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1、聚合物研究方法论文姓名：许生芹学号：110024132第一部分波谱分析一、红外光谱红外光谱法作为一种分析检测手段在结构分析及组分含量测定方面有着广泛的应用。随着仪器的不断发展与完善，特别是计算机技术的发展，红外光谱法已成为高分子材料、粘合剂及涂料等定性定量分析的常用手段且有效工具。1、摘抄将不同条件下制得的凝胶树脂样品与溴化钾混合,在玛瑙研钵中充分研细并压片.通过Perkin-Elmer2000FT-IR红外光谱仪进行表征,得到不同时间和不同温度下磺化聚苯乙烯胶体晶的红外谱图.反应温度一定如40度,磺化时间对产物的影响,其红
2、外谱图所示.样品未经过磺化处理,不被水浸润和溶涨.当反应时间较短时,如不多于5天,样品能被水溶涨,但不透明,呈现乳白色,说明其中含有未被磺化的聚苯乙烯核,在谱图中,处于1601、1493和1452cm-1的谱带为苯环骨架振动的特征谱带,磺化作用对其影响不大,故将这些峰高设为定值可以用来定性估计磺化程度。在谱图中均可发现对应的谱带670、1069、1175、1222、1284和1322cm-1.1128cm-1的特征吸收峰与砜(-SO2-)基有关.随着反应时间的延长,磺酸基和砜基的对应的吸收峰高均明显增加,说明反应是一个磺化程
3、度逐渐加深的过程.在900~600cm-1区间的吸收峰与苯环的取代位置有关.在750和700cm-1处的峰对应苯环的单取代,这与聚苯乙烯的结构是一致的.磺化样品中,833cm-1处的吸收峰对应聚苯乙烯苯环对位取代的特征吸收,从胶体晶初步磺化到完全磺化,此吸收峰一直很强,说明苯环的对位取代占主导地位.经过4天后,在847、887cm-1处出现吸收峰,且是伴有1069、1284和1322cm-1处的磺酸基吸收峰出现,说明取代反应在存在对位取代的同时还发生邻位及其它位置的取代反应.2、摘抄通过改变ｍ（ＰＡＭ）∶ｍ（ＰＡＭＰＳ）比值
4、，得到不同组分比例的共混物，其相应的质量组成、红外光谱分别如表１和图１所示。ＰＡＭＰＳ／ＰＡＭ系列共混物的图谱解析：３４４５ｃｍ－１处为酰胺Ｎ—Ｈ伸缩振动ν（Ｎ—Ｈ）；２９８６和２９３２ｃｍ－１处分别为亚甲基和甲基Ｃ—Ｈ伸缩振动ν（Ｃ—Ｈ）；１６５０ｃｍ－１处为酰胺羰基的伸缩振动ν（Ｃ=Ｏ）；１ ４１７ｃｍ－１处为酰胺Ｃ—Ｎ和Ｎ—Ｈ混合面内弯曲振动γ（Ｃ—Ｎ）、γ（Ｎ—Ｈ）；１１９１、１１２０和１０４５ｃｍ－１处为磺酸根对称和不对称伸缩振动ν（ＳＯ３ｃｍ－）。由该定律可知，红外光谱法可进行定量分析的基本依据为Ｌａｍｂｅｒｔ－
5、Ｂｅｅｒ定律，式中：Ａ１、Ａ２分别为共混物中ＡＭ（１ ６５０ｃｍ－１）和ＡＭＰＳ（１ ０４５ｃｍ－１）组分的特征吸收峰的吸光度值；ε１、ε２分别为ＡＭ和ＡＭＰＳ在各自波长处的吸光系数；ｃ１、ｃ２分别为共混物中ＡＭ和ＡＭＰＳ组分的摩尔浓度；ｌ１、ｌ２分别表示压片薄膜的厚度，由于同一谱图源于同一薄膜，因此厚度ｌ１＝ｌ２。假设ｎＡＭＰＳ为共混物中ＡＭＰＳ组分的摩尔分数，则ＡＭ组分的摩尔分数ｎＡＭ即为１－ｎＡＭＰＳ。将ｎＡＭＰＳ和ｎＡＭ代入Ｌａｍｂｅｒｔ－Ｂｅｅｒ定律公式中，运算可得关系式如下：Ａ１／Ａ２＝ε１／ε２×１／ｎＡＭＰＳ
6、－ε１／ε２可以看出，Ａ１／Ａ２与１／ｎＡＭＰＳ呈现一级线性关系，斜率和截距分别为ε１／ε２和－ε１／ε２，故可用标准曲线法测定该类共聚物中各自组分的含量。从图１中不同配比下的ＰＡＭＰＳ／ＰＡＭ共混物的红外波谱图上分别测得Ａ１和Ａ２值，将两者的比值与其对应的ＡＭＰＳ组分的摩尔分数的倒数１／xＡＭＰＳ值相关联后，即可以获得一条标准曲线。对未知组成的Ｐ（ＡＭ／ＡＭＰＳ）共聚物样品的红外谱图，只要测得Ａ１／Ａ２值，便可从标准工作曲线上读得１／ｎＡＭＰＳ值，从而即可知Ｐ（ＡＭ／ＡＭＰＳ）共聚物中各组分的含量。表１列出了不同比例下共混
7、物的酰胺羰基在１６５０ｃｍ－１处的吸光度值和磺酸根在１０４５ｃｍ－１处的吸光度值。由于ＡＭ和ＡＭＰＳ均含有酰胺羰基，故１６５０ｃｍ－１处为两组分的羰基峰的重叠峰。从ＰＡＭＰＳ１６５０ｃｍ－１和１０４５ｃｍ－１处两特征峰的吸光度值的比例，可以计算得到该均聚物在１６５０ｃｍ－１处的吸光度值，将共混物中所含ＡＭＰＳ组分的含量扣除，即可得到ＡＭ组分在１６５０ｃｍ－１处的吸光度值，从而得到ＡＭ和ＡＭＰＳ组分分别在１６５０ｃｍ－１和１０４５ｃｍ－１处的吸光度比值。由表２可见，随着共混物中ＡＭＰＳ组分的增加，ＡＭ１ ６５０ｃｍ－１处的吸收
8、峰和ＡＭＰＳ１０４５ｃｍ－１处的吸收峰的吸光度比值（Ａ（１６５０ｃｍ－１）／Ａ（１０４５ｃｍ－１））逐渐降低。二、紫外光谱紫外光谱是由于分子的外层电子跃迁所产生的吸收光谱,它是不同波长的单色光通过试样后,得到的吸光度对波长的图谱,亦称为零级光谱。紫外光谱和由分子振动一转动能级跃迁所引起的红
