二甲基二烯丙基氯化铵及其聚合物的红外光谱研究.doc

二甲基二烯丙基氯化铵及其聚合物的红外光谱研究Two methyl two allylic chloride, the infrared spectrum and its polymers 1摘 要对二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)不同聚合度的均聚物和它与丙烯酰胺的共聚物进行了结构分析，讨论了红外光谱吸收峰随聚合物特性粘度、单体的质量分数变化的规律及原因。结果表明，在均聚物中，随粘度的升高，峰位分别为1262cm-1 和678cm-1处的碳氮键的伸缩与变形振动吸收峰增强；在共聚物中，当粘度不是很大时，粘度或单体的质量分数的升高都会使3017cm-1处碳氢键的2实验部分2.1 实验仪器和试剂2.1.1 主要仪器20SX 型傅立叶变换红外分光光度仪（美国NICOLET公司）； WS70-1 型红外线快速干燥器；乌氏粘度剂（型号40.6mm）。二甲基二烯丙基氯化铵（简称DMDAAC,）；2.2 实验方法聚合物粘度的测定 准确称取一定量的干燥后的聚合物，用50mL 2mol/L NaCl 溶液溶解，转移至100mL的容量瓶中，用蒸馏水标至刻度，摇匀。然后300.1的恒温水浴中，采用乌氏粘度计，一点法测定其特性粘度红外光谱的测定 将均聚物和共聚物真空干燥，然后分别称取干燥的产品0.10000.0005g和0.05000.0005g,并分别与1.0mL 蒸馏水配制成溶液，制成液膜并干燥后，在20SX 型傅立叶变换红外分光光度仪上测定，作出红外光谱图。3结果与讨论不同粘度的均聚物的红外谱图 取粘度分别为1.93/1.23/0.75和0.39m2/s的一组均聚物，在制膜过程中尽可能保持膜的厚度一致，并将厚度差别引起的误差用光度计校正后，分别作出红外谱图，如图1 所示。可以看出，不同粘度的均聚物的红外光谱图在某些峰位的吸收峰上出现峰强度的变化，并且有一定的变化规律。例如，1262cm-1、1126cm-1和678cm-1 3 个峰位的吸收峰。对它们作峰面积积分，如表1所示。结果表明，均聚物在这3个峰位的吸收峰，随着粘度的升高，峰面积逐渐增大，峰强度随之增强。不同粘度的一组PDMDAAC 的红外光谱图不同粘度的一组均聚物的红外光谱图的峰积分 本研究认为 1262cm-1处的吸收峰是由碳氮五元杂环中C-N 键伸缩振动引起的，678cm-1处的吸收峰是由该键的变形振动引起的。DMDAAC均聚生成 PDMDAAC 之后，乙烯基结构中的双键已不存在，形成了包含碳氮五元杂环的长链聚合物。碳氮五元杂环的多少会直接影响聚合物分子的链长，从而决定了聚合物的分子量和粘度大小。均聚物PDMDAAC 粘度的不同表明了均聚物分子中含碳氮五元杂环多少的不同。 所以，随着聚合度增大，均聚物的分子量和粘度增大，碳氮五元杂环增多，1262cm-1、1126cm-1和678cm-1三峰位处的吸收峰增强，峰面积增大。粘度相近、DMDAAC 含量不同的共聚物的红外光谱图的峰积分由 上 表 看 出：共聚物3017cm-1处的吸收峰是由碳氮五元杂环中与氮相连的亚甲基上的碳氢键伸缩振动引起的，964cm-1处的吸收峰则是由它的变形振动引起的。由于共聚物的两个单体中，AM的粘度比DMDAAC大得多4 ，所以，粘度相近的共聚物中DMDAAC 含量越高，分子中含碳氮五元杂环越多，其中亚甲基上的碳氢键伸缩和变形振动越强。因此，对于粘度相近的共聚物，随着DMDAAC含量的升高，3017cm-1和964cm-1处的吸收峰增强，峰面积增大。在DMDAAC 含量相近且粘度不是很大的情况下，随粘度的增加，3017cm-1处吸收峰的峰强度逐渐增大。当粘度较大时，该吸收峰的强度随粘度的增加而减小。这是由于，粘度较小时，DMDAAC% 相近的共聚物，随着粘度的升高，分子量增大，分子中包含的碳氮五元杂环增多，亚甲基的碳氢键伸缩振动就会增强，吸收峰增强，峰面积增大。当粘度较大时，由于在共聚的两个单体中AM的粘度效应比DMDAAC 大得多，AM质量分数微弱的增大也会使共聚物的粘度很快地升高，而这种粘度的升高并不会引起3017cm-1处吸收峰的增强。3结果与讨论不同粘度的均聚物PDMDAAC的红外谱图中各吸收峰峰位基本一致，随着粘度的升高，峰位分别为1262cm-1和678cm-1 处碳氮键伸缩与变形振动的吸收峰增强，峰面积增大。粘度一定时,3017cm-1及964cm-1处的碳氮五元杂环中与氮相连的亚甲基上碳氢键的振动吸收峰随DMDAAC 质量分数的升高而增强。DMDAAC 质量分数一定，当粘度较小（ 约4m2/s）时，其强度随粘度升高而减弱。参 考 文 献1 Harada S, Katayana M. United States Patent：3375233,19682 赵华章 有机高分子絮凝剂二甲基二烯丙基氯化铵聚合物的研究 济南：山东大学，20003 GB 12005. 1-89.