常见高分子红外光谱谱图解析

1/24常见高分子红外光谱谱图解析1.红外光谱的基本原理1）红外光谱的产生能量变化hch12h对于线性谐振子c212）偶极矩的变化3）分子的振动模式多原子分子振动伸缩振动对称伸缩不对称伸缩变形振动AX2：剪式面外摇摆、面外扭摆、面内摇摆AX3：对称变形、反对称变形.不同类型分子的振动线型XY2：对称伸缩不对称伸缩弯曲2/24弯曲型XY2：不对称伸缩对称伸缩面内弯曲（剪式）面内摇摆面外摇摆卷曲平面型XY3：对称伸缩不对称伸缩面内弯曲面外弯曲角锥型XY3：对称弯曲不对称弯曲3/24面内摇摆4）聚合物红外光谱的特点1、组成吸收带2、构象吸收带3、立构规整性吸收带4、构象规整性吸收带5、结晶吸收带2聚合物的红外谱图1）聚乙烯2919cm-1－CH2－不对称伸缩振动2851cm-1－CH2－对称伸缩振动1467cm-1－CH2－弯曲振动725cm-1－（CH2）n－（n≥4）面内摇摆振动各种类型的聚乙烯红外光谱非常相似。在结晶聚乙烯中，720cm-1的吸收峰常分裂为双峰。要用红外光谱区别不同类型的聚乙烯，需要用较厚的薄膜测绘红外光谱。这些光谱之间的差别反映了聚乙烯结构与线性—CH2—链之间的差别，主要表现在1000-870㎝-1之间的不饱和基团吸收不同，甲基浓度不同以及在800-700㎝-1之间支化吸收带不同。4/24低压聚乙烯（热压薄膜）中压聚乙烯（热压薄膜）高压聚乙烯（热压薄膜）5/24低压888cm－1C＝CH2面外变形990cm－1-CH=CH2面外变形909cm－1-CH=CH2面外变形970cm－1反式-CH=CH-面外变形中压990cm－1-CH=CH2面外变形909cm－1-CH=CH2面外变形高压888cm－1C＝CH2面外变形2.聚丙烯无规聚丙烯2953cm－1－CH3不对称伸缩振动2917cm－1－CH2－不对称伸缩振动2873cm－1－CH3对称伸缩振动2845cm－1－CH2－对称伸缩振动1459cm－1－CH2－弯曲振动1377cm－1－CH3对称变形振动1156cm－1－CH3面外摇摆振动971cm－1－CH3面内摇摆振动6/24等规聚丙烯等规聚丙烯的红外光谱中，在1250-830cm－1区域出现一系列尖锐的中等强度吸收带（1165、998、895、840cm－1）。这些吸收与聚合物的化学结构和晶型无关，只与其分子链的螺旋状排列有关。3.聚异丁烯H2CCCH3CH3n2975cm－1－CH3不对称伸缩振动2950cm－1－CH2－不对称伸缩振动2894cm－1－CH3对称伸缩振动1471cm－1－CH2－弯曲振动1388、1365cm－1C-(CH3)2对称变形振动1229cm－1骨架振动聚异丁烯的光谱是很简单的，异丙基结构为其主要特征。7/244.聚丁二烯丁二烯聚合可以生成多种结构不同的异构体。H2CHCHCCH2CCHCH2HH2CCCHCH2H2CH1，2-顺式1，4-反式1，4-990、910cm－1775、741、690cm－1970cm－11，2-聚丁二烯3072cm－1-CH=CH2伸缩振动3005cm－1-CH=CH2伸缩振动2915cm－1－CH2－不对称伸缩振动2840cm－1－CH2－对称伸缩振动1640cm－1C=C伸缩振动1417cm－1－CH2－弯曲振动991cm－1-CH=CH2面外变形905cm－1-CH=CH2面外变形8/24顺式1，4-聚丁二烯3072cm－1-CH=CH2伸缩振动3005cm－1-CH=CH2伸缩振动2915cm－1－CH2－不对称伸缩振动2843cm－1－CH2－对称伸缩振动1639cm－1C=C伸缩振动1435cm－1－CH2－弯曲振动992cm－1（1，2-）-CH=CH2面外变形965cm－1（反式1，4）－CH=CH-面外变形910cm－1（1，2-）-CH=CH2面外变形727cm－1－（CH2）2－面外变形用于橡胶的顺式1，4-丁二烯的光谱中，730cm－1的宽强吸收很特征，但反式1，4-和1，2-结构的吸收虽弱但仍很明显。9/245.丁二烯苯乙烯共聚物CHH2CHCCHH2C3067、3023cm－1（苯环）=CH伸缩振动2915cm－1－CH2－不对称伸缩振动2842cm－1－CH2－对称伸缩振动1639cm－1C=C伸缩振动1600、1492cm－1苯环-CH=CH-1442cm－1－CH2－弯曲振动966cm－1（反式1，4）－CH=CH-面外变形911cm－1（1，2-）-CH=CH2面外变形757、699cm－1单取代苯环＝CH面外变形10/246.丁二烯丙烯腈共聚物2923cm－1－CH2－不对称伸缩振动2848cm－1－CH2－对称伸缩振动2236cm－1CN伸缩振动1639cm－1C=C伸缩振动1440cm－1－CH2－弯曲振动968cm－1（反式1，4）－CH=CH-面外变形917cm－1（1，2-）-CH=CH2面外变形11/247.聚异戊二烯三种可合成异构体CCHH2CH3CCH2CCH2CHH3CCH2H2CHCCCH2CH3顺式1，4-（天然橡胶）反式1，4-3，4-833cm－1840cm－1889cm－1顺式1，4-聚异戊二烯30342960cm－1－CH3不对称伸缩振动2927cm－1－CH2－不对称伸缩振动2853cm－1－CH2－对称伸缩振动2236cm－1CN伸缩振动1663cm－1C=C伸缩振动1448cm－1－CH2－弯曲振动1375cm－1－CH3弯曲振动887cm－1（3，4-）C=CH2面外变形835cm－1（顺式1，4-）－CH=CH2-面外变形12/248.聚苯乙烯3082、3059、3025、3000cm－1苯环＝CH伸缩振动2923cm－1－CH2－不对称伸缩振动2849cm－1－CH2－对称伸缩振动1600、1582、1492、1452cm－1苯环－C＝C－弯曲振动1372cm－1－CH弯曲振动1068、1028cm－1单取代苯环＝CH面内变形756、657cm－1单取代苯环＝CH面外变形13/249.丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物3059、3026cm－1苯环＝CH伸缩振动2923cm－1－CH2－不对称伸缩振动2849cm－1－CH2－对称伸缩振动2237cm－1CN伸缩振动1634cm－1C=C伸缩振动1602、1492、1452cm－1苯环－C＝C－弯曲振动1362cm－1－CH弯曲振动1068、1028cm－1单取代苯环＝CH面内变形965cm－1（反式1，4）－CH=CH-面外变形756、657cm－1单取代苯环＝CH面外变形14/2410.聚氯乙烯[―CH2―CHCl―]2970cm－1－CH2－不对称伸缩振动2911－CH2－不对称伸缩振动1426cm－1－CH2－CHCl－对称伸缩振动1334、1254cm－1－CHCl－伸缩振动1099cm－1-C-C-骨架弯曲振动1602、1492、1452cm－1苯环－C＝C－弯曲振动962cm－1－CH2-面内变形693、614cm－1C-Cl伸缩振动11.聚四氟乙烯（－CF2-CF2-）1210cm－1－CF2－不对称伸缩振动1151cm－1－CF2－对称伸缩振动15/2412.聚碳酸酯1776cm－1C=O伸缩振动1597、1504、1463cm－1苯环－C＝C－弯曲振动1365cm－1－C(CH3)2弯曲振动1235、1194、1163cm－1－C－O－C－伸缩振动1600、1582、1492、1452cm－1苯环－C＝C－弯曲振动1085、1015cm－1对位取代苯环＝CH面内变形830cm－1对位取代苯环＝CH面外变形16/2413.聚对苯二甲酸乙二醇酯3055cm－1苯环=C-H伸缩振动2969cm－1－CH2－不对称伸缩振动2908cm－1－CH2－不对称伸缩振动1717cm－1C=O伸缩振动1614、1579、1506、1454cm－1苯环－C＝C－弯曲振动1472cm－1－CH2－弯曲振动1265、1130cm－1－C－O－C－伸缩振动1600、1582、1492、1452cm－1苯环－C＝C－弯曲振动1021cm－1对位取代苯环＝CH面内变形973cm－1－COO—面内变形873苯环－CH－面内变形849－CH2－面内变形727cm－1苯环－CH－面外变形17/2414.聚对苯二甲酸丁二醇酯15.聚醋酸乙烯酯2930cm－1－CH－伸缩振动1738cm－1C=O伸缩振动（强）1433cm－1－CH2－弯曲振动1371cm－1－CH3对称变形振动1239cm－1－C－O－C—不对称伸缩振动1020cm－1－C－O－C—对称伸缩振动18/2416.乙烯－醋酸乙烯酯共聚物（EVA）2921cm－1－CH2－不对称伸缩振动2852cm－1－CH2－对称伸缩振动1738cm－1C=O伸缩振动（强）1463cm－1－CH2－弯曲振动1370cm－1－CH3对称变形振动1242cm－1－C－O－C—不对称伸缩振动（强）1020cm－1－C－O－C—对称伸缩振动（中）956cm－1722cm－1－（CH2）n－（n≥4）面内摇摆振动608cm－1在乙烯-醋酸乙烯酯共聚物分子链中，两种单体是无规排列的，即使醋酸乙烯酯单体含量很低，极性酯的吸收（1725、1235、1020cm－1）在光谱中仍然是主要的，不同饱和脂肪酯的－COOC—吸收非常特征。—CH2—序列的特征为720cm－1的吸收峰，当部分结晶时呈分裂的双峰。19/2417.聚丙烯酸酯聚丙烯酸酯的光谱特征在1725、1250、1190-1163和1124-1110cm－1之间。在1000-770cm－1之间的吸收峰适合于测定醇组分的类别。聚丙烯酸甲酯1736cm－1C=O伸缩振动（强）1441cm－1－CH2－弯曲振动1371cm－1－CH3对称变形振动1262、1198、1165cm－1－C－O－C—不对称伸缩振动1020cm－1－C－O－C—对称伸缩振动827cm－1－CH3面内摇摆聚丙烯酸乙酯20/241736cm－1C=O伸缩振动（强）1448cm－1－CH2－弯曲振动1379cm－1－CH3对称变形振动1255、1165cm－1－C－O－C—不对称伸缩振动1026cm－1－C－O－C—对称伸缩振动854cm－1－CH2CH3面内摇摆18.聚甲基丙烯酸酯最简单的聚甲基丙烯酸酯（甲酯、乙酯、丁酯、环己酯）的红外光谱以在1250和1176cm－1的C-O-C伸缩振动分裂的吸收峰为等。这种分裂与链结构有关，当甲基丙烯酸酯序列过短，或具有庞大侧基时，这些振动都不会分开。在1000-800cm－1区域可区分不同的甲基丙烯酸酯。聚甲基丙烯酸甲酯1731cm－1C=O伸缩振动（强）1479、1443cm－1－CH2－弯曲振动1378cm－1－CH3对称变形振动1272、1240cm－1－C－O－C—不对称伸缩振动1187、1148cm－1－C－O－C—对称伸缩振动844cm－1－CH3面内变形755cm－1－CH3面外变形21/2419.聚乙二醇3313cm－1OH伸缩振动（强）2876－CH2－对称伸缩振动1465cm－1－CH2－弯曲振动1378cm－1－CH3对称变形振动1248cm－1－C－O－C—不对称伸缩振动1113cm－1－C－O－C—对称伸缩振动949cm－1－C－O－C—面内变形振动844cm－1－CH2CH2O－面内变形20.双酚A型环氧树脂22/241600、1582、1456cm－1苯环－C＝C－弯曲振动1508cm－1对位取代苯环－C＝C－弯曲振动1362cm－1－C(CH3)2弯曲振动1248cm－1脂肪芳香醚C-O-C反对称伸缩1107、1036cm－1对位取代苯环＝CH面内变形971、916、772cm－1端基环氧环830cm－1对位取代苯环＝CH面外变形21.聚酰胺（－R-CO-NH－R’－NH－CO－）脂肪族聚酰胺的红外光谱主要由酰胺基的振动和亚甲基链的振动吸收