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红外光谱法研究聚合物的聚集态结构 什么是高分子的聚集态结构 高分子的聚集态结构是指高分子链之间的几何排列和堆砌状态 包括固体和液体 固体又有晶态和非晶态之分 非晶态聚合物属液相结构 非晶固体 晶态聚合物属晶相结构 聚合物熔体或浓溶液是液相结构的非晶液体 3 结晶 如果高分子链本身具有必要的规整结构 同时给予适宜的条件 温度等 就会发生结晶 形成晶体 结晶聚合物中包括晶区和非晶区 晶区和非晶区中分子链的排列方式不同 分子之间的作用也不同 4 多组分聚合物又称高分子合金 该体系中存在两种或两种以上不同的聚合物组分 不论组分之间是否以化学键相互连接 一般不能实现分子水平的混合 形成非均相体系 三嵌段聚合物的相形态 共混和合金 在外力作用下分子链沿作用力方向排列 产生局部有序和各向异性 但不一定产生结晶 链段取向在高弹态即可完成 而整个分子的取向则需在粘流态才能完成 取向是热力学不稳定状态 要有外力才能发生 一旦外力撤去 就会自发解取向 因此要 冻结 才能保持 取向 制样特点由于材料的聚集态结构是与其物理形态有关 因此在研究聚集态结构时不能破坏样品的原有形态 PVDF 聚合物聚集态结构的研究 7 常用聚合物的晶带和非晶带 8 在红外光路中加偏振器可测定样品的取向 当基团偶极距振动方向与偏振光方向平行 吸收被加强 反之则减弱 取向的研究 红外光谱法分析聚合物的晶型变化 全同结构聚丁烯结晶形成的晶型 的特征峰在923 848 816cm 1 而晶型 的特征峰在905cm 1 从图可以看出试样随结晶时间的延长 905cm 1一处的峰逐渐减弱 7h后全部消失 而923 848和816cm 1处的峰不断增强 确实出现了晶型 向晶型 的转变 红外光谱法分析尼龙66不同热处理后的结构变化 在红外光谱图中 900 940cm的谱带为C N H的振动 其中936 1200和906cm 1谱带归属于晶区 924cm 1归属于非晶谱带 由图可见随温度和时间的增加936和1200cm 1的谱带增强 924cm 1谱带减弱 而1180 1630cm 1的强度没有改变 可作为参考谱带 用于分析构象和结晶的变化 他们以下式用936 924 1630cm三谱带分析结晶度 P1 A936 A1630 P2 A924 A1630 1式中 P1 P2分别为与结晶态与非晶态相关的常数 红外光谱法分析不同KCl含量的尼龙66 KCl复合物 红外光谱法分析不同KCl含量的尼龙66 KCl复合物 加入KCl后 尼龙66分子链中酰胺键所处的化学环境有了很大的不同 据此推断 KCl加入到尼龙66中后 由于钾离子与羰基键形成的配位化合物较原来的氢键更稳定 能够取代尼龙66分子链间的氢键 释放出自由的NH基 NH基与Cl 形成氢键 随着Cl 含量的增加 形成的氢键数就越多 所以 NH 峰的峰位逐渐向低波数移动 而又因为加入的钾离子与尼龙66分子链的羰基形成了稳定的络合配位结构 酰胺 带 C O 酰胺 带的伸缩振动都受到束缚 所以随着KCl含量的增加 它们的峰位都向低波数移动 红外光谱法对共混合金高聚物的定性分析 委托人要求了解某种塑料的主体成分 最好能知道其组成 取少量样品与溴化钾直接压片后用红外光谱仪测定 见图一 红外光谱法定性分析聚合物合金 1734cm 1是 羰基的伸缩振动吸收带 1599cm 1是芳香族烯键的伸缩振动引起的 1534cm 1是氨基的伸缩振动吸收带 1734cm 1 1534m 1 1239cm 1 770cm 1是氨基甲酸酯的特征吸收谱带 也是热塑性聚氨酯弹性体 TPU 的特征吸收 1239cm 1 1099cm 1 935cm 1与899cm 1是脂肪族醚键的吸收带 同时这四个峰又符合聚甲醛 POM 的特征吸收谱带 630cm 1进一步确定了存在POM的可能性 将样品粉碎后用THF溶解 然后取可溶部分 烘干成膜 用红外光谱仪测定 见图二 不溶部分用DMF 150 溶解 然后取可溶部分 烘干成膜 见图三 不溶部分经烘干后用溴化钾压片 用红外光谱仪测定 见图四 红外光谱法定性分析聚合物合金 用SpectrumOne红外工作平台检索 可知该图为热塑性塑料聚氨酯弹性体 TPU 红外光谱法定性分析聚合物合金 用SpectrumOne红外工作平台检索 图三为聚甲醛 POM 红外光谱法定性分析聚合物合金 用SpectrumOne红外工作平台检索 图四为填充物钛白粉