高分子IR特点及制样

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1、高分子材料红外光谱的特点及其制样技术前言红外光谱分析工作者和科研人员常常遇到的问题是否能采用红外光谱进行分析－原理怎样得到一张高质量的谱图－参数与制样怎样分析结果－对方法和样品的了解分析结果与预想不同的可能原因分析结果正确，预想不符合实际；分析方法（包括制样方法）有问题，导致分析结果有偏差。如何判别？解决方法不仅需要掌握FT－IR的分析方法外，还必须了解分析对象－样品的特点，才能得到满意的结果。主要内容高分子材料的FT－IR分析基础知识FT－IR基础知识操作参数及制样方法对谱图质量的影响高分子

2、材料的简单知识聚合物鉴别与链结构的研究高分子材料聚集态的研究反应过程研究高分子材料中无机物制样与谱图特点1高分子材料的FT-IR分析基础知识1.1FT-IR基础知识回顾FT-IR研究分子振动和转动能级跃迁（无损）双原子分子的振动频率：多原子分子有多种振动方式（伸缩振动和弯曲振动）：基团的振动频率是由基团的原子组成和其所处的化学环境决定的键力常数折合质量波数以CO2为例为O原子为C原子产生红外吸收的条件：符合吸收光谱公式；分子中原子间振动时，伴随偶极矩的变化（红外活性）；振动频率中所测定的范围内，

3、若有振动简并，则谱带数减少。对称伸缩不对称伸缩剪式振动摇摆振动谱图表示方法：横坐标一般用波数表示，也可以用波长（微米）来表示；纵坐标可以用透射率T％或吸光度A来表示，二者的关系为：吸光系数浓度光程长度Lambert-Beer定律（定量分析的依据）注意：峰强除与含量有关外，还与基团振动的偶极距变化率有关！不同横坐标谱图比较不同纵坐标谱图比较谱峰的位置、形状和大小，可提供官能团的信息。注意：一个基团可以有多种振动方式，就可能有多条谱带；谱图分官能团区和指纹区。官能团区指纹区1.2FT-IR操作参数对

4、谱图质量的影响主要的操作参数：扫描次数－改善信噪比动镜移动速度分辨率1.2.1动镜移动速度速度降低，扫描速度减慢，检测器接收能量增加；反之，扫描速度增加，检测器接收能量减小。当测量信号小时（包括使用某些附件时）应降低动镜移动速度；而在需要快速测量时，提高速度。不同动镜速度下的本底能量图速度增大在不同动镜移动速度下，先测定本底然后测样品，除速度太小时，由于能量超出对谱图有影响外，其余影响不大。若采用某一动镜移动速度下的本底，测定不同动镜移动速度下样品的吸收谱图，随移动速度加快，向上位移。0.632

5、90.15813.1647用透射谱图表示时，趋势相反。0.15810.63291.2.2分辨率分辨率提高可改善峰形，但达到一定数值后，再提高峰形变化不大，但噪音增加，扫描速度降低，对操作环境要求更高。因此应选择适合的值。不同分辨率下测定的本底0.512481632不同分辨率的聚苯乙烯(PS)谱图0.512481632不同分辨率下的肉桂酸谱图噪音明显增大0.512481632峰的分辨变差1.2.3谱图数据处理的影响平滑处理：实际是降低了分辨率，会影响峰位和峰强，在定量分析时需特别注意。盐酸麻黄碱原

6、图自动1117基线校正：首先应判断引起基线变化的原因，能否进行校正。基线校正后，会影响峰高。1.2.4其他影响谱图质量的因素样品量的控制。样品量适当样品过量1.3高分子材料概述高分子材料的分类按照材料的性质，分为塑料、橡胶、纤维、涂料和粘合剂等几大类；同种聚合物例如聚氨酯，既可以加工成塑料，也可以制成橡胶、纤维、涂料和粘合剂等。高分子材料的组成☆聚合物⊙均聚物⊙共聚物⊙共混物⊙齐聚物☆低分子物⊙添加剂：调节剂、链转移剂、终止剂、乳化剂等；⊙助剂：增塑剂、稳定剂、填充剂、着色剂等等；⊙未反应单体、

7、残留催化剂等等。高分子材料链结构聚集态结构重复单元结构分子量及其分布共聚组成及序列分布空间立构支化与交联结晶取向多相结构及相形态物理状态高分子－多个单体单元通过共价键联结而成的长链，与一般有机物相比，结构极其多样且可设计，具有相当高的机械强度，分子量不固定，部分结晶或不结晶，同时具有弹性体和流体的性质。1.3.1聚合物的链结构单个高分子的结构，它决定聚合物的基本性质。分子组成，分子量及其分布A：初具强度最低分子量B：显示强度最低分子量ABC机械强度分子量加工性键接方式头尾键接头头键接支化与交联树

8、枝状高分子超支化高分子对单取代的乙烯基型聚合物-CH2-CHR，有三种情况：全同立构（isotactic）间同立构（syndiotactic）无规立构（atactic）HHHHHHHHHHHHHHHHHRRRRR空间立构几何立构顺式聚异戊二烯（橡胶）反式聚异戊二烯（半结晶的塑料）旋光立构聚乙烯基醚类D-链节L-链节无规共聚物（randomcopolymer）－AABAAABBABBBAA－交替共聚物(alternatingcopolymer)－ABABABABABABAB－嵌段共聚物(block