第三章 IR(2012).ppt

1、1,波谱分析 Spectroscopic Methods in Chemistry,2,第三章 红外光谱,3.1 绪论 3.2 红外光谱的基本原理 3.3 基团的特征吸收频率 3.4 聚合物红外光谱的特点 3.5 聚合物的一般制样方法 3.6 红外光谱的解析方法 3.7 在高分子材料解析中的应用,3,波谱分析内容： 紫外光谱(ultraviolet spectroscopy, UV) 红外光谱(infrared spectroscopy, IR) 核磁共振谱(nuclear magnetic resonance, NMR) 质谱(mass spectroscopy MS),3.1 绪论,现代谱

2、学（波谱）方法的发展,1930年代紫外光谱（UV）应用于有机化学领域 1940年代红外光谱（IR）应用于有机化学领域 1950年代质谱（MS）应用于有机化学领域 1960年代核磁共振谱（NMR）应用于有机化学领域,4,现代谱学（波谱）方法的作用,UV和IR 提供官能团的信息 MS提供分子量、分子式的信息 MS和NMR提供分子骨架的信息,3.1 绪论,分子从低能级振动跃迁至高能级振动时吸收红外光，产生红外光谱，实际上，其中还伴随着转动能级的跃迁，所以，红外光谱也称为振动转动光谱。,5,光波谱区及能量跃迁相关图,3.1 绪论,能量,频率,高,低,波长,短,长,6,红外光的波谱范围,处于可见光区域与

3、微波之间 波长()范围0.751000 m 频率通常用波数(, cm-1)表示，频率范围1282010 cm-1 分为三个区域： 近红外（0.752.5 m，12820 4000 cm-1） 中红外（2.5 25 m，4000 400 cm-1） 远红外（251000 m，400 10 cm-1）,3.1 绪论,7,FTIR光谱仪的优点,扫描速度快(几十次/秒)，信号累加，信噪比提高(n1/2) 光通量大，所有频率同时测量，检测灵敏度高，样品用量少 可跟踪反应历程，作反应动力学研究，并可与GC、LC联用 测量频率范围宽，可达到4500400 cm-1 杂散光少，波数精度高，分辨率可达0.05/

4、cm 对温度、湿度要求不高 光学部件简单，只有一个动镜在实验中运动，不易磨损,3.1 绪论,8,分子中存在许多不同类型的振动，振动自由度应为3n-6 (线形分子为3n-5)。 振动分为两类： 伸缩振动：沿键轴方向伸缩使键长发生变化的振动，用表示。 又分为对称伸缩振动s，非对称伸缩振动as。,3.2.1 分子的振动,3.2 红外光谱的基本原理,9,弯曲振动：原子垂直于价键方向振动，引起分子内键角的改变，用表示，分为面内弯曲(平面和剪式)，面外弯曲(非平面摇摆和弯曲摇摆)。,3.2.1 分子的振动,10,对称伸缩振动,不对称伸缩振动,剪式振动,面内摇摆振动,面外摇摆振动,弯曲振动,3.2.1 分子

5、的振动,11,3.2.1 分子的振动,12,双原子分子只有一种振动形式伸缩振动,3.2.1 分子的振动,13,双原子分子的红外吸收频率,式中： k 化学键的力常数，10-5Ncm-1 折合质量，g N 阿伏加德罗常数 c 光速，31010cm/s 力常数k与键长、键能有关： 键能(大)，键长(短)，k。,振动频率与波数的关系： =振/c =1/,3.2.1 分子的振动,14,用原子的相对原子质量代替， = /6.021023。 例如：HCl单键伸缩振动 (k=4.8 N/cm),3.2.1 分子的振动,15,3.2.1 分子的振动,16,伸缩振动频率,原子质量增大（减小），振动频率降低（增高）

6、 化学键越强，振动频率越高,3.2.1 分子的振动,17,分子的振动形式,分子的振动分为两大类：伸缩振动和弯曲振动 双原子分子只有一种振动形式伸缩振动 线形多原子分子有3n-5个基本振动形式 非线形多原子分子有3n-6个基本振动形式 例如，CO2：33-5=4 H2O：33-6=3,3.2.1 分子的振动,18,有近5万个振动方式(吸收峰)，实际无规PS有40个吸收峰；等规PS有50个吸收峰，实际比理论计算少得多的原因？,n=16000,3.2.1 分子的振动,19,3.2.2 分子的红外吸收频率,理论上每一种基本振动在IR中可产生1个吸收峰，实际上IR光谱中的峰数少于基本振动数，原因是： 1

7、 振动过程中，伴随有偶极矩变化(0)的振动才能产生吸收峰(红外活性定则) (必须是能引起分子偶极矩变化的振动才能产生红外吸收光谱; 极性键通常有红外活性；对称分子中的非极性键通常没有红外活性或吸收很弱) 2 频率完全相同的吸收峰，彼此发生兼并（峰重叠）,3.2 红外光谱的基本原理,20,注意,H2、O2、N2 电荷分布均匀，振动不能产生红外吸收。,3 强、宽峰覆盖相近的弱、窄峰 4 有些峰处于中红外区之外 5 吸收峰太弱，检测不出来,3.2.2 分子的红外吸收频率,21,3.2.1 分子的振动,22,二氧化碳的IR光谱, O=C=O O=C=O O=C=O O=C=O 对称伸缩振动 反对称伸缩

8、振动 面内弯曲振动 面外弯曲振动 不产生吸收峰 2349 667 667 因此O=C=O的 IR光谱只有2349 和 667 cm-1二个吸收峰。,3.2.2 分子的红外吸收频率,23,24,3.2.1 分子的振动,25,其它红外吸收频率 除简正振动的基频以外，还存在其它的振动频率，它们的存在和振动的非谐振性有关。 包括：倍频、组合频、耦合频率、费米共振等。,基频 基频是分子吸收光子后从一个能级跃迁到相邻的高一能级产生的吸收。 =0 =1,3.2.2 分子的红外吸收频率,26,倍频 倍频(2)是分子吸收比原有能量大一倍的光子之后，跃迁两个以上能级产生的吸收峰，出现在基频峰波数n倍处。2为弱吸收

9、。（几率问题） 组合频 组合频是在两个以上基频频率之和(组频1+2)或差 ( 1 - 2)处出现的吸收峰。组合频峰均为弱峰。,3.2.2 分子的红外吸收频率,27,耦合频率 两个基团相邻且它们的振动基频相差不大时，振动的耦合引起吸收频率偏离基频，一个移向高频方向，一个移向低频方向，强度加强。 费米共振 某一种振动的基频和它自己或另一个连在一起的化学键的某一种振动的倍频或组频很接近时，可以发生耦合，这种耦合称为费米共振。,3.2.2 分子的红外吸收频率,28,3.2.3 红外吸收强度及表示方法,3.2 红外光谱的基本原理,红外光照射样品，将样品对每一种单色的吸收情况记录，得到红外光谱。,聚乙烯的

10、红外光谱图,29,纵坐标：透过率或吸光度,横坐标：波长或波数 波数是波长的倒数， ：m，1 m=10-4 cm ：cm-1,3.2.3 红外吸收强度及表示方法,30,从谱图可得信息： 1 吸收峰的位置（吸收频率） 2 吸收峰的强度，常用 VS (very strong), S (strong), M (medium), W (weak)， VW (very weak)， B (broad)，SH (sharp)，V (variable) 表示。 3 吸收峰的形状 (尖峰、宽峰、肩峰),3.2.3 红外吸收强度及表示方法,31,谱带强度决定于振动过程中偶极距变化和能级跃迁的几率。 倍频吸收：偶极

11、距变化大，但是跃迁几率小，所以强度小 浓度增大：实际上是增加了跃迁频率 基频峰强度主要取决于振动偶极距的变化 只有能引起分子或基团电荷分布不均匀的振动(偶极距的变化)才能产生红外吸收而导致能级跃迁，瞬间偶极距越大，吸收峰越强。 瞬间偶极距的大小与以下几个因素有关：,3.2.3 红外吸收强度及表示方法,32,化学键连接的两原子电负性差越大(极性越大)，伸缩运动时强度越大。C-OC-C; O-HC-H 化学键的振动形式：对分子的电荷分布影响不同，对瞬间偶极距影响不同， ass 伸缩振动强度弯曲振动强度 分子对称性：结构对称分子振动过程中，整个分子偶极距始终为0，所以无吸收峰出现。 CO2的s=0（

12、伸缩振动）,3.2.3 红外吸收强度及表示方法,33,基频、倍频和组频 1）基频峰强度大于倍频峰（跃迁几率） 2）基频峰强度大于组频（合频和差频，或泛频），一般不易识别。 3）当倍频（或组频）位于某强的基频峰附近时，吸收强度有时被强化（有时发生谱带分裂），这种倍频和基频间的振动耦合称为费米共振。,3.2.3 红外吸收强度及表示方法,34,如：环戊酮骨架伸缩振动(889cm-1)倍频与C=O的基频靠的很近，所以出现A。 当氘化后，骨架伸缩振动变为827cm-1, 其倍频峰离羰基伸缩振动基频较远，所以只出现一个如B所示羰基峰。,3.2.3 红外吸收强度及表示方法,35,氢键：使谱带强度增大，峰变宽

13、。 与偶极距大的基团共轭：C=C的吸收本来很弱，但是与C=O共轭后，两者吸收峰均大大增强；C=C-O-的双键的吸收峰强度也增加。 共轭效应使电子离域程度增大，极化程度增大，吸收强度增加。,3.2.3 红外吸收强度及表示方法,36,红外吸收强度及其表示符号,3.2.3 红外吸收强度及表示方法,37,3.2.4 影响红外光谱吸收频率的因素,分子内基团的红外吸收会受到邻近基团及整个分子其他部分的影响，也会因测定条件及样品的物理状态而改变。所以同一基团的特征吸收会在一定范围内波动。,测定条件及样品物理状态的影响,样品所处物态、制备样品的方法、溶剂的性质、氢键、结晶条件、吸收池厚度、色散系统以及测试温度

14、等均会产生影响。,3.2 红外光谱的基本原理,38,测定条件及样品物理状态的影响,通常同种物质气态的特征频率较高，液态和固态较低。 例如丙酮vC=O(气)1738 cm-1， vC=O(液)1715 cm-1。 固相测定重复性最好，用于鉴定最可靠。,诱导效应,由于邻近原子或基团的诱导效应的影响使基团中电荷分布发生变化，从而改变了键的力常数，使振动频率发生变化。例如：,3.2.4 影响红外光谱吸收频率的因素,39,由于氧的电负性大，所以氧带有一定负电荷，从而使双键的电子云偏向氧原子，如果有吸电子基团存在会使电子云中心接近双键的几何中心，使双键性增加，键力常数增大，振动频率增加。,3.2.4 影响

15、红外光谱吸收频率的因素,40,由于邻近原子或基团的共轭效应使原来基团中双键性质减弱，从而使力常数减小，使振动频率降低。例如：,共轭效应,电子具有一定流动性，所以共轭后电子离域，使共轭体系中的键长平均化，即C-C具有一定的双键性，而原先的双键键力常数变小，所以振动频率降低。,3.2.4 影响红外光谱吸收频率的因素,41,最典型的例子是酰胺的羰基吸收频率均不超过1690 cm-1 ，这是因为存在中介效应： 降低了羰基的双键性，因而吸收频率移向低波数。,中介效应(共振效应),3.2.4 影响红外光谱吸收频率的因素,42,中介效应(共振效应),为什么同样存在p-共轭且电负性相同的Cl和N原子影响不同？

16、,由于C和Cl不在同一个周期，所以p-重叠差，而后者在同一个周期，重叠好，使两个键(一个双键和一个单键)平均化，k减小，所以波数减小。 如果在同一化合物中存在诱导和共轭效应，则看哪个影响大。,3.2.4 影响红外光谱吸收频率的因素,43,氢键的影响 一般使伸缩振动谱带移向低波数，且变宽，但吸收强度增加。对于弯曲振动，氢键则引起谱带变窄，移向高波数方向。1）分子内氢键：移向低频。,(I) (生成分子内氢键) C=O(缔合) 1622 cm-1；C=O(游离) 1675 cm-1 OH(缔合) 2843 cm-1,(II) (未生成分子内氢键) C=O(游离) 1676 cm-1，1673 cm-

17、1 OH(缔合) 36153605 cm-1,3.2.4 影响红外光谱吸收频率的因素,44,2）分子间氢键：移向低频，谱带变宽变强。,0.01 M 乙醇 二聚体 1 M 多聚体 3640 3515 3350 cm-1,羰基和羟基形成氢键，会使C=O双键极性减小，k减小，移向低频。 如羧酸在气态和非极性溶剂中，在1760 cm-1出现C=O峰(游离)。在固态或极性溶剂中会出现1710 cm-1出现C=O峰(缔合二聚体)，-OH会出现在32002500 cm-1(宽而散，羧酸特征峰)。,3.2.4 影响红外光谱吸收频率的因素,45,含氢基团的氢被氘取代后，基团的吸收频率会向低波数方向移动。,环的张

18、力,环状化合物环的大小不同影响键的力常数，使环内或环上基团的振动频率发生变化。,质量效应,C=C 1645 cm-1 1610 cm-1 1565 cm-1 =C-H 3017 cm-1 3040 cm-1 3060 cm-1,3.2.4 影响红外光谱吸收频率的因素,46,空间障碍,共轭体系具有共平面的性质，当共轭体系的共平面性被破坏，共轭体系亦受到影响，吸收频率将向较高波数移动。,3.2.4 影响红外光谱吸收频率的因素,47,3.3.1 特征吸收频率,具有同一类型化学键或官能团的不同化合物，其红外吸收频率总是出现在一定的频率范围内，我们把这种能代表某基团，并有较高强度的吸收峰，称为该基团的特

19、征吸收峰(又称官能团吸收峰)。,3.3 基团的特征吸收频率,官能团区：40001300 cm-1，吸收峰较稀疏，容易辨认。 指纹区：1300600 cm-1，主要是：CC、CN、CO 等单键伸缩振动和各种弯曲振动的吸收峰，特点是谱带密集、难以辨认。,48,各种官能团的红外吸收位置,3.3.1 特征吸收频率,49,3.3.1 特征吸收频率,50,3.3.2 红外光谱分区,1 - 6区（40001300 cm-1）称为官能团(特征)区。可找出该化合物存在的官能团；特点：每一个红外吸收峰都和一定的官能团相对应。 78区称为指纹区。虽然在这个区域内的一些吸收也对应着某些官能团，但大量的吸收峰仅表明了化

20、合物的红外特征，犹如人的指纹。用来与标准谱图（或已知物谱图）进行比较，得出未知物与已知物相同或不同的结论。,3.3 基团的特征吸收频率,51,官能团区(或称基团频率区)波数范围为40001300 cm-1, 可以分为四个波段 : 1 40002500 cm-1为含氢基团X-H(X为O、N、C)的伸缩振动区，因为折合质量小，所以波数高，主要有以下五种基团吸收 : 醇、酚中O-H：37003200 cm-1，无缔合在高波数侧，峰形尖锐 (s)，缔合在低波数侧，峰形宽钝 (s)。 羧基中O-H：36002500 cm-1，无缔合在高波数侧，峰形尖锐 (s)，缔合可延伸至2500 cm-1，峰非常宽钝

21、(s)。 N-H：35003300 cm-1，伯胺有两个H，有对称和非对称两个峰(s-m)，,3.3.2 红外光谱分区,52,C-H：3000 cm-1为饱和C。 -CH3 2960 cm-1 (as)，2870 cm-1 (s) (m-s) -CH2 2925 cm-1 (as)，2850 cm-1 (s) (m-s) (这两组峰强度可判断CH3:CH2) -CH 2890 cm-1 (w) 3000 cm-1为不饱和C-H及苯环上C-H 30903030 cm-1 (强度为m) -CC-H 3300 cm-1 (m) 醛基中C-H：2820及2720两个峰 (m-s),3.3.2 红外光谱

22、分区,53,2 25002000 cm-1为叁键和累积双键伸缩振动吸收峰，主要包括CC、CN叁键的伸缩振动及累积双键的非对称伸缩振动，呈现中等强度的吸收。在此波段中还有S-H、Si-H、P-H、B-H的伸缩振动。 3 20001500 cm-1为双键的伸缩振动吸收区，这个波段也是比较重要的区域，主要包括以下几种吸收峰带。 C=O伸缩振动，出现在19601650 cm-1，是红外光谱中很特征的且往往是最强的吸收峰，以此很容易判断含有C=O的有机化合物(酮类、醛类、酸类、酯类、酸酐及酰胺、酰卤等)。,3.3.2 红外光谱分区,54,C=N、C=C、N=O的伸缩振动，出现在16751500 cm-1

23、。 在这波段区中，单核芳烃的C=C骨架振动(呼吸)呈现24个峰(中等至弱的吸收)的特征吸收峰，通常分为两组，分别出现在1600 cm-1和1500 cm-1左右，在确定有否芳核的存在时具有重要意义。 苯的衍生物在20001670 cm-1波段出现C-H面外弯曲振动的倍频或组合数。由于吸收强度太弱，应用价值不如指纹区中的面外变形振动吸收峰。如在分析中有必要，可加大样品浓度以提高其强度。,3.3.2 红外光谱分区,55,4 15001300 cm-1为饱和C-H变形振动吸收峰，CH3出现在1380及1450 cm-1两个峰，1380cm-1开叉，有两个甲基，-CH2-仅出现在1470 cm-1，-

24、CH出现在1340 cm-1。这些吸收带强度均为m至w 。,900600 cm-1这波段中较为有价值的两种特征吸收： 长碳链饱和烃，(CH2)n ，n4时，722cm-1呈现有一中至强的吸收峰，n减小时，波数变大；,指纹区：波数范围为1300600 cm-1。可分为两个波段：,3.3.2 红外光谱分区,56,苯环上C-H面外变形振动吸收峰的变化，可以判断取代情况，此区域的吸收峰比泛频带20001670 cm-1灵敏，因此更具使用价值，如图所示。 其吸收峰位置为： 无取代的苯：6个C-H，670680 cm-1，单吸收带；,3.3.2 红外光谱分区,57,苯环取代类型在20001667 cm-1

25、和900600 cm-1的谱形,3.3.2 红外光谱分区,58,单取代苯：5个C-H，690700，740750cm-1，两吸收带； 邻位双取代苯：4个C-H，740750 cm-1，单吸收带； 间位双取代苯：3个C-H，690700 cm-1，780800 cm-1，两个吸收带；另一个C-H，860cm-1，弱带，供参考； 对位双取代苯：2个C-H，800850 cm-1，单吸收带。 这些吸收带的强度为中等(有时强)。,3.3.2 红外光谱分区,59,官能团区存在原因: 含H基团的折合质量较小，含双键或叁键基团的键力常数大。 大多数基团处于端基，它们的振动受其分子剩余部分的影响小，波数较高，

26、易于与分子其它部分的振动区别。 OH，-NH2，-C=O, 它们以一个或2个键与分子相连，故分子环境对基团影响较小，同一官能团在不同分子中k变化不大，吸收峰出现在比较固定的范围，因而形成官能团区。,3.3.2 红外光谱分区,60,指纹区存在原因: 分子中不含H单键的伸缩振动及各种键的弯曲振动，由于折合质量大或键力常数较小，所以波数处于相对低的范围，它们的波数相差较小，各吸收频率的数目较多。 各个基团间相互连接易产生振动间的耦合作用，同时还存在着分子的骨架运动，所以产生大量的吸收峰。 结构上的细微变化都会导致光谱的变化，这就形成了化合物的指纹吸收。,3.3.2 红外光谱分区,61,对聚合物而言，

27、每个分子包含的原子数很多，但是聚合物是由重复单元组成的，具有大致相同的键常数，因此振动频率接近，有些还是比较简单的。 与小分子不同，还要考虑链的构象和聚集态结构，如 组成吸收带：结构单元组成，键接方式，支化交联，序列分布； 构象谱带：与链中基团构象有关，不同相态中不同。 立构规整性谱带：与链构型有关，同聚合物不同相态均含。 结晶谱带：结晶中相邻链间相互作用有关，与分子链的长程有序有关。,3.4 聚合物红外光谱的特点,62,1. 溶液铸膜法 将高分子样品溶解在适当的溶剂中，再将溶液均匀地浇在平滑的物体表面，待溶剂干后，揭下薄膜。这种方法非常有用，但要注意溶剂可能残留在薄膜中而带来假象。关键是选择

28、适当溶剂和烘干。 溶剂常选用四氢呋喃(THF)，它能溶解许多高分子，但要注意THF在贮存时易被氧化。 2. 热压成膜法 热塑性高分子可以加热压成适当厚度的薄膜。较薄的样品的厚度靠样品量和温度来控制。较厚样品则要用模型板来限制厚度。,3.5 聚合物的一般制样方法,63,3. 溴化钾压片法 适用于固体粉末样品。取少许粉末样品与100200倍重量的溴化钾在玛瑙研钵中研磨成细粉。如果高分子样品不是粉末，也可用低温研磨预先制备粉末样品，橡胶不能热压，常采用这种方法。 样品粉末要与溴化钾研磨得很均匀，避免由于颗粒不均匀产生散射而造成基线不平。由于溴化钾极易吸潮，故应在红外灯下充分干燥后才能压片，否则会在约

29、1640和3300 cm-1出现水的吸收。然后将干燥粉末放入压片模中，用油压机压制成透明的薄片。一般压力为1020 MPa，时间至少1 min。,3.5 聚合物的一般制样方法,64,1. 三要素：位置、强度、峰形 2. 同一基团的几种振动的相关峰是同时存在的 3. 解析顺序：先官能团区，后指纹区 4. 标准红外谱图的应用：如 Sadtler 谱图集,3.6 红外光谱的解析方法,65,红外光谱提供的主要信息： 在红外光谱中有很多峰(谱带)，分别对应于某个或某些基团的吸收，因此主要提供基团信息。 在获得一个谱图后，首先要审核谱带的位置，其次是谱带的强度(峰的高度或面积)，然后是谱带的宽度。这三方面

30、都能够提供分子结构的信息。,3.6 红外光谱的解析方法,66,谱带位置 基团(化学键)的特征吸收频率是红外光谱法的重要数据，是定性鉴别和结构分析的依据。 重要的官能团如OH，NH，C=O等的强特征吸收出现在13004000 cm-1，称为官能团吸收区。 9031300 cm-1称为指纹区，因为这部分的吸收常是相互作用的振动引起的，对不同的样品是独特的。这一区域主要有C-O伸缩振动的强峰。,3.6 红外光谱的解析方法,67,谱带强度 谱带强度常用来做定量计算，有时也可以用来指示某个官能团的存在。例如C-H邻近有氯原子时，强度增加。 谱带强度与分子振动的对称性有关，对称性越高，振动中分子偶极变化越

31、小，谱带强度也就越弱。比如苯，由于它的振动是对称的，在1600cm-1的谱带比较弱。但取代苯在1600cm-1附近有较强的谱带。 一般来说，极性较强的基团在振动时偶极距的变化大，都有很强的吸收。,3.6 红外光谱的解析方法,68,谱带形状 峰的形状有时也很有用。 比如酰胺的(CO)和烯的(CC)均在1650 cm-1附近有吸收，但由于酰胺基团的羰基大部分形成氢键，峰较宽，很容易和烯类相区别。,3.6 红外光谱的解析方法,69,红外光谱的解析步骤：,化合物类型的判断 有机物和无机物，饱和化合物与不饱和化合物，烯烃或芳烃。 推断可能含有的功能团 先看特征频率区(40001300)，再看指纹区(13

32、00400)。先看强峰，再看弱峰；先特征吸收峰，再找相关峰佐证。 根据吸收峰的位置、强度、形状分析各种官能团及其相对关系，推出化合物的化学结构。,3.6 红外光谱的解析方法,70,定性分析 对未知高分子谱图的鉴定主要有四种方法： 1. 将整个谱图作为分子指纹，与标准谱图作对照 2. 按高分子元素组成分组分析 3. 以最强峰为线索分组分析 4. 按流程图分析,3.6 红外光谱的解析方法,71,分子指纹图法,红外光谱是由各原子基团吸收峰组成，因此可由吸收峰确定原子基团，从而分析化学组成。对每个吸收峰进行归属是很困难。 因此最简单的方法是将测得的谱图与标准谱图对照，理论上峰强度和位置必须吻合。,3.

33、6 红外光谱的解析方法,72,目前主要的高分子红外结构谱图集主要有两种： 萨特勒(Sadtler)谱图集：美国费城萨特勒研究所编制，它分为两类：一类为纯度98%的化合物的谱图；另一种为商品光谱，包括单体和聚合物、橡胶、纤维、天然树脂、增塑剂、颜料等与高分子相关的谱图，还包括了聚合物裂解的光谱。 它有四种索引方式：对于已知物可以用分子式和字母索引；对于已知大概类型和可能的官能团，可按化学分类索引查找，该索引以官能团类别为序；对于未知物，依据谱线索引检索，该索引以第一强峰为序。,3.6 红外光谱的解析方法,73,赫梅尔(Hummel)和肖勒(Scholl)等合著的“Infrared Analysi

34、s of Polymers，Resins and Additives，An Atlas”，该书共出版了三册，第一册为聚合物的结构与红外光谱图，第二册为橡胶、塑料、纤维及树脂的红外光谱和鉴定方法，第三册为助剂的红外光谱和鉴定方法。 注意收集高分子谱图，作为检索对照。,3.6 红外光谱的解析方法,按流程图分析,74,3.6 红外光谱的解析方法,利用肯定或否定法鉴别高分子材料的流程图 (cm-1),+,-,试样 17201740 (非常强),1493, 1587, 1600 (中),1493, 1587, 1600 (中),+,-,12121333 (强),14291449 (中),+,-,1538

35、 (强),+,聚氨酯,-,醇酸树脂，聚碳酸酯,纤维素酯类(含苯环者),+,-,690 (中),+,VC和VAc或丙烯酸酯的共聚物,-,2240 (强),+,-,AN和MMA的共聚物,PVAc,75,3.6 红外光谱的解析方法,14291449 (中),-,1053 (强),+,-,纤维素酯类,3333 (中),+,-,1538 (强),+,-,聚氨酯(脂族),聚酯类,719, 730 (中),+,-,1030 (强),+,-,乙烯和丙烯酸酯共聚,乙烯和VAc共聚,1150, 1190, 1240, 1265 (强),+,-,聚甲基丙烯酸酯类,聚丙烯酸酯类,76,3.6 红外光谱的解析方法,+,

36、-,酚醛树脂,3333 (强),+,-,746, 823 (中),+,-,10001111 (非常强，宽),-,-,1493, 1587, 1600 (中),-,3333 (强),1105, 1150,+,-,双酚A型聚砜,双酚A型环氧树脂,聚苯基硅氧烷,+,-,699, 753 (强),+,1190 (强),+,-,聚苯醚,聚乙烯基咔唑,915, 970, 998 (强),+,2240 (强),1780, 1860 (很强),77,3.6 红外光谱的解析方法,2240 (强),1780, 1860 (很强),-,+,+,915, 970, 998 (强),+,-,ABS共聚物,丁二烯和苯乙烯

37、共聚物,+,-,St和马来酸酐共聚物,PSt,聚甲基苯乙烯,-,3333 (强),16391667 (很强),14291449 (强),-,+,1538 (强),848 (中),-,+,1111 (强),-,+,聚酰胺,-,+,聚四氢呋喃,1680 (中),-,+,聚丙烯酰胺,+,-,聚乙烯基吡咯烷酮,硝酸纤维素,3200, 3333 (弱),78,3.6 红外光谱的解析方法,814 (中),-,+,-,848 (中),+,-,三聚氰胺类,聚乙二醇，聚乙烯醇及其缩醛,纤维素醚类,-,2230 (很强),14291449 (强),-,+,650 (中),1650 (强),-,+,-,+,偏氯乙烯

38、和AN共聚物,541, 820, 1518 (中),-,+,双烯类橡胶,+,聚对二甲苯,-,聚丙烯,聚氯乙烯,聚丙烯腈,+,690 (中),-,+,PVDC, CPE, 聚硫类,1111 (非常强，宽),971, 998, 1160 (强),-,79,3.6 红外光谱的解析方法,-,1266 (很强),-,+,2857 (非常强),-,+,聚甲基硅氧烷,500 (中),-,+,聚乙烯,971 (强),-,+,聚三氟氯乙烯,-,聚异丁烯,聚氟乙烯,聚丙烯腈,+,719, 730 (强),-,+,F46,1111 (非常强，宽),2980, 3020 (弱),聚偏二氟乙烯,-,+,990 (中),

39、-,+,聚四氟乙烯,80,3.6 红外光谱的解析方法,利用肯定或否定法鉴别弹性体的流程图 (cm-1),+,-,弹性体试样 17101740 (很强),15901600, 16151620 (中),2860, 2930 (非常强),+,-,1730 (很强),1160 (很强),+,-,聚酯型聚氨酯,聚醚型聚氨酯,EA-乙烯基-2-氯乙基醚共聚物,乙烯-VAc共聚物,1700, 1730 (很强, 宽),1020 (强),+,-,乙烯-MA共聚物,81,3.6 红外光谱的解析方法,+,-,氯磺化聚乙烯,1365 (很强),+,-,1160, 1255 (中),+,-,910, 970 (很强)

40、,-,2860, 2930 (非常强),-,10001200 (很强),聚异丁烯，氯化聚异丁烯,+,-,+,2240 (中),+,-,丁苯橡胶,聚丁二烯(顺1,4为主),1430, 1445 (很强),+,700, 760 (强),+,-,丁腈橡胶,天然橡胶，异戊橡胶,氯丁橡胶,-,乙丙橡胶,840, 890 (强),82,3.6 红外光谱的解析方法,+,+,800 (非常强) 900 (很强),+,-,940, 1020, 1060, 1105, 1150 (很强),-,10001200 (很强),聚环氧氯丙烷,硅橡胶(含苯环),硅橡胶(含苯环),1120 (非常强),聚偏二氟乙烯,1160

41、 (非常强),+,+,+,聚偏二氟乙烯-全氟丙烯共聚物,1160, 1200 (非常强),聚硫橡胶,83,3.6 红外光谱的解析方法,利用主要谱带鉴别高分子的流程图 (cm-1),+,-,试样 1725,(1490, 1590, 1600),(1490, 1590, 1600),+,-,1220, 1540, 1695 聚氨酯 1220, 1540, 1695, 1735, 3330 聚酯型聚氨酯 1110, 1220, 1540, 1695, 3330 聚醚型聚氨酯 705, 740, 1075, 1120, 1230 邻苯二甲酸的聚酯和醇酸树脂 725, 867, 1110, 1265 对

42、苯二甲酸的聚酯和醇酸树脂 725, 1230, 1300 间苯二甲酸的聚酯和醇酸树脂 830, 1235, 1775 聚碳酸酯 1718, 1780 聚酰亚胺 700, 760, 1080, 1225, 1790, 1860 苯乙烯-马来酸酐共聚物,84,3.6 红外光谱的解析方法,+,(1490, 1590, 1600),-,1025, 1235, 1430 聚醋酸乙烯酯 11501190, 1240, 1265 聚甲基丙烯酸酯类 11501190, 1250 聚丙烯酸酯类 11101050(宽), 1230 醋酸纤维素 11101050(宽), 1170 其他未共轭的纤维素酯类,85,3.

43、6 红外光谱的解析方法,利用主要谱带鉴别高分子的流程图 (cm-1),-,(1490, 1590, 1600),+,670910, 1220, 3330 酚醛树脂 10001110, 1430 聚苯基硅氧烷 826, 1180, 1235 双酚A型环氧树脂 700, 780, 814 聚乙烯基甲苯 700, 760 聚苯乙烯 700, 760, 970, 2260 ABS 833, 1165, 1250, 1320 双酚A型聚砜 855, 1190 聚苯醚 560, 700, 820, 1010, 1075, 1095 聚苯硫醚,-,86,3.6 红外光谱的解析方法,-,(1490, 1590

44、, 1600),1100(宽), 1430, 3330 聚乙烯醇 11501220(双) 聚四氟乙烯 1110(宽) 聚乙烯醇缩醛类和聚乙烯基醚类 9101000, 11201250 聚三氟氯乙烯 720730(双), 1380, 1470, 2920 聚乙烯 800, 10001110, 1265 聚甲基硅氧烷 970, 1160, 1380, 1470, 2920, 2950 聚丙烯 910(宽), 935, 1110, 1240 聚甲醛 2260 聚丙烯腈 1110(宽), 1470, 2880 聚乙二醇 1540, 1640, 3300 聚酰胺和脲醛树脂 1110(宽), 1370, 1470, 2880, 2980 聚氧化丙烯 813, 1540, 3420 蜜胺树脂 10501160(宽), 3450(宽) 纤维素 826, 1540 苯并胍胺甲醛树脂 10501110(宽) 纤维素醚类 690, 1430 聚氯乙烯 834, 100010601160(宽), 1280, 1640 硝酸纤维素 1050(双), 1400 聚偏二氯乙烯 740, 1450, 2940, 3010 顺1,4-聚丁二烯 830, 8