红外光谱法在高分子材料分析中的应用
红外实验报告
红外光谱法测定高分子化合物的结构实验报告实验目的1.熟悉傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）的使用方法和工作原理。
2.掌握用KBr压片法制备固体样品进行红外光谱测定的技术和方法。
3.了解基本且常用的KBr压片制样技术在红外光谱测定中的应用。
4.通过对高分子材料红外光谱的解释的，初步学会红外光谱图的解析，能从图上获取一些高分子的组成结构信息。
二、实验原理当一定频率的红外光照射分子时，如果分子中某个基团的振动频率和它一样，光的能量通过分子偶极矩的变化传递给分子，这个基团就吸收了一定频率的红外光。
分子吸收光能后由原来的振动基态能级跃迁到较高的振动能级。
按照量子学说，当分子从一个量子态跃迁到另一个量子态时，就要发射或吸收电磁波，两个量子状态间的能量差△ E与发射或吸收光的频率v之间存在如下关系：△ E=h v，式中h为普朗克（Plank）常数，等于6.626*10-34J?s频率v =C/ 入，C 是光速，C=2.9979*108m/s。
红外辐射的波长在2ym-50卩m之间。
红外光量子的能量较小，只能引起原子的振动和分子的转动，所以红外光谱又称振动转动光谱。
原子的振动相当于键合原子的键长与键角的周期性改变，相应于振动形式有伸缩振动和弯曲振动。
对于具体的基团与分子振动，其形式和名称有多种多样，对应于每一种振动形式有一种振动频率，其所具有的各种振动形式以及对应的谱带波数。
红外吸收光谱法的原理是当物质受到红外照射时，由于能量小而不足以引起电子的跃迁。
但它能引起分子的振动能级的跃迁。
这种能级跃迁是有选择性地吸收一定波长的红外光。
物质的这种性质表现为物质的吸收光谱。
红外光谱法是利用某些物质对电磁波中的红外光区特定频率的波具有选择性吸收的特性来进行结构分析、定性鉴定和定量测定的一种方法。
红外吸收光谱是在电磁辐射的作用下，分子中原子的振动能级和转动能级发生跃迁时所产生的分子吸收光谱。
由于这种跃迁时振动能级和转动能级的能量差比较小（前者约为1——0.05电子伏特，后者约为0.05―― 0.0035电子伏特），因此其吸收光谱的波长均在红外光区（0.78 —300微米）内。
红外光谱在高分子材料研究中的应用
红外光谱在高分子材料研究中的应用1. 红外光谱技术的类型红外光谱技术包括可见漫射谱（VSI），近红外分析（NIR），中红外波谱（MIR）以及拉曼光谱（RS）等几种方法。
VSI直接从物质表面测量漫射光，可用于非比较性测定，可用于物质体积含量测定，但具有较高成本。
NIR无需涂料用于物质表面漫射，可用于量程宽范围内的比较性测定，成本中等。
MIR可用于从高纯度样品中测定某一成分含量，但具有较高成本。
RS可运用于非比较性测定，可测定极低的成分含量。
2. 红外光谱技术在高分子材料研究中的应用（1）红外光谱可用于组学和表征：组学是指研究材料的组成成分，如高分子的结构分解；表征是指研究材料的物理性质，如相变性质、粘度和折叠度。
红外光谱可以用于显示分子结构，反映相变性质，可用于粘度和折叠度测定。
（2）红外光谱可用于材料性能研究：红外光谱可以通过测量红外谱线的峰高度和宽度的变化来研究材料的性能，反映材料的结构和性质的变化。
（3）红外光谱可用于材料界面研究：红外光谱对于界面研究是非常有用的，可以研究表面物质的改性，例如在颗粒之间的界面物质成分，可以在加工过程中反映高分子材料的结构改变。
3. 红外光谱技术在高分子材料研究中的优势（1）结构定性：红外光谱可以显示样品中的分子结构，可以在用其他分析方法获得的结构数据的基础上提供更加丰富的信息，更好地识别和分子结构特征。
（2）稳定性：红外光谱测量过程不会影响样品的原始性能和稳定性，可在低温、高温、脉冲以及高压和腐蚀性环境等下进行测量。
（3）成本：红外光谱测试系统对高分子材料而言，整体成本相对较低。
（4）精度：红外光谱测试可以检测到很小的变化，精度也非常高。
（5）速度：红外光谱测量的数据采集速度很快，一般几毫秒到几秒之间，测量数据采集速度取决于扫描速度的设置，并且可以快速准确地表征高分子材料的性质及性能变化。
4. 结论红外光谱技术是一种有效、快速、稳定性好、价格合理的分子分析技术，它可以用于高分子材料的组学和表征、性能分析、界面物质表征以及其他研究领域，为高分子材料的研究提供了有效的手段。
傅里叶变换红外光谱法在高分子材料研究中的应用
傅里叶变换红外光谱法在高分子材料研究中的应用白云;胡光辉;李琴梅;陈新启;高峡;刘伟丽【摘要】傅里叶红外光谱仪具有测试速度快、样品无损、检测灵敏等优点,目前在高分子材料的鉴别、聚合反应研究等领域得到广泛应用.本文介绍了红外光谱的基本原理及其在高分子材料研究中的应用,并采用傅里叶变换红外光谱仪对5类高分子材料进行了鉴别.【期刊名称】《分析仪器》【年(卷),期】2018(000)005【总页数】4页(P26-29)【关键词】傅里叶变换红外光谱仪;高分子材料;鉴别【作者】白云;胡光辉;李琴梅;陈新启;高峡;刘伟丽【作者单位】北京市理化分析测试中心,有机材料检测技术与质量评价北京市重点实验室,北京市科学技术研究院析测试技术重点实验室,北京市食品安全分析测试工程技术研究中心,北京100089;北京市理化分析测试中心,有机材料检测技术与质量评价北京市重点实验室,北京市科学技术研究院析测试技术重点实验室,北京市食品安全分析测试工程技术研究中心,北京100089;北京市理化分析测试中心,有机材料检测技术与质量评价北京市重点实验室,北京市科学技术研究院析测试技术重点实验室,北京市食品安全分析测试工程技术研究中心,北京100089;北京市理化分析测试中心,有机材料检测技术与质量评价北京市重点实验室,北京市科学技术研究院析测试技术重点实验室,北京市食品安全分析测试工程技术研究中心,北京100089;北京市理化分析测试中心,有机材料检测技术与质量评价北京市重点实验室,北京市科学技术研究院析测试技术重点实验室,北京市食品安全分析测试工程技术研究中心,北京100089;北京市理化分析测试中心,有机材料检测技术与质量评价北京市重点实验室,北京市科学技术研究院析测试技术重点实验室,北京市食品安全分析测试工程技术研究中心,北京100089【正文语种】中文1 前言红外光谱法是经典的物质化学结构分析与鉴定方法之一，广泛应用于科研和生产领域。
氟塑料 红外光谱检测方法
氟塑料红外光谱检测方法一、引言氟塑料是一类具有优异耐腐蚀性、耐热性和绝缘性的高分子材料，广泛应用于航空航天、石油化工、电子电气等领域。
然而，由于氟塑料的特殊化学结构和性质，对其成分和结构进行分析检测具有较大难度。
红外光谱检测技术是一种常用的材料成分和结构分析方法，本文将重点介绍氟塑料的红外光谱检测方法。
二、红外光谱检测的基本原理红外光谱检测是基于物质对红外光的吸收特性进行分析的一种方法。
当红外光照射到物质上时，物质中的分子会吸收特定波长的红外光，从而引起分子振动和转动能级的跃迁，产生分子振动-转动光谱。
通过测量物质对红外光的吸收程度，可以分析出物质中各种组分的含量和结构信息。
三、氟塑料的红外光谱检测方法由于氟塑料的化学结构和性质特殊，其红外光谱特征与普通塑料存在较大差异。
因此，在进行氟塑料的红外光谱检测时，需要采用特殊的测试方法和技巧。
以下是氟塑料红外光谱检测的主要步骤和方法：1.样品制备由于氟塑料的化学稳定性极高，难以直接进行红外光谱检测，因此需要进行适当的样品制备。
常见的制备方法包括研磨法、溶剂溶解法等。
在制备过程中，需注意避免引入杂质和污染，以保证测试结果的准确性。
2.测试条件选择在选择测试条件时，需根据氟塑料的特性和测试要求，综合考虑测试温度、压力、扫描次数等因素。
由于氟塑料具有较高的热稳定性和化学稳定性，测试温度和压力一般较高。
同时，为了获得更准确的测试结果，需要进行多次扫描并取平均值。
3.谱图解析在获得氟塑料的红外光谱图后，需进行谱图解析。
由于氟塑料的化学结构和性质特殊，其红外光谱特征与普通塑料存在较大差异，因此需根据氟塑料的特征峰进行谱图解析。
在解析过程中，需综合考虑氟塑料的官能团、分子结构和结晶度等因素，以准确解析谱图并获得准确的测试结果。
4.定量分析在进行氟塑料的红外光谱检测时，定量分析也是非常重要的一个环节。
通过对比已知标准样品和待测样品的红外光谱图，可以采用内标法、外标法等方法进行定量分析。
红外光谱分析技术及其在高分子材料研究中的应用
红外光谱分析技术及其在高分子材料研究中的应用红外光谱分析技术在高分子材料研究中具有广泛的应用。
高分子材料是指由大量类型相同或相似的基本单位（单体）通过共价键相互连接形成的材料，如塑料、橡胶、纤维等。
红外光谱分析可以用于高分子材料的结构表征、化学成分分析和性能评价。
首先，红外光谱分析可用于高分子材料的结构表征。
由于高分子材料通常由许多重复单元组成，因此红外光谱中的特征吸收峰可以提供关于材料的结构信息。
例如，聚合物的主链振动频率和键长可以通过红外光谱中的C-H、C-O和C=O等吸收峰位置和强度来确定。
通过比较不同高分子材料的红外光谱，可以判断高分子链的配位方式、取代基的种类与位置等结构差异。
其次，红外光谱分析可用于高分子材料的化学成分分析。
高分子材料通常包含多种化学成分，例如主链、支链、取代基等。
红外光谱可以通过比较吸收峰的位置和强度，定量分析高分子材料中各个组分的含量。
同时，红外光谱还可以检测材料中的杂质和附加成分，以及表征材料中的交联、缩聚和氢键等化学反应。
最后，红外光谱分析可用于高分子材料的性能评价。
高分子材料的性能往往与其结构和化学成分密切相关。
通过红外光谱可以研究材料的分子间相互作用和宏观物理性质，如熔点、热稳定性、机械强度和导电性等。
红外光谱还可以用于研究材料在不同环境条件下的吸湿性、耐紫外光性能、氧化降解和老化行为等。
红外光谱分析技术在高分子材料研究中的应用不仅能够为材料设计和制备提供理论指导，还可以为材料的性能评价和质量控制提供可靠的分析手段。
随着红外光谱分析技术的不断发展和改进，相信在高分子材料研究中的应用将会进一步扩展和深入。
高分子材料的分析与表征
高分子材料的分析与表征高分子材料是现代工业和科学技术中不可或缺的重要材料之一。
它们可以广泛应用于各种领域，如制造塑料制品、合成纤维和涂料等等。
然而，对于高分子材料的分析与表征是一项相当重要的任务，因为这有助于了解高分子材料的结构性质，从而提高其性能并改进制造工艺。
一、高分子材料的分析高分子材料的分析是指在不影响材料性能的前提下，对材料进行化学和物理性质的分析。
这项工作主要包括材料的成分分析、微观结构分析和宏观性能测试。
其中，对高分子材料成分的分析是最常用的方法，它可以通过化学分析或物理分析来实现。
化学分析常用的方法有红外光谱、核磁共振、质谱和元素分析等等。
红外光谱是一种常用的高分子材料分析方法。
它是一种基于吸收和反射的分析技术，能够分析材料中的基团和官能团。
高分子材料中的不同成分所含有的基团和官能团都是不同的，所以红外光谱可以帮助我们确定材料的成分。
此外，红外光谱还能够检测出材料中的化学键和官能团的类型，从而确定分子结构，为接下来向材料中引入新化学基团提供有用信息。
核磁共振（NMR）是另一种常用的高分子材料分析方法。
它是一种基于磁场和电磁波的分析技术，能够分析材料中的核自旋取向。
在高分子材料中，核自旋的取向会依赖于材料的分子结构和分子环境。
通过核磁共振技术，可以详细地了解材料分子的结构，从而改进材料的性能。
质谱就是一种基于分子质量的分析技术。
它是一种利用分子中原子的质量差异和元素分布来确定分子质量和组成的方法。
高分子材料经过化合反应、生产过程中可能会包含有机溶剂和配料，因此会含有一些未知化合物或杂质。
使用质谱技术可以对这些未知化合物和杂质进行鉴定，准确确定材料的组分。
元素分析主要是用来确定材料中的元素成分。
在高分子材料中，含氮反应物、含氧掺合物和食用和添加剂都可能会影响其性能。
因此，元素分析可以提供重要的信息来评估材料属性和其它的技术应用。
二、高分子材料的表征高分子材料的表征主要是指根据材料的微观形态和结构特征，进行结构表征、形态表征和性质表征，以便更好地了解高分子材料的性质和特性。
热重-红外光谱联用
热重-红外光谱联用1.引言1.1 概述热重-红外光谱联用是一种先进的分析技术，结合了热重分析和红外光谱分析两种方法的优势。
热重分析是一种测量材料随温度变化时质量的变化的方法，它可以提供样品的热稳定性、热分解反应等信息。
而红外光谱是一种用于分析物质分子结构的方法，它可以提供样品的化学成分、官能团等信息。
热重-红外光谱联用技术的原理是将热重分析仪和红外光谱仪相结合，同时对样品进行热重和红外光谱的测量。
在热重分析过程中，样品随着温度的变化会出现质量的变化，这些变化可能与样品的热降解、失水等现象相关。
而在红外光谱测量中，通过检测样品对不同波长的红外光的吸收情况，可以得到样品的分子结构和化学键的信息。
通过将这两种分析方法联用，可以在一个实验中获得更加全面和准确的样品特性信息。
热重-红外光谱联用技术在许多领域有广泛的应用。
例如，在化学领域，可以通过该技术对有机化合物的热降解过程和产物进行研究，从而了解有机物的热稳定性和降解路径。
在材料科学领域，该技术可以用于研究材料的热性能、热分解过程以及材料的成分和官能团等信息。
此外，热重-红外光谱联用技术还可以应用于药学、环境科学等领域的研究中，为科学家提供更多的分析手段和数据支持。
综上所述，热重-红外光谱联用技术的发展和应用为科学研究和工业生产提供了强有力的工具。
它的优势在于能够同时获得热重和红外光谱的信息，从而全面了解样品的物理、化学性质。
未来，热重-红外光谱联用技术还有许多潜在的应用，可以进一步提升分析的准确性和效率，为各个领域的研究和发展做出更大的贡献。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下:本文共分为三个主要部分，即引言、正文和结论。
下面将对这三个部分进行详细的介绍。
引言部分主要包括概述、文章结构和目的。
在概述中，将对热重-红外光谱联用这一主题进行简要介绍，引起读者的兴趣。
接着，说明了本文的总体结构，即引言、正文和结论部分，使读者对文章内容有一个清晰的概念。
最后，明确了本文的目的，即探讨热重-红外光谱联用的原理、应用、优势和潜在应用，旨在为读者提供关于热重-红外光谱联用的全面了解。
环氧树脂的红外光谱法快速检测技术
环氧树脂的红外光谱法快速检测技术
环氧树脂是一种广泛应用于建筑材料、涂料、电子和航空等领域的高分子材料。
其性能稳定、耐腐蚀、耐热、耐候性好，因此在各个领域得到了广泛的应用。
然而，环氧树脂的生产和使用过程中也存在一些问题，如环氧树脂的成分控制、质量检测等。
红外光谱法是一种快速、无损、可靠的物质检测技术。
红外光谱法通过分析物质吸收、反射、透射红外光谱的特点，来确定物质的成分、结构和性质。
因此，红外光谱法被广泛应用于各个领域的物质检测中。
在环氧树脂的生产和使用中，红外光谱法可以用于快速检测环氧树脂的成分和结构。
环氧树脂的主要成分是环氧基团和酸酐团，通过红外光谱仪可以检测到它们的吸收峰。
环氧树脂中还可能含有其他物质，如固化剂、助剂等，这些物质也可以通过红外光谱法进行检测。
红外光谱法的优点在于快速、无损、可靠，同时还可以进行定量分析。
因此，它在环氧树脂的生产和使用中有着广泛的应用前景。
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有所变动。
LOREM IPSUM DOLOR LOREM
对聚合物来说，每个分子包括的原子数目是相当
大的，这似乎应产生相当数目的简正振动，从而使聚合
物光谱变得极为复杂，但是实际情况并非如此，某些聚
合物的红外光谱比其中体更为简单。
这是因为聚合物链是出许多重复单元构成的，各
个重复单元又具有大致相同的键力常数，因而其振动频
（3）红外光谱的基础(分子振动光谱学)已较成熟，因而 对化合物的红外光谱的解释比较容易掌握；
（4）国际上已出版了大量的各类化合物的标准红外光 谱图,使谱图的解析工作变为谱图的查对工作。
随着电子计算机的应用和谱图数据库的开始建立和健 全,鉴定工作将更省力，结论将更可靠。
LOREM IPSUM DOLOR LOREM
LOREM IPSUM DOLOR LOREM
1、影响频率位移的因素
了解频率位移的因素和位移的规律对鉴定工作很有
用处，例如某一含C=O的化合物在1680cm-1有吸收峰时 会有两种可能性，一种可能性是酰胺中的C=O；另一种 可能则是由于酮C=O与某些基团共轭而导致频率低移。 若是酰胺则要找出－NH的吸收峰来；若是共轭酮的 C=O则要进一步找出与之共扼的基团来。
的链，段与有分关子链，排而列与的个三别维基长程团有无序关有。关当。高聚物熔融时 消失或轮廓变宽、强度减弱。
• ⑤结晶谱带：是由结晶中相邻分子链之间的相互 作用形成的，与分子链排列的三维长程有序有关。
三、影响频率位移和谱图质量的因素
1、影响频率位移的因素 外部因素 内部因素
2、影响谱图质量的因素
<2>热压成膜
对于热塑性的样品，可以将样品加热到软化点以上或 者熔融，然后在一定的压力下压成适当厚度的薄膜。
为了防止热压过程中发生高聚物的热降解，尽量降低 温度和缩短加压时间，可以采取增大压力法。
<3>显微切片法
红外光谱法在高分子材料分析 中的应用
二、聚合物红外光谱的特点
在高分子材料的剖析工作中，红外光谱法是鉴定
各种聚合物和助剂最有效的方法。红外光谱法的最主要
优点是:
（1）不破坏被分析样品；
（2）可以分析具有各种物理状态(气、液和固体)和各种 外 观形 态(弹性的、纤维状的、薄膜、涂层状的和 粉末状的)的有机和无机化合物；
影响频率位移的因素是多方面的，归纳起来可以
分为外部因素和内部因素两方面的影响。
LOREM IPSUM DOLOR LOREM
①外部因素 (a)物理状态的影响：同一个样品不同的相态(气、液、
固)，它们的光谱有很大的差别，这与分子间的相互作用 力有关。 (b)溶剂的影响：同一物质在不同的溶剂中，由于溶剂和 溶质的相互作用不同，因此测得光谱吸收带的频率也不 同。 (c)粒度的影响：主要是由散射引起的。粒度越大基线越 高，峰宽而强度低；随粒度变小，基线下，强度增高， 峰变窄。
率是接近的，而且由于严格的选择定律的限制，只有一
部分振动具有红外活性。
LOREM IPSUM DOLOR LOREM
对聚合物红外光谱的解释必须考虑到所研究的聚合物的 分子链结构和聚集态结构。对应不同的结构特征产生相 应的吸收带。
①组成吸收带：反映了聚合物结构单元的化学组成、单 体之间的连接方式、支化或交联、序列分布。
各种化学结构不同的化合物都有它们特征的红外
吸收光谱图，尤如人的指纹一样，没有两个是完全相同
的。
பைடு நூலகம்
同时，红外光谱图中的各条吸收带(谱带)都代表化
合物中某一原子团或基团的某种振动形式。它们的振动
频率(相应于谱图上出现的吸收谱带的波数)和原于团或
基团中的原子的质量大小和化学键的强度大小直接有关。
当然它们还间接地受邻近结构和化学环境的影响不同而
②构象谱带：这些谱带与高分子链中某些基团的一定构 象有关，在不同的相态中表现是不同的。
• 因③③型此立立有对构关构同规，规一整高性因整聚谱此性物带对谱在：同带各这一：种些高这相谱态带聚些中是物谱都与在带应高各是该分种与相子相高同链。的态分构中子型都链有应的关该构， 间④相相构同互象。作规用整而性产谱生带的：。这与类长谱的带构是象由规高整分链子段链有内关相，邻而基与团个之 • 别④基构团象无规关。整当性高谱聚带物：熔这融时类消谱失带或是轮由廓高变宽分、子强链度内减相弱。 ⑤邻结基晶团谱之带：间是相由互结作晶用中而相邻产分生子的链。之与间长的相的互构作象用规形整成
四、红外光谱图的解析法
1、高分子材料红外光谱的分类 2、高分子材料制样技术 3、解析红外光谱图的三要素 4、判别高聚物的类型 5、解析技术
1、高分子材料红外光谱的分类
如果分子中含有一些极性较强的基团，则对应这
些基团的一些谱带在这个化合物的红外光谱中往往是最
强的，很明显地显示出这个基团的结构特征。
具体地有以下几个分区：
2、高分子材料制样技术
<1>溶液铸膜 高聚物溶液制备薄膜来测红外光谱的方法是应用的比
较广泛的。用这种方法制得的样品能全部光谱区域内惊 醒次梁，厚度比较均一，适合于定量测定。 用于制备高聚物薄膜常用的一些溶剂在2-1表
通常，样品是在玻璃板上制得，其方法是将高聚物溶 液（浓度为2-5﹪）均匀地浇涂在玻璃板上，带溶剂挥发后， 形成薄膜，剥离。
LOREM IPSUM DOLOR LOREM
②内部因素 由于分子结构上的原因引起的变化 主要是诱导效应、共扼效应、氢键效应、耦合效应等
的影响。
2、影响谱图质量的因素
①仪器参数的影响光通量、增益、扫描次数等直接影响信噪 比，同时要根据不同的附件及测试要求及时进行必要的调 整，以得到满意的谱图。
②环境的影响光谱中的吸收带并非都是由光谱本身产生的， 潮湿的空气、样品的污染、残留溶剂、由玛瑙研钵或玻璃 器皿所带入的二氧化硅、溴化钾压片时吸附的水等原因均 可产生附加的吸收带，故在光谱解析时应特别加以注意。
③厚度的影响样品的厚度或合适的样品量是很重要的，通常 要求厚度为10～50μm，对于极性物质如聚酯要求厚度小一 些，对非极性物质如聚烯烃要求厚一些。有时为了观察弱 吸收带，如某些含量少的基团、端基、侧链，少量共聚组 分等，应该用较厚的样品测定光谱，若用KBr压片法用量 也应作相应的调整。