紅外現(xiàn)代分析技術(shù)高分子.ppt

紅外光譜法研究聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu),什么是高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)？,高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)是指高分子鏈之間的幾何排列和堆砌狀態(tài)，包括固體和液體。固體又有晶態(tài)和非晶態(tài)之分，非晶態(tài)聚合物屬液相結(jié)構(gòu)（非晶固體），晶態(tài)聚合物屬晶相結(jié)構(gòu)。聚合物熔體或濃溶液是液相結(jié)構(gòu)的非晶液體。,3,結(jié)晶,如果高分子鏈本身具有必要的規(guī)整結(jié)構(gòu)，同時給予適宜的條件（溫度等），就會發(fā)生結(jié)晶，形成晶體。,結(jié)晶聚合物中包括晶區(qū)和非晶區(qū)。晶區(qū)和非晶區(qū)中分子鏈的排列方式不同，分子之間的作用也不同。,4,多組分聚合物又稱高分子合金，該體系中存在兩種或兩種以上不同的聚合物組分，不論組分之間是否以化學(xué)鍵相互連接。一般不能實(shí)現(xiàn)分子水平的混合，形成非均相體系。,三嵌段聚合物的相形態(tài),共混和合金,在外力作用下分子鏈沿作用力方向排列，產(chǎn)生局部有序和各向異性，但不一定產(chǎn)生結(jié)晶。鏈段取向在高彈態(tài)即可完成；而整個分子的取向則需在粘流態(tài)才能完成。 取向是熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)，要有外力才能發(fā)生，一旦外力撤去，就會自發(fā)解取向。因此要“凍結(jié)”才能保持。,取向,制樣特點(diǎn) 由于材料的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)是與其物理形態(tài)有關(guān)，因此在研究聚集態(tài)結(jié)構(gòu)時不能破壞樣品的原有形態(tài)。,PVDF,聚合物聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的研究,7,常用聚合物的晶帶和非晶帶,8,在紅外光路中加偏振器可測定樣品的取向。當(dāng)基團(tuán)偶極距振動方向與偏振光方向平行，吸收被加強(qiáng)，反之則減弱。,取向的研究,紅外光譜法分析聚合物的晶型變化,全同結(jié)構(gòu)聚丁烯結(jié)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。從圖可以看出試樣隨結(jié)晶時間的延長，905cm-1一處的峰逐漸減弱，7h后全部消失，而923，848和816cm-1處的峰不斷增強(qiáng)，確實(shí)出現(xiàn)了晶型向晶型的轉(zhuǎn)變。,紅外光譜法分析尼龍66不同熱處理后的結(jié)構(gòu)變化,在紅外光譜圖中，900940cm 的譜帶為CN H的振動，其中936、1200和906 cm -1譜帶歸屬于晶區(qū)，924cm-1 歸屬于非晶譜帶。由圖可見隨溫度和時間的增加936和1200 cm-1的譜帶增強(qiáng)，924 cm-1 譜帶減弱，而1180、1630cm-1的強(qiáng)度沒有改變，可作為參考譜帶，用于分析構(gòu)象和結(jié)晶的變化。 他們以下式用936、924、1630 cm 三譜帶分析結(jié)晶度： P1(A936A1630)+P2 (A924A1630)=1 式中，P1、P2分別為與結(jié)晶態(tài)與非晶態(tài)相關(guān)的常數(shù)。,紅外光譜法分析不同KCl含量的 尼龍66/KCl復(fù)合物,紅外光譜法分析不同KCl含量的 尼龍66/KCl復(fù)合物,加入KCl后，尼龍66分子鏈中酰胺鍵所處的化學(xué)環(huán)境有了很大的不同。據(jù)此推斷，KCl加入到尼龍66中后，由于鉀離子與羰基鍵形成的配位化合物較原來的氫鍵更穩(wěn)定，能夠取代尼龍66分子鏈間的氫鍵，釋放出自由的NH基，NH基與Cl-形成氫鍵，隨著Cl-含量的增加，形成的氫鍵數(shù)就越多，所以(NH)峰的峰位逐漸向低波數(shù)移動。而又因?yàn)榧尤氲拟涬x子與尼龍66分子鏈的羰基形成了穩(wěn)定的絡(luò)合配位結(jié)構(gòu)，酰胺帶(C=O)、酰胺帶的伸縮振動都受到束縛，所以隨著KCl含量的增加，它們的峰位都向低波數(shù)移動。,紅外光譜法對共混合金高聚物的 定性分析,委托人要求了解某種塑料的主體成分，最好能知道其組成。取少量樣品與溴化鉀直接壓片后用紅外光譜儀測定。 見圖一,紅外光譜法定性分析聚合物合金,1734 cm-1是羰基的伸縮振動吸收帶，1599cm-1是芳香族烯鍵的伸縮 振動引起的，1534cm-1是氨基的伸縮振動吸收帶，1734cm-1、1534m-1、1239cm-1、770cm-1是氨基甲酸酯的特征吸收譜帶，也是熱塑性聚氨酯彈性 體(TPU)的特征吸收。1239cm-1、1099cm-1、935cm-1與899cm-1是脂肪族醚鍵的吸收帶，同時這四個峰又符合聚甲醛(POM)的特征吸收譜帶，630cm-1進(jìn) 一步確定了存在POM 的可能性。,將樣品粉碎后用THF溶解，然后取可溶部分，烘干成膜，用紅外光譜儀測定。見圖二。 不溶部分用DMF（150）溶解。然后取可溶部分，烘干成膜。見圖三。 不溶部分經(jīng)烘干后用溴化鉀壓片，用紅外光譜儀測定。見圖四。,紅外光譜法定性分析聚合物合金,用Spectrum One紅外工作平臺檢索，可知該圖為熱塑性塑料聚氨酯彈性體（TPU）。,紅外光譜