ABS接枝聚合物红外光谱分析的制样方法研究

赵金德，等．ＡＢＳ接枝聚合物红外光谱分析的制样方法研究
・４５。
ｈ反应结束后，胶乳经凝聚后洗涤、干燥得到
制样对比，峰干涉现象明显减少。通过重复测试 实验，结果表明该方法重复性较好。裂解法是通 过加热的方式将高聚物大分子链断开，生成具有 高聚物表征的裂解小分子碎片混合物，是当前分 析橡胶、树脂等高聚物结构与组成的一种有效辅 助制样手段。另一方面，裂解过程随聚合物受热 温度及受热时间的不同，裂解程度也有所不同，同 时因裂解过程发生了化学反应，样品的组成和结 构与裂解产物的关系，有时不能象其它分析方法 那样一一对应，所以妨碍了对某些样品的分析和 研联结构
的物质可以采用裂解制样方法［６］，将交联的分子
链打断，形成容易制样的物质，间接对原聚合物进 行红外分析。 将１ ｇ左右的ＡＢＳ接枝聚合物放人裂解管 中，首先烘烤裂解管试样上端，然后用酒精灯外焰 对试样进行裂解，部分裂解产物挥发排出，部分凝 于管壁。取管壁凝结物，均匀涂于ＫＢｒ盐片上， 用红外灯对涂膜的ＫＢｒ盐片烘干后可直接测试。
２．２裂解法
的丙酮中，震荡１ ｈ，将ＡＢＳ接枝聚合物与丙酮分 散成相对均匀的淤浆状混合物，快速将混合物涂 布于平整的铝箔上，加热使丙酮挥发，形成ＡＢＳ 接枝聚合物薄膜。 涂膜制样的红外分析结果见图３。与裂解制 样峰型相近，但涂膜时的膜厚不易控制，导致透光 率下降，吸收峰基线波动较大。与裂解法制样操 作过程相比，涂膜制样法存在操作时间长、操作过 程复杂、制得样品厚度不好控制等弊端，影响测试 结果的重复性。
波数／ｃｍ＿１
波数／∞一。
图ｚ……一…鳓…果
裂解制样的红外光谱峰形较好，与研磨压片
待聚喜翥囊翥嚣篇嚣淼
图３
ＡＢＳ接枝聚合物涂膜制样红外分析结果
２・４热压片淳
膜，用于红外分析。该方法很难控制样膜厚度，对
万方数据
・４６・
弹性体
第２３卷
操作者熟练度要求较高。利用ＡＢＳ接枝聚合物 高温下具有一定成型能力的特点，采用平板硫化 机可同时提供压力和温度的功能制样。 将ＡＢＳ接枝聚合物均匀撒在铝箔上，平板硫 化机上下模板温度设置为２００℃，保压时间５
１
１．１
也不断增加。为深人了解ＡＢＳ树脂的结构组成， 包括红外光谱测试在内的分析方法是常用的剖析 手段。杨文潮等［２］运用近红外光谱研究了ＡＢＳ 树脂氮含量的分析方法，胡俊梅［３］运用红外光谱 分析了ＰＥＴ／ＡＢＳ合金中分子结构。 红外光谱分析过程中，样品的制备方法是关 键环节，对不同状态、不同性质的各种物质的红外
２．３涂膜法
橡胶质量分数为６０％的ＡＢＳ接枝聚合物。
２结果与讨论
２．１
ＫＢｒ压片法
将ＡＢＳ接枝聚合物与光谱纯ＫＢｒ碎晶混 合，经过研磨压片后进行红外测试，结果见图１。
涂膜法也是红外分析常用的制样方法。吴静 等［１０］对橡胶样品采用涂膜法制样，将橡胶样品溶
渡致／ｃｍｌ
图１
解于溶剂中，然后滴加到ＫＢｒ盐片上，烘干形成 一层薄膜后再进行红外光谱测试。由于ＡＢＳ接 枝聚合物是交联的橡胶，并且接枝有ＳＡＮ树脂， 它不溶于任何溶剂，因此只能采用溶剂分散淤浆
Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ
ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ＡＢＳ－ｇｒａｆｔｉｎｇ ｐｏｌｙｍｅｒ
ｓａｍｐｌｅ
ｆｏｒ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ
Ｚｈａｏ Ｊ ｉｎｄｅｌ，Ｙｕ Ｐｉｎｇｒ２，Ｓｏｎｇ Ｚｈｅｎｂｉａ０１，Ｇｏｎｇ Ｌｉｂ０１，Ｌｉ Ｙｉｍｉｎ９１ （１．Ｒｅｓｅａｒｃｈ ２．Ｄｅｐｔｒｔｍｅｎｔ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ
将取自生产装置的聚丁二烯胶乳（ＰＢＬ）和其 它助剂放人１０ Ｌ三Ｅｌ聚合瓶中，通过搅拌混合均 匀，按配方比例加人苯乙烯、丙烯腈及分子质量调 节剂，将聚合瓶放入水浴箱中升温至６５℃，加人引 发剂，反应出现峰温后将水浴温度升到７０～８０℃， 连续补加苯乙烯、丙烯腈、乳化剂的混合物，经
万方数据
第６期 １～２
厚度不均匀，红外分析结果偏差较大。
压力５ ＭＰａ，可压制出透明薄膜，由于ＡＢＳ接枝 聚合物的橡胶含量较高，流动性较差，成膜不连 续，平均厚度约为０．１６ ｍｍ，其红外分析结果见图 ４。由于样品厚度过厚，出现平头吸收峰，很难分 辨出各种官能团的特征峰，同时由于样品中的游 离ＳＡＮ在热压片过程析出并聚集，导至２ ｃｍ＿１特征峰明显加强，测试结果偏差较大。
abs接枝聚合物红外光谱分析的制样方法研究kbr压片法制备的样品测试效果不理想探索一种准确高效的制abs接枝聚合物红外定性或定量分析具有重要abs接枝聚合物红外光谱分析过程中不同制样方法对分析结果的影响热压片法等制样过程以及相应的红外光谱分析结果寻求一种最佳的制样分析方法裂解法适合高橡胶含量的abs接枝聚合物制样该方法制样快捷红外光谱分析结果重复性常规溶剂红外光谱研究了absabs树脂两相结构中12shintometalindustries13abs接枝聚合物制备发剂反应出现峰温后将水浴温度升到7080
摘要：由于丙烯腈一苯乙烯一丁二烯共聚物（ＡＢＳ）橡胶含量较高，采用传统ＫＢｒ压片法制备的样品 测试效果不理想，探索一种准确高效的制样方法，对于ＡＢＳ接枝聚合物红外定性或定量分析具有重要 意义。本文研究了ＡＢＳ接枝聚合物红外光谱分析过程中不同制样方法对分析结果的影响，通过对比涂 膜法、裂解法、热压片法等制样过程以及相应的红外光谱分析结果，寻求一种最佳的制样分析方法。结 果表明，裂解法适合高橡胶含量的ＡＢＳ接枝聚合物制样，该方法制样快捷，红外光谱分析结果重复性 较好。 关键词：ＡＢＳ接枝聚合物；红外光谱分析；样品制备 中图分类号：ＴＱ ３２５．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００５—３１７４（２０１３）０６—００４４—０３
２３７
参考文
献
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研究・开发
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ＣＨＩＮＡ ＥＬＡＳＴＯＭ［ＥＲＩＣＳ
ＡＢＳ接枝聚合物红外光谱分析＿的制样方法研究
赵金德１，于平２，宋振彪１，宫立波１，李一明１
（１．中国石油吉林石化公司研究院，吉林吉林１３２０２１；２．中国石油吉林石化公司工程造价部，吉林吉林１３２０２１）
ｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ，ｈｏｔ
ｐｏｌｙｍｅｒ
ｓａｍｐｌｅ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｈａｄ ｈｉｇｈ ｓａｍｐｌｅ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＡＢＳ－ｇｒａｆｔｉｎｇ
ｒａｔｅ
ａｎｄ ｒｅｐｅａｔａｂｉｌｉｔｙ．
涂膜法。 将１ ｇ左右的ＡＢＳ接枝聚合物溶解在５０ ｍＬ
ＡＢＳ接枝聚合物ＫＢｒ压片红外分析结果
图１中在４ ０００ ｃｍ一１、１ ７５０ ｃｍ一１、５００ ｃｍ一１ 附近的干涉峰严重，且基线波动较大，说明压片的
样品颗粒不均匀，存在大颗粒橡胶粒子，造成红外
光谱效果不佳。ＡＢＳ接枝聚合物橡胶质量分数 在６０％左右，样品呈弹性，很难将样品研磨分散 成尺寸合适的小颗粒，造成压片分散不均匀，是产 生该现象的主要原因。
Ｓ，
（２）裂解法制备ＡＢＳ接枝聚合物样品能够 获得相对清晰的红外谱图，可以获得较好的重复 性和检测结果，适合ＡＢＳ接枝聚合物的红外分 析，但裂解制样过程稍复杂，影响因素较多，实验 方法的标准化较难。 （３）丙酮分散ＡＢＳ接枝聚合物涂膜法制备 的样品存在膜厚不均匀、膜厚很难控制的缺点，红 外分析结果不理想，且操作周期较长。 （４）由于ＡＢＳ接枝聚合物的橡胶含量较高， 流动性较差，热压片法制备的红外光谱测试样品
制样方法也不同。常用的制样方法有流延薄膜 法、热压薄膜法、ＫＢｒ压片法、切片法、糊状法、溶
实验部分
原料
ＡＢＳ树脂：０２１５Ａ，吉林石化公司；ＡＢＳ接枝 聚合物：实验室制备；ＳＡＮ：吉林石化公司；ＫＢｒ 盐片：天津盛达三合光学仪器有限公司；光谱纯 ＫＢｒ碎晶：四川自贡化学研究院。
１．２仪器设备
液法以及液体样品的液膜法、气体样品的气体池 法等［４－６］。对于常规固体物质，通常采用ＫＢｒ压 片制样法，制样过程需要把样品研磨成２＃ｍ以下 颗粒［７｜，再与ＫＢｒ或高密度聚乙烯混合压片，颗 粒尺寸太大测试谱图上会出现散光背景，特别是 在高波数区，而且会造成吸收峰变形。 ＡＢＳ接枝聚合物作为ＡＢＳ树脂两相结构中 的橡胶相，是一种核壳结构聚合物，聚丁二烯橡胶 粒子作为核层，周围接枝上ＳＡＮ树脂层，同时还 混有部分丙烯腈和苯乙烯共聚生成的游离苯乙
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７５．
波数＇ＣＦＩ］
图４
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ＡＳＳ接枝聚合物热压制样
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３结论 （１）由于ＡＢＳ接枝聚合物是橡胶含量高的 一种高分子聚合物，具有一定弹性，常规制样条件 下很难将样品研磨成均匀的细颗粒，因此用ＫＢｒ 压片法不适合ＡＢＳ接枝聚合物的红外光谱分析。
ｏｆ Ｊｉｌｉｎ
Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ
ｏｆ
Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
Ｃｏｓｔ ｏｆ
Ｃｏｍｐａｎｙ，ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ，Ｊｉｌｉｎ １３２０１２，Ｃｈｉｎａ； Ｊｉｌｉｎ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ，Ｊｉｌｉｎ １３２０１２，
Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡＢＳ－ｇｒａｆｔｉｎｇ ｐｏｌｙｍｅｒ ｈａｓ ｈｉｇｈ ｒｕｂｂｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ，ＳＯ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ＫＢｒ ｐｅｌｌｅｔ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｈａｖｅ ｎｏ ｉｄｅａｌ ｔｅｓｔ ｅｆｆｅｃｔｓ．Ｔｏ ｄｅｖｅｌｏｐ ａ ｃｏｒｒｅｃｔ ａｎｄ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｓａｍｐｌｅ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｆｏｒ ｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅ ｏｒ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ＡＢＳ－ｇｒａｆｔｉｎｇ ｂｙ ｉｎｆｒａｒｅｄ
ｐｏｌｙｍｅｒ
ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓａｍｐｌｅ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ
ｐａｐｅｒ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｆｉｎｄ ａｎ
ｏｎ
ｔｈｅ
ｔｅｓｔ
ｒｅｓｕｌｔｓ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ
ｏｐｔｉｍａｌ ｓａｍｐｌｅ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｂｙ ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏａｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ，ｃｒａｃｋ— ｔｈｅｉｒ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｆｒｏｍ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ． ｍｅｔｈｏｄ，ｅｔｃ．，ａｎｄ ｐｒｅｓｓ Ｔｈｅ ｒｅＳＨｈｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｒａｃｋｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｆｉｔ ｗｅｌｌ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｒｕｂｂｅｒ ｃｏｎｔｅｎｔ ＡＢＳ－ｇｒａｆｔｉｎｇ
丙烯腈一苯乙烯一丁二烯共聚物（ＡＢＳ）综合性 能优良，广泛应用于电子、电器、建筑、交通等行
业［１］。随着应用领域的增加，ＡＢＳ树脂产品品种
烯一丙烯腈共聚物（ＳＡＮ）［８］。由于ＡＢＳ接枝聚合 物组成的特殊性，很难通过研磨后ＫＢｒ压片法制 备样品，也很难完全溶解于常规溶剂，因此在红外 光谱分析的样品制备过程中难度较大，相关的研 究报道较少。为此，针对高胶含量的ＡＢＳ接枝聚 合物，进行红外光谱分析制样方法探索工作，是正 确解析ＡＢＳ接枝聚合物的关键。
收稿日期：２０１３—０７—１６ 作者简介：赵金德（１９７４一），男，吉林省吉林市人，高级工程 师，主要从事高分子合成领域方面的研究工作。
平板硫化机：ＮＦ－３７型，日本ＳＨＩＮＴＯ
ＭＥＴＡＬ ＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳ有限公司；红外光谱仪： ＩＲＰｒｅｓｔｉｇｅ－２１，日本岛津公司。
１．３
ＡＢＳ接枝聚合物制备