常见聚合物红外光谱
常见聚合物的红外光谱
材料研究方法
材料研究方法
Polypropylene 3000 - 2800 cm-1区域 多重叠合的CH2，CH，CH3中的C—H 伸 缩振动； 1462 cm-1附近的CH2和CH3的弯曲振动； 1380 cm-1附
材料研究方法
材料研究方法
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Ⅰ带； 1560 cm-1次强谱带，是N—H弯曲振动和C—N伸缩振动的组合吸收，即酰胺Ⅱ带； 3090 cm-1谱带是酰胺Ⅱ带的倍频； 1260 cm-1区域的谱带也是由C—N—H振动产生的，酰胺Ⅲ带； 690 cm-1谱带归属于N-H面外摇摆振动。
材料研究方法
图3 未知聚合物的IR谱图 （肯定法）
肯定法 在3100 - 3000 cm-1区域的谱带是由芳环或烯类的C—H 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。
材料研究方法
常见聚合物的红外光谱 定性分析 区： 区 1800 ~ 1700 cm-1：聚酯、聚碳酸酯和聚酰亚胺等； 区 1700 ~ 1500 cm-1：聚酰胺、三聚氰胺-甲醛树脂； 区 1500 ~ 1300 cm-1：饱和聚烃、极性基团取代的聚烃； 区 1300 ~ 1200 cm-1：芳香族聚密、含氯聚合物； 区 1200 ~ 1000 cm-1：聚醚、醇类、含氯、含氮聚合物； 区 1000 ~ 600 cm-1：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。
红外光谱法鉴别高聚物
亚甲基的平面摇摆振动特征峰：
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2．聚丙烯
聚丙烯个每两个碳就有一个甲基支链，因而除了1460cm-1 的CH2弯曲振动外，还有很强的甲基弯曲振动谱带出现在 1378cm-1。CH3和CH2的伸缩振动叠加在一起，出现了2800－ 3000 cm-1的多重峰。
聚丙烯图的另一个主要特点是在970和1155cm-1处呈现的 [CH2CH(CH3)] 的特征峰。全同聚丙烯与无规聚丙烯的主要 区别是，全同聚丙烯除上述五条谱带外，在841、998和 1304cm-1等还存在系列与结晶有关的谱带，而无规聚丙烯不 能结晶，故不存在这些谱带。
聚乙烯红外光谱是最简单的高分子光谱图。在约2950、1460和720／ 730cm-1处有3个很强的吸收峰，它们分别归属C－H的伸缩、弯曲和摇摆 振动。720／730cm-1是双重峰，其中720是无定形聚乙烯的吸收峰，730 是结晶聚乙烯的吸收峰。由于实际聚乙烯很少是完全线型的，低密度 聚乙烯有许多支链，因而在1378cm-1处能观察到甲基弯曲振动谱带。
在酸中由于羧基形成很强的氢键，使得羟基 在3330cm-1的峰难以观察。酸的证据只有C－H 在2900cm-1的峰加宽，以及C＝O峰向低波数位 移。
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②含羟基的高分子 羟基吸收峰在3130-3700cm-1区域内。对于任何情况下
都不形成氢键的“自由”状态羟基，在3570-3700cm-1 有宽峰。多数羟基化合物的分子间会形成氢键，从而 在3130-3570cm-1出现强的宽峰。 这类化合物若在惰性溶剂的稀溶液中测定，羟基峰变 得很锐利，且落入3570-3700cm-1的范围。如果在稀溶 液中测定也没有变化，说明羟基与分子的其他极性基 团形成氢键，羟基间不存在氢键。形成分子内氢键时 羟基吸收峰是3130-3570cm-1的锐峰。含羟基高分子的 谱带于表7-7。
红外光谱法鉴定聚合物的结构特征
红外光谱法鉴定聚合物的结构特征引言红外光谱法是一种常用的分析技术，广泛应用于聚合物材料的表征和鉴定。
聚合物是由重复单元组成的高分子化合物，其结构决定了其性质和应用领域。
通过红外光谱法，可以研究聚合物中的化学键类型、官能团以及杂质等信息，从而实现聚合物的结构特征的鉴定。
本文将介绍红外光谱法在聚合物结构鉴定中的原理和方法，并结合实例进行详细说明。
一、红外光谱的原理红外光谱法基于分子内振动产生的特定频率的吸收现象来鉴定材料的成分和结构。
红外光谱仪通过引入红外光源，照射到样品上，样品会吸收特定频率的红外光，所吸收的红外光谱与样品分子的振动能级间的能量差有关，因此可以得到有关样品结构和化学键性质的信息。
二、红外光谱法在聚合物结构鉴定中的应用1.化学键类型的鉴定红外光谱法可以通过分析吸收峰的位置和形状来确定聚合物中的化学键类型。
例如，碳氢键的振动会在285-300 cm-1范围内产生吸收峰，羟基(OH)官能团的振动会在320-360 cm-1范围内产生宽而强的吸收峰。
通过观察这些特征吸收峰的出现和位置，可以确定聚合物中的化学键类型。
2.官能团的鉴定红外光谱法可以通过分析吸收峰的位置和形状来确定聚合物中的官能团。
不同官能团的振动会在不同的频率范围内产生吸收峰。
例如，醛基(C=O)官能团会在165-175 cm-1范围内产生吸收峰，羧基(COOH)官能团会在170-180 cm-1范围内产生吸收峰。
通过观察这些特征吸收峰的出现和位置，可以确定聚合物中的官能团。
3.结构的定性和定量分析通过分析红外光谱中的吸收峰的强度和形状，可以对聚合物结构进行定性和定量的分析。
例如，在聚丙烯中，不饱和度的增加会导致红外光谱中烯烃吸收峰的增加。
通过测量吸收峰的强度，可以确定聚合物中不饱和度的含量。
4.杂质的检测实例以聚丙烯为例，通过红外光谱法鉴定其结构特征。
首先，我们需要将聚丙烯样品制备成薄膜状。
然后，将样品置于红外光谱仪中进行测试。
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红外吸收光谱分析
图3 未知聚合物的IR谱图 （肯定法）
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红外吸收光谱分析
4．肯定法 ⑴ 在3100 - 3000 cm-1区域的谱带是由芳环或烯类的C—H 伸缩 振动产生的。
⑵ 在3000 - 2800 cm-1区域的谱带是饱和烃化合物的吸收。 ⑶ 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
红外吸收光谱分析
常见聚合物的红外光谱
定性分析 1. 六个区：
Ⅰ区 1800 ~ 1700 cm-1：聚酯、聚碳酸酯和聚酰亚胺等； Ⅱ区 1700 ~ 1500 cm-1：聚酰胺、三聚氰胺-甲醛树脂； Ⅲ区 1500 ~ 1300 cm-1：饱和聚烃、极性基团取代的聚烃； Ⅳ区 1300 ~ 1200 cm-1：芳香族聚密、含氯聚合物； Ⅴ区 1200 ~ 1000 cm-1：聚醚、醇类、含氯、含氮聚合物； Ⅵ区 1000 ~ 600 cm-1：取代苯、不饱和双键和含氯聚合物
取代芳环的存在。
⑷
760
cm-1是芳环上的5个相邻的质子
，进一步证实有单
Ar-H
取代芳580，1500和1450cm-1谱带证实。
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红外吸收光谱分析
⑹ 在1500 - 1400 cm-1区域的谱带与CH2或CH变形有关。 ⑺ 965 cm-1的谱带归属与反式不饱和基团的面外弯曲振动。 ⑻ 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。 ⑼ 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。
757及699cm-1处的谱带，归属与苯环的5个相邻碳上
pvdf红外光谱特征峰
pvdf红外光谱特征峰
PVDF是一种聚合物材料，广泛应用于电池、太阳能电池和传感器等领域。
红
外光谱是一种常用的表征PVDF材料结构和性质的方法。
在PVDF的红外光谱中，有许多特征峰，其中一些峰具有重要的研究意义。
PVDF的红外光谱特征峰主要有C-H伸缩振动峰、C=O伸缩振动峰、CF2对称伸缩振动峰、CF2非对称伸缩振动峰、CF2振弯振动峰、CF2振扭振动峰和C-F伸缩振动峰等。
其中，C-H伸缩振动峰是PVDF红外光谱中较为明显的特征峰之一，该峰位在2930 cm-1左右。
C=O伸缩振动峰是另一个明显的特征峰，位于1775 cm-1左右。
CF2对称伸缩振动峰、CF2非对称伸缩振动峰、CF2振弯振动峰和CF2振扭振动峰，分别位于1140 cm-1左右、1210 cm-1左右、650 cm-1左右和540 cm-1左右。
而C-
F伸缩振动峰则位于1200 cm-1左右。
这些特征峰的位置和强度可以反映出PVDF的分子结构和化学键的类型与数量。
因此，在研究PVDF的应用和性质时，红外光谱特征峰的分析非常重要。
对于PVDF的红外光谱特征峰的研究也有一定的发展历程，现在已经有一些比较成熟的红外光谱分析方法。
以上是对于PVDF红外光谱特征峰的简要介绍，希望能为您提供一些参考。
常见聚合物的红外光谱精选PPT
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。
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红外吸收光谱分析
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红外吸收光谱分析
2. Polypropylene ⑴ 3000 - 2800 cm-1区域
多重叠合的CH2，CH，CH3中的C—H 伸 缩振动；
⑵ 1462 cm-1附近的CH2和CH3的弯曲振动；
⑶ 1380 cm-1附近的CH3弯曲振动。
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红外吸收光谱分析
1．Polyethylene ⑴ 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=CH2中CH反 式面外弯曲振动及CH2面外弯曲振动。 ⑵ 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。 ⑶ 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。
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。
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红外吸收光谱分析
图4 未知聚合物的IR谱图 （肯定法与否定法相结合）
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红外吸收光谱分析
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
第三节 红外光谱
影响谱带位置（位移）因素
诱导效应
原子电负性的影响：一定极性的共价键中，不同电负性原子取代产生 振动频率发生变化。 无机化合物中，相同阴离子团与不同阳离子结合时，阴离子团的基本 频率受到影响。
键应力的影响
Si-O结合时，Si位于正四面体的中心，键角为109°28‘，但Si-O四面 体结合时，Si-O键角改变，引起键能变化，产生振动频率的位移。 孤立的Si-O结构中，伸缩振动频率小于1000cm-1 ，当两个Si-O四面 体结合时，形成Si-O-Si键，伸缩振动频率增大至1080cm-1 。
当红外辐射光照射到薄片上时，引起温度升高，TGS极化度 改变，表面电荷减少，相当于“释放”了部分电荷，经放大， 转变成电压或电流方式进行测量。 碲镉汞检测器（MCT检测器）是由宽频带的半导体碲 碲镉汞检测器 化镉和半金属化合物碲化汞混合形成，其组成为Hg1-xCdx Te ， x≈0.2，改变x值，可获得测量波段不同灵敏度各异的各种 MCT检测器。 5. 记录系统
红外光谱实验技术
发展历史
19世纪初发现红外线 20世纪初，单光束手动式仪器 1947，第一代以棱镜做色散元件的双光束红外光谱仪 问世 1960，第二代以光栅做色散元件的双光束红外光谱仪 投入使用 1978，第三代干涉型傅立叶变换红外光谱仪投入使用 近年，第四代激光红外光谱仪问世
红外光谱仪
测绘物质红外光谱的仪器称为红外光谱仪，又称红 外分光光度计，主要包括红外辐射源、色散元件、 检测器、放大器和记录系统。色散元件大致演变过 程为棱镜、光栅、干涉型傅立叶变换、激光器等阶 段。
高分子材料的研究分析和鉴别高聚物不同类型的高聚物及结构相近的高聚物定量测定聚合物的链结构聚合物反应的研究高聚物结晶过程的研究高聚物物理老化的研究高分子共混相溶性研究高聚物取向研究材料表面的研究红外附件技术??有机物方面有机物方面红外光谱红外光谱88个重要区段与有机物官能团特征频率个重要区段与有机物官能团特征频率特征频率区特征频率区区区段段波数波数cmcm11振动类型振动类型伸缩振动区2不饱和ch伸缩振动区33003010烯烃和芳环3饱和ch伸缩振动区30002800区区段段波数波数cmcm11振动类型振动类型5羰基19001650伸缩振动区6双键16751500伸缩振动区烯烃和芳环7饱和ch面内弯曲振动区14751300指纹区指纹区区区段段波数波数cmcm11振动类型振动类型8不饱和ch面外弯曲振动区1000650
常见聚合物的红外光谱参考幻灯片
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9. PA ⑴ 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Ⅰ带； ⑵ 1560 cm-1次强谱带，是N—H弯曲振动和C—N伸缩振动的组 合吸收，即酰胺Ⅱ带； ⑶ 3090 cm-1谱带是酰胺Ⅱ带的倍频； ⑷ 1260 cm-1区域的谱带也是由C—N—H振动产生的，酰胺Ⅲ带； ⑸ 690 cm-1谱带归属于N-H面外摇摆振动。
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红外吸收光谱分析
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。
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红外吸收光谱分析
图4 未知聚合物的IR谱图 （肯定法与否定法相结合）
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红外吸收光谱分析
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
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红外吸收光谱分析
❖ 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n〉4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。
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常见聚合物红外光谱
红外光谱是一种常用的分析方法，可用于研究聚合物的结构和化学环境。
下面将介绍常见聚合物红外光谱的主要特征。
1、聚合物的类型
不同类型的聚合物在红外光谱上表现出不同的特征。
例如，聚烯烃在红外光谱上表现出明显的C-H伸缩振动，而聚酰胺则表现出N-H伸缩振动和C-N伸缩振动的双峰。
因此，通过红外光谱可以区分不同类型的聚合物。
2、聚合物链的构型
聚合物的链构型也会影响红外光谱的特征。
例如，等规聚合物和无规聚合物在红外光谱上表现出不同的特征。
等规聚合物在红外光谱上表现出等规序列的C-H 伸缩振动，而无规聚合物则表现出非等规序列的C-H伸缩振动。
3、聚合物链的取代基
聚合物链中的取代基也会影响红外光谱的特征。
例如，聚合物链中的烷基、芳基、酯基等不同的取代基在红外光谱上表现出不同的特征。
因此，通过红外光谱可以研究聚合物链中的取代基类型和数量。
4、聚合物链的序列结构
聚合物的序列结构也会影响红外光谱的特征。
例如，在聚合物链中，如果存在序列结构的变化，如序列分布、嵌段共聚物等，那么在红外光谱上就会表现出不同的特征。
因此，通过红外光谱可以研究聚合物的序列结构。
5、聚合物链的立体结构
聚合物的立体结构也会影响红外光谱的特征。
例如，结晶聚合物和非晶聚合物在红外光谱上表现出不同的特征。
结晶聚合物在红外光谱上表现出有序的结晶结
构，而非晶聚合物则表现出无序的结构。
此外，聚合物的立构构型也会影响红外光谱的特征。
例如，等规立构和间规立构在红外光谱上表现出不同的特征。
因此，通过红外光谱可以研究聚合物的立体结构。
6、聚合物链的聚集态结构
聚合物的聚集态结构也会影响红外光谱的特征。
例如，不同形态的聚合物在红外光谱上表现出不同的特征。
粉末状的聚合物在红外光谱上表现出颗粒状的结构，而纤维状的聚合物则表现出丝状的结构。
此外，不同温度下的聚合物聚集态结构也会影响红外光谱的特征。
因此，通过红外光谱可以研究聚合物的聚集态结构。
7、聚合物链的化学环境
聚合物的化学环境也会影响红外光谱的特征。
例如，在聚合物的分子链中，如果存在氢键或其他相互作用，那么在红外光谱上就会表现出不同的特征。
此外，聚合物的分子量也会影响红外光谱的特征。
高分子量聚合物的红外光谱通常表现出更为复杂的特征，这可能是由于分子链之间的相互作用更为复杂所致。
因此，通过红外光谱可以研究聚合物的化学环境。