常见聚合物的红外光谱ppt课件

,单击此处编辑母版标题样式,*,.,*,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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,.,*,常见,聚合物的红外光谱,定性分析,1.,六个区：,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。,2024/11/15,1,.,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,2024/11/15,2,.,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。,2024/11/15,3,.,对应与否定法认别光谱的特征基团频率,2024/11/15,4,.,图,2,未知聚合物的,IR,谱图（否定法）,2024/11/15,5,.,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。,2024/11/15,6,.,图,3,未知聚合物的,IR,谱图（肯定法）,2024/11/15,7,.,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。,2024/11/15,8,.,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。,2024/11/15,9,.,图,4,未知聚合物的,IR,谱图（肯定法与否定法相结合）,2024/11/15,10,.,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。,2024/11/15,11,.,1,Polyethylene,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。,2024/11/15,12,.,2024/11/15,13,.,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。,2024/11/15,14,.,2024/11/15,15,.,3,Polystylene,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。,2024/11/15,16,.,2024/11/15,17,.,5,肯定法与否定法相结合,在审视一张,4,Poly,（,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。,2024/11/15,18,.,2024/11/15,19,.,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。,2024/11/15,20,.,2024/11/15,21,.,图,10 PMMA,、,PAN,、,PVA,2024/11/15,22,.,6,MMA,、,PAN,、,PVA,在审视一张,4,Poly,（,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。,2024/11/15,23,.,7,PET,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。,2024/11/15,24,.,2024/11/15,25,.,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；,2024/11/15,26,.,2024/11/15,27,.,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。,2024/11/15,28,.,2024/11/15,29,.,10,Epox,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。,2024/11/15,30,.,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。,2024/11/15,31,.,