天然橡胶与合成聚异戊二烯橡胶的红外光谱鉴定_陈旭辉

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1、第18卷,第3期光谱实验室Vol.18,No.32001年5月ChineseJournalofSpectroscopyLaboratoryMay,2001天然橡胶与合成聚异戊二烯橡胶的红外光谱鉴定①陈旭辉(深圳出入境检验检疫局工业品检测技术中心广东省深圳市福田区福强路1011号检验检疫大厦518045)摘要本文通过采用红外光谱法,利用蛋白质的红外吸收光谱特征,准确、快速地鉴定天然橡胶与合成聚异戊二烯橡胶。关键词红外光谱,蛋白质,天然橡胶,合成聚异戊二烯橡胶。中图分类号:O657.33文献标识码:A文章编号:100428138(2001)0320314203

2、1前言CH3[1]天然橡胶的主要成分为聚异戊二烯(aCH2CCHCH2dn),有顺式结构CH3HCH3CH2dnCC(如巴西橡胶)和反式结构CC(如杜仲胶)二种。aCH2CH2dnaCH2H由于它具有独特的性能(如高弹性、高强度)而广泛应用于国民经济的各种领域,随着工业的迅猛发展,其产量远远满足不了各种工业的需求,于是人们就不断地寻找代替它的产品,终于研制出合成聚异戊二烯橡胶。近来由于廉价异戊二烯单体的获得和齐格勒2纳塔型催化剂的突破,使合成的聚[2]异戊二烯橡胶(简称异戊橡胶)实现了工业化。并且还可通过选用不同催化剂类型而获得顺、反式结构的聚异戊二烯橡胶

3、,如选用齐格勒钛型催化剂可合成顺式结构的聚异戊二烯橡胶(相当于巴西橡胶、银菊胶等);选用R3C12VC14类齐格勒型催化剂则可合成反式结构的聚异戊二烯橡胶(相当于古塔液橡胶、杜仲橡胶等)。因此如何准确、快速地区分天然橡胶与合成聚异戊二烯橡胶就显得极为必要。红外光谱作为分析高分子结构最成熟的手段之一,广泛应用于高分子材料组成、结构的测定,[3,4]成为鉴定各种聚合物最有效的方法。由于合成聚异戊二烯橡胶的主成分及其结构与天然橡胶的主成分及其结构可以是一样的,因此若要应用红外光谱法通过主成分来鉴别是天然的还是合成的[5]聚异戊二烯显然是不可能的。但天然橡胶来源于

4、橡胶植物液汁,除主成分(聚异戊二烯)外,还含[6]有其他非橡胶成分(如蛋白质、类脂化合物等)。因此可通过其他非橡胶成分(如蛋白质)的鉴定,来区分天然橡胶与合成聚异戊二烯橡胶。本文正是通过天然橡胶中非橡胶成分(蛋白质)的红外光①联系人,电话:(0755)3395999—1710(办)作者简介:陈旭辉(1966—),男,广东省揭阳县人,工程师,硕士,从事光谱分析的应用和研究。收稿日期:2000212212第3期陈旭辉:天然橡胶与合成聚异戊二烯橡胶的红外光谱鉴定315谱分析,来鉴定天然橡胶与合成聚异二戊烯橡胶。2实验2.1仪器及其参数-1Magma2IR750型

5、傅里叶变换红外光谱仪(美国Nicolet公司),分辨率4cm,波数范围4000—-1400cm,DTGS检测器,32次扫描。2.2实验方法A液体样品:取少量样品(约0.5mL)放于干净的玻璃片上,用不锈钢刮刀均匀展开,干燥,制得薄膜,然后做红外光谱测试。B固体样品:取少许样品放于洁净的烧杯中,加入少量环己烷溶剂,溶解成一定浓度(约5%)的溶液,取少量溶液放于干净玻璃片上,用不锈钢刮刀均匀展开,除去溶剂,制得薄膜,然后测定其红外光谱。3结果和讨论图1中1a、1b分别是天然橡胶、合成聚异戊二烯橡胶的红外光谱图,从上述谱图可以看出,[7,8]-1它们均有共同的特

6、征谱带:在1357cm处都有一强的吸收峰,为CH3的变形振动;在-11454cm处都有一强的吸收峰,为CH2的弯曲-1振动;在1654cm处都有一中等强度的吸收峰,为CC的伸缩振动。因为不论是天然橡胶还是合成聚异戊二烯橡胶,其主成分均是聚异戊二烯,反映在红外光谱图上的特征谱带也就相同。因此若要应用红外光谱法通过主成分(聚异图1橡胶戊二烯)的鉴定来区分天然橡胶和合成的聚异1a——天然橡胶;1b——合成聚异戊二烯橡胶。戊二烯橡胶显然是不可能的。但图1中1a(天然橡胶的红外光谱图)除上述特征谱带外,在-11541cm处附近还出现了一个弱的吸收谱带,为酰胺特征吸收

7、谱带,说明该样品含有蛋白质。这是因为天然橡胶除含有橡胶成分外,还含有其他非橡胶成分。其中蛋白质是其含量最多之-1一,1541cm正是由于蛋白质的存在而出现的酰胺特征吸收谱带。但其含量相对较低,吸收强度也就相对较弱。图1b为合成聚异戊二烯橡胶的红外光谱图,由于没有蛋白质的存在,在该处也就没有出现吸收峰。图2是从天然橡胶中分离出蛋白质的红外图2从天然橡胶分离出蛋白质的红外光谱图-1光谱图。从谱图中可看出在1654cm及-11541cm处均出现二个强的特征吸收谱带,分别为酰胺É、Ê的吸收谱带,其中酰胺Ê的吸收谱带-1位置与天然橡胶的红外光谱图中1541cm处的吸

8、收峰相吻合,即证明天然橡胶的红外光谱图中的316光谱实验室第18卷