丙烯酸酯及其共聚物的红外光谱鉴.doc

丙烯酸酯及其共聚物的红外光谱鉴定顾福铭刘宏光(丹东轻化工研究院 118002)摘要本文较系统地阐述了丙烯酸酯 、甲基丙烯酸酯聚合物 、丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯与其他单体的共聚物的分子结构及其对应的红外光谱 。提供了分辨该类聚合物所用的单体的方法 ,对丙烯酸酯系列产品的鉴定 、剖析 、检验和新产品开发具有一定的指导作用 。关键词丙烯酸酯皮革涂饰红外光谱丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的聚合物及与其他单体的共聚物在涂料工业中应用领域很广泛 。该树脂有色浅 、柔软 、光亮 、耐候 、耐热 、耐腐蚀等多种特点 ,通过配方及工艺方法改进 ,可制出各具特色的多种树脂 。在皮革涂饰方面也长期占有重要的位子 。下面材料仅是根据多年来对红外光谱鉴定 、剖析工作的归纳和总结 。但愿对从事这方面工作的同志有帮助 ,作参考 。1一种单体组成的丙烯酸酯聚合物1 . 1 丙烯酸和甲基丙烯酸型聚合物红外光 谱 特 征 峰 在 2500 3600cm- 1 之 间 , 这 是 代 表 COO H 中 缔 合 O H 的 特 征 与 2800 3000cm- 1 的烷基特征峰形成山峰形状 。1700cm- 1 是 COO H 中 C = O 峰 , 1240 1260cm- 1 和1160 1180cm- 1 这一对峰是 C O 反对称和对称伸展振动特征峰 。两者区别是甲基丙烯酸还是丙烯酸的聚合物就在于这对峰 。前者两峰明显分开 ,且 1170cm- 1 峰的强度大于 1250cm- 1 。后者该两峰连在一起 ,两峰强度几乎相等 ,形成 1160cm- 1 到 1260cm- 1 一个宽峰 。如果对美国的Ro hm Haas 公司的 Retan 540 皮革鞣剂做红外光谱图就是前者 。1 . 2丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯型的聚合物 丙烯酸酯聚合物及甲基丙烯酸酯型的聚合物红外光谱特征有相同的地方即都有羰基 C = O在 1730cm- 1 的强峰及 1250cm- 1 、1170cm- 1 处分别是 C O) 的反对称和对称伸展振动的特征峰 ,且 1170cm- 1 峰大于 1250cm- 1 的峰 。两者的明显区别是甲基丙烯酸的酯在 1170cm- 1 处峰分裂成 1160cm- 1 和 1180cm- 1 两个峰 ,而 1250cm- 1 处峰也分裂成 1240cm- 1 和 1260cm- 1 两个峰 。这样 ,甲基丙烯酸酯聚合物在 1170cm- 1 和 1250cm- 1 处分别出现两个双峰 。表 1 丙烯酸酯的聚合物类 别红外特征峰位置 (cm- 1 )PMA1730126511621052975827761P EA17241250116211111022852PnBA173012501163943965840740PisoBA17301385136512501170993950别由表 1 和表 2 列出丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯各种不同单体聚合后红外光谱主要特征吸收峰的数及波数位置 。图 2 聚丙烯酸丁酯表 2甲基丙烯酸酯的聚合物为改进仅一种单体丙烯酸酯共聚物的性能或降低成本等因素 ,实际更多的是丙烯酸酯 (或甲基丙烯酸酯) 与其他多种单体的共聚物 。2丙烯酸酯 (或甲基丙烯酸酯) 与其他单体的共聚物 。类别红外特征峰位置 (cm- 1 )PMMA1724127011491190993840751P EMA172412651234118011501030862PnBMA172412731245117911561060947965Piso BMA1724138813661265123411801149995甲基在 3330cm- 1 ,1050 1000cm- 1 出现强的吸收峰 。在 1580cm- 1 、1410cm- 1 处出现一大一小一对吸 收 峰 表 明 有 羧 酸 盐 存 在 , 可 通 过 样 品 加 盐 酸 酸 化 , 使 这 对 皂 的 峰 消 失 , 在 3600 2500cm- 1 及 1700cm- 1 出现有机酸的特征峰来加以验证 。综上所述 ,有红外吸收光谱来鉴定 、剖析丙烯酸酯系列聚合物是很有用的 ,再配合气相色谱法对游离单体含量分析及核磁共振波谱分析 ,对搞清丙烯酸酯及其共聚物中单体的情况 ,对剖析 、鉴定以至搞出更多丙烯酸酯的产品一定会有较好的效果 。图 6 甲基丙烯酸甲酯和丙烯腈共聚物与丙烯酸酯 (或甲基丙烯酸酯) 共聚的其他单体在共聚物中的红外光谱特征表 3参考文献1 . Inf rared Analysis of Polymers Resins and Additives Atlas2 . Atlas of Polymer and Plastics Analysis3 An Inf rared Spect roscop y Atlas For The Coatings Indust ry(收稿 1996 年 12 月)其他单体的类型红外光谱特征峰 (cm- 1 )苯乙烯1942cm- 1 (苯环单取代) ,1492cm- 1 (苯环) ,757cm- 1 ,699cm- 1 (苯环单取代)醋酸乙烯1369cm- 1 ( CH3 CO) 中 CH3 变形振动) ,1020cm- 1 ,800cm- 1 ( C 0) 醋酸乙烯特征)丙烯酸3600 2500cm- 1 ( COO H 缔合特征) ,1700cm- 1 (酸的 C = O 特征峰)丙烯酰胺3350cm- 1 ( N H2 特征) ,1660cm- 1 (O = C - N H2 , 中 C = O 特征峰) ,1124cm- 1 ( C N 特 征峰)仲酰胺1660cm- 1 ( C = O 特征峰) ,1530cm- 1 ( N H) 特征峰)丙烯腈2232cm- 1 ( C = NO 特征峰)酚醛树脂1610 1587cm- 1 ,1515cm- 1 (苯环) ,881 8