯曲振动，它们的倍频和组频出现在1670, 1740,1800, 1870和1 940cm-'，都有力地证明了存在单取代苯。 图6是PVC的红外光谱。2 900cm-附近的谱带说明CHZ的存在。由于受到邻近氯原子的影响，CHZ的弯曲振动谱带从1 460cm-向低频位移至430cm-'，同时强度增加。而1 250 cm-的CH弯曲振动和1 330cm-的CH弯曲与CHZ摇摆的合频振动，也由于有氯原子在同一碳原子上而得到增强。在600700cm-内出现C-Cl伸缩振动的吸收峰是另一个显著特征。此外在960c处有CHZ面内摇摆谱带，在1 100cm-处有C-C伸缩振动谱带

6、。软PVC会有增塑剂的强吸收，易与醋类聚合物混淆，此时应以600700cm-的C1吸收判断。 图7是PTFE的红外光谱。在1 1001 250cm-有23条极强的谱带(1 152, 1 213和1 243 cm-' )，这是CFZ的伸缩振动。有时在2 350cm-可观察到它们的倍频。510640cm-内有CF变形振动的一系列谱带。所有氟塑料的CF伸缩振动都在1 200cm-附近很强，即使仅含少量也能识别出来。图8是PMMA的红外光谱。特征谱带是1 73 Ocm-的C-O伸缩振动以及1 150, 1 190,1 240和1 268cm-的C-C伸缩振动。在C-C四个峰的低波数侧有一个1

7、060cm-的小峰，这是间同立构峰，虽然样品是无规立构体，但总含有少量间同立构体。2 900cm-附近甲基和亚甲基的伸缩振动有明显的多峰。 图9是POM的红外光谱。特征谱带是900和93 5 cm-的很强的双峰，来自C-O-C的伸缩振动与CHZ摇摆振动的合频。9001 200cm-的峰与聚合物制备方法和结晶形态有较大关系，最多可向低波数位移100cm-' 。 图10是PA66的红外光谱。其中具有酸胺基团特征的三条谱带是:1 640cm-'(酸胺I谱带)拨基伸缩振动;1 SSOcm-'(酸胺II谱带)N-H弯曲和C-N伸缩振动的组合吸收;1 260cm-'酸胺II

8、I谱带)也是C-N-H的组合吸收;690cm-'N-H的面外摇摆;3 090cm-' 1 SSOcm-的倍频;3 300cm-'氢键的N-H伸缩振动。一般来说，若同时存在1640, 1550和3 300cm-吸收，PA的可能性很大。不同PA品种的区分主要依据800一 1 400cm-'间弱峰的差别，这些峰与结晶结构有关。 图11是PC的红外光谱。最强峰出现在1 240cm-处，属C一O的伸缩振动，与1 780cm-'处r基伸缩振动的吸收共同表示醋类。由于芳醋C=O伸缩振动出现在1 780cW很特征，比脂肪醋C=O的1 7201 740cm-高出许多，易于区别。其他还有3 OSOciri苯环CH伸缩，2 870和2 960ciri'CH3对称与不对称伸缩，1 500和