红外分析实例
红外光谱法及其实例介绍
红外光谱法1. 试样的准备是整个光谱测定中极其重要的一步，因由杂质而引起的光谱吸收可以掩盖表面活性剂官能团的光谱吸收，或者导致吸收带的错误分布。
①试样中的无机盐、未转化的碱性物质、非表面活性剂物质、溶剂、水分（3300cm-1 1640cm-1）要设法去除②阴、阳离子和两性表面活性剂中含有金属、卤素反离子可能干扰分析，用离子交换树脂除去③阳离子表面活性剂中存在硫酸二甲酯或硫酸二乙酯或短链羧酸阴离子应尽量除去，否则会大大增大分析工作的复杂性④反离子可以从离子交换树脂柱上洗脱，并进行分析。
⑤混合活性物体系可用离子交换法进行分离注：在某些情况下(特别是在分子中可能存在羧酸时)，可以分别获得在酸性和碱性pH下试样的红外光谱图。
表面活性剂水溶液的pH用NaOH或HCl调节至适当值，将水分蒸发干，残渣在50℃真空烘箱中细心地干燥以后再用于分析。
2. 操作步骤如果试样不是低熔点固体，最好用KBr压片法测定。
将1份经仔细碾碎了的试样与大约20份碾碎了的KBr混合(在碾磨时，可以加几点氯仿，以保证内部混合均匀)。
如果试样是液体，则制成薄膜3. 光谱解析要从红外谱图中获得被测物的准确分子结构，还必须与标准物质或标准红外谱图进行对照。
(1) 肥皂肥皂在1568cm-1呈特征吸收。
近羧基的碳链上引入吸电性基团，则特征吸收移向高波数。
由羧酸盐水解为羧酸时，此吸收消失，而出现1710cm-1吸收。
硬脂酸钠（KBr法）（2）磺酸盐和硫酸(酯)盐十四烷基硫酸盐（KBr法）链烷磺酸钠（KBr法）月桂基聚氧乙烯醚（3EO)硫酸钠（液膜法）烷基硫酸酯(AS)以1245cm-1、1220cm-1的强吸收，1085cm-1和835cm-1的吸收为特征。
AES（月桂基聚氧乙烯醚硫酸钠）：除1220cm-1附近吸收外，在1120cm-1附近有宽吸收，随着环氧乙烷(EO)加合数增加，1120cm-1吸收带增强。
壬基酚聚氧乙烯醚（5EO)硫酸钠（液膜法）支链和直链烷基苯磺酸除1180cm-1的强而宽的吸收外，还有1600cm-1、1500cm-1和900-700cm-1的芳香环吸收，1135cm-1和1045cm-1的-SO3吸收为特征支链烷基苯磺酸钠（KBr法）直链烷基苯磺酸钠（KBr法）支链烷基苯磺酸钠（KBr法）琥珀酸乙基己基二酯-2＇-磺酸钠（KBr法）C18-α-烯基磺酸钠（KBr法）(3) 磷酸(酯)盐烷基磷酸(酯)盐有1290~1235cm-1和1050~970cm-1 (主要在1030~1010cm-1）(p-o-c)两处宽而强的吸收。
红外光谱(最全-最详细明了)
1. 收集谱图数据
通过红外光谱仪获取样品的光 谱数据。
3. 峰识别与标记
识别谱图中的特征峰，并对其 进行标记。
5. 结果输出
得出样品成分的红外光谱解析 结果。
谱图解析技巧
1. 峰归属参考
查阅相关资料，了解常见官能团或分子结构 的红外光谱峰归属。
3. 多谱图比对
将待测样品谱图与标准样品谱图进行比对， 提高解析准确性。
红外光谱与其他谱学的联用技术
红外光谱与拉曼光谱联用
拉曼光谱可以提供分子振动信息，与红外光 谱结合，可更全面地解析分子结构和化学组 成。
红外光谱与核磁共振谱联用
核磁共振谱可以提供分子内部结构的详细信息，与 红外光谱结合，有助于深入理解分子结构和化学键 。
红外光谱与质谱联用
质谱可以提供分子质量和结构信息，与红外 光谱结合，有助于对复杂化合物进行鉴定和 分析。
红外光谱在大数据与人工智能领域的应用
红外光谱数据的处理与分析
利用大数据技术对大量红外光谱数据进行处理、分析和挖掘，提取有用的化学和物理信息 。
人工智能在红外光谱中的应用
利用人工智能技术对红外光谱数据进行模式识别和预测，提高红外光谱的解析能力和应用 范围。
红外光谱数据库的建立与完善
建立和完善红外光谱数据库，为科研和工业界提供方便、快捷的红外光谱查询和服务。
分子振动与转动能级
1 2
分子振动
分子中的原子或分子的振动，产生振动能级间的 跃迁。
转动能级
分子整体的转动，产生转动能级间的跃迁。
3
振动与转动能级间的耦合
某些特定的振动模式会导致分子的转动能级发生 跃迁。
红外光谱的吸收峰与跃迁类型
吸收峰
由于分子振动或转动能级间的跃迁，导致光谱上出现暗线或 暗带。
红外吸收光谱分析法FTIR
光谱解析难度大
红外光谱的复杂性较高，需要专业的 知识和技能进行解析，对分析人员的 要求较高。
仪器成本高
FTIR仪器的制造成本较高，使得其普 及和应用受到一定限制。
测试时间较长
与一些其他分析方法相比，FTIR的测 试时间可能较长，需要更多的时间来 完成分析。
未来发展前景
提高检测灵敏度和分辨率 通过改进仪器性能和技术，提高 FTIR的检测灵敏度和分辨率，使 其能够更好地应用于微量样品和 高精度分析。
环境监测
FT-IR可以用于环境监测领域， 如气体分析、水质分析、土壤
分析等。
02 ftir仪器组成
光源
光源是红外傅里叶变换红外光 谱仪（ftir）中的重要组成部分， 负责提供足够能量和合适波长 的红外辐射。
常见光源有硅碳棒、陶瓷气体 放电灯、远红外激光等。
光源的选择直接影响ftir的灵敏 度和分辨率，因此需要根据实 验需求选择合适的光源。
小型化和便携化 为了方便现场快速检测和实时监 测，FTIR仪器的小型化和便携化 成为一个重要的发展方向。
拓展应用领域 随着FTIR技术的不断成熟和普及， 其应用领域将会进一步拓展，包 括生物医学、环境监测、食品安 全等领域。
智能化和自动化 通过引入人工智能和自动化技术， 实现FTIR分析的智能化和自动化， 提高分析效率和准确性。
基频峰
分子振动能级跃迁产生的谱线，是红外光谱中最 强的峰。
特征峰
与分子中特定化学键或振动模式对应的峰，可用 于鉴定化合物结构。
谱图解析方法
峰位置分析
通过分析峰的位置，确定特定化学键或基团的存在。
峰强度分析
通过分析峰的强度，了解分子中特定化学键或基团的相对含量。
峰形分析
红外原理及实例分析
红外原理及实例分析红外技术，作为近年来快速发展的一项重要技术，已经广泛应用于各个领域。
本文将介绍红外技术的原理，并且通过实例分析展示红外技术在不同领域中的应用。
一、红外技术的原理红外技术是基于物体或物质发射、反射、透过红外辐射而产生的现象，利用红外辐射的特性进行检测和控制。
其原理可以分为以下几个方面：1. 热量辐射原理：所有温度高于绝对零度的物体都会辐射出热量。
根据物体的温度，会产生不同波长的红外辐射。
利用红外技术可以对物体的温度进行测量和控制。
2. 红外传感原理：物体的温度存在差异时，热量的分布也会有所不同。
红外传感器可以根据接收到的红外辐射强度来判断物体的温度差异，从而实现测温和红外图像的观察。
3. 红外反射原理：物体对红外光有不同的反射特性。
红外传感器可以通过接收红外光的反射情况来判断物体的位置、形状和物质成分。
二、红外技术在安防领域的应用实例红外技术在安防领域中的应用非常广泛。
以下是几个例子：1. 红外感应报警系统：通过安装红外传感器，可以实现对入侵者的及时探测。
当红外传感器检测到有人进入监控区域时，会自动触发报警器，发送警报。
2. 红外摄像监控系统：红外摄像机能够在低光环境下拍摄高质量的监控画面。
在夜间或低照度环境中，红外摄像机会利用红外辐射发射出来的热量进行拍摄，确保监控画面的清晰度和可视性。
3. 红外人脸识别技术：红外人脸识别技术是一种基于脸部红外热图进行人脸识别的方法。
相比传统的摄像头，红外热图可以突破光线、角度等限制，提高识别准确性和安全性。
三、红外技术在医疗领域的应用实例红外技术在医疗领域也有着重要的应用。
以下是几个例子：1. 红外体温计：红外体温计通过测量人体发射的红外辐射来测量体温。
相比传统的温度计，红外体温计不需要直接接触人体，避免了交叉感染的风险。
2. 红外光治疗仪：红外光治疗仪利用红外辐射的温热效应，可以促进血液循环，缓解疼痛，促进伤口修复等。
在康复治疗、美容护理等方面有广泛的应用。
红外分析实例
图1 是SBS 红外光谱图, 可以看出2921cm-1、2846cm-1为- CH2- 的伸缩振动吸收峰, 1601cm-1、1493cm-1为苯核的动吸收峰, 699cm-1、757cm-1为单取代苯环的振动吸收峰, 966cm-1为C=C 的扭曲振动吸收峰, 911cm-1为=CH2面外摇摆振动吸收峰。
从图2、图 3 可以看出各特征峰所对应的基团:2924cm-1、2853cm-1为- CH2- 的伸缩振动吸收峰, 2960cm-1为- CH3伸缩振动吸收峰,1460cm-1为- CH2- 的剪式振动吸收峰, 1377cm-1为- CH3剪式振动吸收峰。
由图1可见，基质沥青红外光谱图中出现了3处吸收峰，其中波数650～910cm-1区域是苯环取代区，出现的几个吸收峰是由苯环上C-H面外摇摆振动形成的；而波数1375cm-1和1458cm-1处的吸收峰则由C-CH3和-CH2-中C-H面内伸缩振动形成的；波数2800～3000cn-1范围内的吸收峰比较强，是环烷烃和烷烃的C-H 伸缩振动的结果，由-CH2-伸缩振动形成的。
由全波段的红外光谱（图3）可知，改性沥青与基质沥青在2800～3000cm-1左右出现的强吸收峰带基本相同，吸收峰的位置没有发生变化。
就改性沥青而言，整个功能团没有发现新的吸收峰，但吸收峰的强度随SBD改性剂含量的增大而略有增强。
由650～1100cm-1波区的红外光谱（图\4、图5）可知，在指纹区改性沥青与基质沥青的吸收峰存在明显差异，即在波数690～710cm-1和950～980cm-1处，SBS改性沥青的红外波区吸收相对较强，并在966.1cm-1和698cm-1处出现了吸收峰，虽然波数698cm-1的绝对吸收峰值较波966.1cm-1处的大，但波数966.1cm-1处的吸峰特征更为明显。
每种物质分子都有一个由其组成和结构所决定的红外特征吸收峰，它只吸收一些特定波长的红外光。
红外分析实例
图1 是SBS 红外光谱图, 可以看出2921cm-1、2846cm-1为- CH2- 的伸缩振动吸收峰, 1601cm-1、1493cm-1为苯核的动吸收峰, 699cm-1、757cm-1为单取代苯环的振动吸收峰, 966cm-1为C=C 的扭曲振动吸收峰, 911cm-1为=CH2面外摇摆振动吸收峰。
从图2、图 3 可以看出各特征峰所对应的基团:2924cm-1、2853cm-1为- CH2- 的伸缩振动吸收峰, 2960cm-1为- CH3伸缩振动吸收峰,1460cm-1为- CH2- 的剪式振动吸收峰, 1377cm-1为- CH3剪式振动吸收峰。
由图1可见，基质沥青红外光谱图中出现了3处吸收峰，其中波数650～910cm-1区域是苯环取代区，出现的几个吸收峰是由苯环上C-H面外摇摆振动形成的；而波数1375cm-1和1458cm-1处的吸收峰则由C-CH3和-CH2-中C-H面内伸缩振动形成的；波数2800～3000cn-1范围内的吸收峰比较强，是环烷烃和烷烃的C-H 伸缩振动的结果，由-CH2-伸缩振动形成的。
由全波段的红外光谱（图3）可知，改性沥青与基质沥青在2800～3000cm-1左右出现的强吸收峰带基本相同，吸收峰的位置没有发生变化。
就改性沥青而言，整个功能团没有发现新的吸收峰，但吸收峰的强度随SBD改性剂含量的增大而略有增强。
由650～1100cm-1波区的红外光谱（图\4、图5）可知，在指纹区改性沥青与基质沥青的吸收峰存在明显差异，即在波数690～710cm-1和950～980cm-1处，SBS改性沥青的红外波区吸收相对较强，并在966.1cm-1和698cm-1处出现了吸收峰，虽然波数698cm-1的绝对吸收峰值较波966.1cm-1处的大，但波数966.1cm-1处的吸峰特征更为明显。
每种物质分子都有一个由其组成和结构所决定的红外特征吸收峰，它只吸收一些特定波长的红外光。
红外分析法
5、双键伸缩振动区（1690—1500cm-1） 主要包括 C=C ， C=N ， N=N ， N=O 等伸缩振动以及苯 环的骨架振动（υC=C）。各类双键伸缩振动见表3-7,P56 。 一般情况下，υC=C比较弱，甚至观察不到。分子 几何对称性增大，吸收强度减弱，不对称性增强时， 吸收峰较强。 共轭作用将使υC=C吸收强度提高，同时由于共轭 降低了C=C键的力常数，因此将引起吸收峰向低波数
1450cm-1的吸收峰常被取代基-CH3的弯曲或剪式振动所
重叠。1600 cm-1和1500 cm-1附近的这两个峰是鉴别
芳核存在的重要标志之一。
各种稠环芳烃的υC=C吸收位置的变化范围要宽一 些，一般在1650—1600 cm-1和1525—1450 cm-1处出现 吸收峰。 NO2有对称和不对称伸缩振动,对称的υN=O为1358— 1255 cm-1,不对称的υN=O为1655—1510 cm-1，这两个 峰非常强，很容易分辨。 脂肪族硝基化合物的这两个峰分别位于1560 cm-1
叔铵盐：2700—2500 cm-1 VS
再根据1600—1500cm-1区的N-H弯曲振动吸收，则
可区分仲铵盐和叔铵盐(叔铵盐在该区无吸收)。
作为取代基时-NH2称氨基，作为官能团时称胺，N
上带正电荷时称铵；例如：CH3NH-甲氨基；CH3NH2甲
胺；CH3N+H3Cl-氯化甲（基）铵。
羧酸中的OH基形成氢键能力强,一般以二聚存在
CH3CH2CH2 O C NH2
为了避免干扰，常通过化学反应，将胺变成铵盐， 然后测铵盐的 IR谱。方法：在惰性溶剂中通入干燥的 HCl气体，使胺生成氯化铵盐。 铵盐的 IR谱特征：吸收峰位置向低波数一端移动，且 具有强的宽吸收带。 一般， 伯铵盐：3000—2500 cm-1 VS 仲铵盐：2700—2500 cm-1 VS
红外光谱分析方法
ν C O 1235 cm 1
该化合物为结构 2
练习
(书后P276题15) (书后P276题15)
ν φ H 3030
ν
as CH 3
ν C =(芳) 1588 , 和1471 1494 C
2925
as δ CH 3
s δ CH 3 1380 1442 ν C N 1303, 1268
γ φ H 748cm1 (单)
ν NH 3430 , (双) 3300
δ NH 2 1622
续前
解: U = 2 + 2 × 7 + 1 9 = 4 推测可能含苯环 2 3030 cm 1 可能为ν φ H
1588 , 和1471cm 1 1494 (三峰) 可能为ν C =(芳环) C 748cm 1 (单峰) 可能为γ φ H (双取代)
否定结构 4
续前
综上所述,峰归属如下 :
ν φ H 3060 ,3040 和3020 cm 1
1584 和 1493 cm 1 ν C =(芳环) 1600 , C
γ φ H (单取代) 756 和 702 cm 1 (双峰) ν CH 2 2938 ,2918 和 2860 cm 1 δ CH 2 1452 cm 1
图示
图示
二,IR光谱解析实例 IR光谱解析实例
练习 : 某化合物C9H10O,其IR光谱主要吸收峰位为3080, 某化合物C ,其IR光谱主要吸收峰位为3080, 3040,2980,2920,1690( ),1600,1580,1500, 3040,2980,2920,1690(s),1600,1580,1500, 1370,1230,750,690cm1370,1230,750,690cm-1,试推断分子结构 解: U = 2 + 2 × 9 10 = 5 可能含有苯环 2 1 1690 cm 强吸收 为ν C =O 3080 ,3040 cm 1有吸收 可能为ν φ H
红外光谱-实例
NHR C
H2 p
O
H
CC
H2
n
COOCH3
( OMMT-g-PMA )
11:38:22
11:38:22
NHR
OH OH NHR
NHR
OH
( OMMT )
NHR
H
O
CC
H2 q
COOCH3
RHN OH
H
CC
H2
m
COOCH3
H
NHR
CC
H2 p
COOCH3
O
H
CC
H2
n
COOCH3
( OMMT-g-PMA )
11:38:22
拉曼光谱与红外光谱的比较
1. 物理过程不同:拉 曼光谱为散射光 谱,而红外光谱为 吸收光谱
2. 分子结构变化不同:拉曼光谱源于 诱导偶机矩,与分子极化率的变化 相关,而后者与分子永久偶机矩的 变化相关.
红外与拉曼判断原则:
1. 相互排斥原则: 存在对称中心分子,若有拉曼活性,则红 外无活性;若有红外活性,则拉曼无活性.例如CO2
Heat flow (mw)
20.0
17.5
A
15.0
B
12.5
10.0
A: PMA B: OMMT-g-PMA
7.5
-40
-20
0
20
40
60
Temperature (oC)
DSC curve for PMA (A) and OMMT-g-PMA (B)
NHR OH OH NHR NHR OH
( OMMT )
11:38:22
DSC 测得的纯组分聚合物PC、PS 以及它们共混物的
红外光谱谱图解析实例
例： C9H8O2 = （2 +29 – 8 ）/ 2 = 6
主要官能团旳吸收频率范围
多种官能团旳吸收频率范围
从第一区域到第四区域，4000cm-1到400cm-1多种官能团旳特征吸收频 率范围。
区 域
基团
—OH（游离）
—OH（缔合）
—NH2，—NH（游离）
第
—NH2，—NH（缔合） —SH
C—H伸缩振动
不饱和C—H
一 ≡C—H（叁键）
═C—H（双键） 苯环中C—H
饱和C—H
区
—CH3
多种官能团旳吸收频率范围
C—O
C—O—C
四 —CH3，—CH2
—CH3
区 —NH2 C—F C—Cl C—Br C—I
域 =CH2 —（CH2）n—,n>4
1 3 0 0 — 伸缩
s
1000
s
伸缩
900—1150
m
1460±10
—CH3反对称 变形，CH2变
s m,s
形
s
1 3 7 0 — 对称变形
—CH3
域
—CH2 —CH2
吸收频 率
（cm-1 ）
3650— 3580 3400— 3200 3500— 3300 3400— 3100 2600— 2500
振动形式
伸缩 伸缩 伸缩 伸缩 伸缩
伸缩 伸缩 伸缩
3300附近 3010— 3040 3030附近
红外光谱定性分析示例
红外光谱定性分析示例红外光谱法无论是在科学技术方面，还是结构关系的研究方面都比较成熟，因此，应用也相当广泛，是现代物质研究的重要工具之一。
红外光谱的最大特点是具有特征性，谱图上的每个吸收峰代表了分子中某个基团的特定振动形式。
基于这一点我们可以通过红外光谱图对物质进行定性和定量分析。
1．定性分析1.1鉴定化合物在鉴定是否为已知的化合物时，通常又有这二种情况：一种是用已知的标准样品与样品在同样条件下测试，所得的红外光谱图，如果官能团区和指纹区的吸收峰及其相对强度完全吻合，则样品即被认为与该标准品为同一化合物。
另一种情况是没有标准样品时，可查阅有关的红外光谱的标准图谱。
一般来说官能团区和指纹区的吸收峰及其相对强度都完全吻合，则可以认为是同一化合物。
对于一个文献上没有的全新化合物的鉴定工作，则是一项很复杂的工作，仅凭一种红外光谱图是不能完全解决的，但是红外光谱图可以给我们提供一些很有用的官能团信息。
再用其他波谱方法，经典化学法，以及各项物理常数的测定等配合，然后经过多方面判断、推理综合考虑后才能下结论。
1.2．判断有机化合物的结构用红外光谱图判断化合物的结构通常是用的较多的。
下面我们将应用一些实例来讨论应用红外光谱判断化合物结构的方法：计算有机物的不饱和度不饱和度表示有机物中碳原子的饱和程度。
通过不饱和度的计算，可以缩小判断结构的范围。
提供可能结构的线索。
所以在测定结构时非常有用。
计算不饱和度u的经验公式为：u=1+n4+(n3–n1)/2式中n1，n3，n4分别表示分子中一价，三价和四价原子的数目。
通常规定双键（如C＝C，C＝O等）和饱和环的不饱和度为1；（Ｃ≡Ｃ，Ｃ≡Ｎ）的不饱和度为２，苯环的不饱和度为４（可理解为一个环加三个双键），但是应注意式中对二价原子不做考虑。
红外谱图解析根据不饱和度的计算，估计可能的基团，在谱图的不同区域查找该基团特征吸收峰存在的佐证。
下图是C7H9N的红外光谱图，我们根据该图谱可推断出该化合物的结构为邻甲苯胺。
电力设备红外热像检测技术(2篇)
电力设备红外热像检测技术(2篇)电力设备红外热像检测技术（第一篇）引言电力设备是现代电力系统的重要组成部分，其安全稳定运行对整个电力系统的可靠性和经济性至关重要。
随着电力需求的不断增长和电力设备的日益复杂，传统的检测方法已难以满足现代电力设备维护的需求。
红外热像检测技术作为一种非接触、快速、高效的检测手段，逐渐在电力设备状态监测中得到广泛应用。
一、红外热像检测技术原理1. 红外辐射基本原理任何物体只要温度高于绝对零度（273.15℃），都会发射红外辐射。
物体的温度越高，发射的红外辐射强度也越大。
红外热像仪通过探测物体表面发射的红外辐射，将其转换为可视化的热像图，从而实现对物体表面温度分布的实时监测。
2. 红外热像仪工作原理红外热像仪主要由光学系统、探测器、信号处理系统和显示系统组成。
光学系统将物体发射的红外辐射聚焦到探测器上，探测器将红外辐射转换为电信号，信号处理系统对电信号进行处理，最终通过显示系统呈现为热像图。
3. 温度与红外辐射的关系根据斯蒂芬玻尔兹曼定律，物体的辐射功率与其温度的四次方成正比。
因此，通过测量物体发射的红外辐射功率，可以精确计算出物体的表面温度。
二、红外热像检测技术在电力设备中的应用1. 变电站设备检测变电站是电力系统中的重要节点，其设备包括变压器、断路器、隔离开关等。
红外热像检测技术可以用于检测这些设备的局部过热现象，及时发现潜在的故障隐患。
变压器检测：变压器在运行过程中，由于绕组短路、接触不良等原因，可能导致局部过热。
通过红外热像检测，可以及时发现这些异常温度点，避免变压器损坏。
断路器检测：断路器在分合闸过程中，触头接触不良会导致局部过热。
红外热像检测可以实时监测断路器触头的温度分布，确保其正常运行。
2. 输电线路检测输电线路长距离、跨区域分布，传统的人工巡检效率低、成本高。
红外热像检测技术可以实现对输电线路的快速、全面检测。
导线接头检测：导线接头是输电线路的薄弱环节，容易因接触不良导致局部过热。
红外吸收光谱分析
3300 缔合OH
CH2=CH-CH2-OH
995. 920 -CH=CH2
第24讲
红外光谱分析
第13页
例：化合物C8H10O的红外光谱如下图，推测
第24讲
红外光谱分析
第27页
（3）单色器
单色器的作用是把通过样品池和参比池的复合光 色散成单色光，再射到检测器上加以检测
光栅——光栅单色器不仅对恒温恒湿要求不高， 而且具有线性色散，分辨率高和能量损失小等优 点
棱镜——早期的红外光谱仪使用一些能透过红外 光的无机盐如NaCl、KBr 等晶体制作棱镜；易吸 湿，需恒温、恒湿；近年来已被淘汰
其结构式 （1）计算不饱和度 =1+8+1/2（0-10）=4，可能含苯环
第24讲
红外光谱分析
第14页
A
~3000 1615
3350 缔合-OH
2935,2855 CH2
1500
1460 1005 C-O
750,700
（2）3350cm-1强而宽的吸收带，缔合-OH。 /cm-1 OH，1005 cm-1吸收峰 C-O，醇类化合物 （3）~3000 cm-1多重弱峰 CH，1615，1500 cm-1吸 收峰C=C；750，700 CH 单取代
第24讲
红外光谱分析
第11页
图谱解析实例：
例：分子式为C3H6O的化合物的红外图谱 如下图，推测其结构 （1）计算不饱和度 =1+3+1/2（0-6）=1，可能含C=C或 C=O
纺织红外光谱应用实例
纺织红外光谱应用实例
纺织红外光谱在纺织工业中有许多应用实例，以下是其中一些常见的应用：
1. 聚酯纤维的鉴别：通过红外光谱可以准确鉴别聚酯纤维和其他纤维材料。
聚酯纤维的红外光谱特征是在1700-1740 cm-1
出现一个特征峰，可以通过检测该峰的存在来确认纤维的种类。
2. 纤维含量检测：红外光谱可以用来检测纤维材料中不同纤维的含量。
通过测量不同纤维的红外吸收峰的强度，可以计算出各个纤维成分的含量比例。
3. 线形监测：红外光谱可以用来检测纺织品的线形变化，比如纤维的拉伸和扭曲。
通过监测红外光谱中的特征吸收峰的频率和强度变化，可以了解纤维的结构和形状的变化。
4. 纺织品质量控制：红外光谱可以用来检测纺织品的质量，并提供及时反馈以进行调整和改进。
通过测量红外光谱中的特征吸收峰的位置和形状，可以评估纺织品的化学组成和结构特征，从而确定其质量。
5. 纤维缺陷检测：红外光谱可以用来检测纺织品中的缺陷，如纤维断裂、污渍或杂质等。
通过比较正常纺织品的红外光谱和有缺陷纺织品的红外光谱，可以识别出缺陷并进行修复或替换。
总的来说，纺织红外光谱在纺织工业中具有广泛的应用，可以
帮助提高产品质量，提升生产效率，并提供科学依据以进行工艺改进和创新。
红外分析实例
之阳早格格创做图 1 是SBS 白中光谱图, 不妨瞅出2921cm-1、2846cm-1为- CH2- 的伸缩振荡吸支峰, 1601cm-1、1493cm-1为苯核的动吸支峰, 699cm-1、757cm-1为单与代苯环的振荡吸支峰, 966cm-1为C=C 的扭直振荡吸支峰, 911cm-1为=CH2里中摇晃振荡吸支峰.从图2、图 3 不妨瞅出各个性峰所对付应的基团:2924cm-1、2853cm-1为- CH2- 的伸缩振荡吸支峰, 2960cm-1为- CH3伸缩振荡吸支峰,1460cm-1为- CH2- 的剪式振荡吸支峰, 1377cm-1为- CH3剪式振荡吸支峰.由图1可睹，基量沥青白中光谱图中出现了3处吸支峰，其中波数650～910cm-1天区是苯环与代区，出现的几个吸支峰是由苯环上C-H里中摇晃振荡产死的；而波数1375cm-1战1458cm-1处的吸支峰则由C-CH3战-CH2-中C-H里内伸缩振荡产死的；波数2800～3000cn-1范畴内的吸支峰比较强，是环烷烃战烷烃的C-H 伸缩振荡的截止，由-CH2-伸缩振荡产死的.由齐波段的白中光谱（图3）可知，改性沥青与基量沥青正在2800～3000cm-1安排出现的强吸支峰戴基本相共，吸支峰的位子不爆收变更.便改性沥青而止，所有功能团不创制新的吸支峰，然而吸支峰的强度随SBD改性剂含量的删大而略有巩固.由650～1100cm-1波区的白中光谱（图\4、图5）可知，正在指纹区改性沥青与基量沥青的吸支峰存留明隐好别，即正在波数690～710cm-1战950～980cm-1处，SBS 改性沥青的白中波区吸支相对付较强，并正在966.1cm-1战698cm-1处出现了吸支峰，虽然波数698cm-1的千万于吸支峰值较波966.1cm-1处的大，然而波数966.1cm-1处的吸峰个性更为明隐.每种物量分子皆有一个由其组成战结构所决断的白中个性吸支峰，它只吸支一些特定波少的白中光.由于掺进的SBS改性剂与基量沥青并不爆收化教反应，亦即散苯乙烯战散丁二烯并不爆收化教变更，所以SBS改性沥青的白中光谱不过正在基量沥青的白中光谱上简朴叠加了散苯乙烯与散丁二烯的白中光谱，而相映的吸支峰位子战强度基础坚持稳定，是基量沥青战SBS改性剂的白中光谱的简朴合成图.与基量沥青比较，SBS改性沥青的白中光谱正在698cm-1战966.1cm-1处出现了明隐的个性吸支峰，分别由SBS改性剂中的散苯乙烯苯环战散丁二烯单键等个性官能团产死.本文尝试了五种分歧产天的沥青的白中光谱，其图谱如上图.为了剖析图谱战推导结构的便当，习惯上把白中光谱依照波数范畴分为四大峰区（也有分为五大峰区的）每个峰区对付应某些个性振荡吸支.第一峰区（3700-2500cm-1）为X-H 的伸缩振荡，第二峰区（2500-1900cm-1）为三键战乏积单键的伸缩振荡，第三峰区（1900-1500cm-1）为单键的伸缩振荡及H-O，H-N的蜿蜒振荡.除氢中的单键（Y-X）伸缩振荡及百般蜿蜒振荡位于第四峰区（1500-600cm-1）又称指纹区.从图2-2 不妨瞅出，对付分歧种类沥青试样尝试得到的白中光谱举止对付比，正在沥青白中谱图中普遍存留有10个较为明隐的吸支谱戴，对付应的波数分别为2924cm-1、2853cm-1、1600cm-1、1461cm-1、1377cm-1、1031cm-1、868cm-1、812cm-1、747cm-1战722cm-1，其中指纹区小于1000cm-1的谱戴已正在上图2-2 标出.壳牌-70战单龙-70 除了以上10 个吸支谱戴中，正在波数为1686cm-1、1671cm-1处分别还出现了一个新的吸支谱戴.对付沥青白中光谱图中的吸支谱戴分别举止剖析，截止睹表2-2.由表可知，沥青正在化教组分的形成上主要为脂肪族化合物、芳香族化合物以及杂本子衍死物.壳牌-70 中出现了明隐的C=O 吸支谱戴，单龙-70 沥青中出现了伯酰胺羰基C=O 的伸缩振荡吸支谱戴，标明沥青正在制备历程中即爆收了氧化反应.然而是由于沥青样品的分歧、被氧化的官能团分歧，引导白中中的峰值有所辨别.通过对付分歧沥青白中光谱的白中峰值举止领会，创制大部分沥青所含有的官能团结构相似，然而是其组成战含量的不引导分歧种类的沥青正在物理本能上辨别很大，其中壳牌-70 战单龙-70 易于被氧化，正在近期加热的制备历程中便出现了C=O 的官能团，然而是对付于沥青简直的结构的区别通过简朴的中图谱的峰值很易举止细分.进一步对付沥青各个官能团的含量举止比较，然而是正在尝试时由于白中光谱受浓度效率较大，尝试只可达到半定量，谱线峰里积的千万于含量比较意思不大，需要通过估计相对付含量去对付官能团的峰里积举止定量的领会.基量沥青的白中光谱图如图7.1所示.图7.1 AS90基量沥青白中光谱图由图7.1可知，基量沥青正在2800~3000cm-1安排沥青的白中光谱出现很强的吸支峰.鼓战烃及其衍死物的C-H战-CH2-的伸缩振荡小于3000cm-1，3000cm-1是鼓战烃战不鼓战烃相区别的分界线，其中以-CH2-的吸支最强.从图中2919cm-1战2851cm-1的吸支峰可估计沥青中含有鼓战烃，1597cm-1的吸支峰一部分是由共轭单键N=N(苯环骨架振荡)引起的，另一部分是由C=O的吸支引起的，由此可判决芳香族化合物的存留.1456cm-1、1374cm-1的吸支峰是由C-H 里内蜿蜒振荡峰引起的，它们为沥青中-CH3-烷烃基团蜿蜒振荡吸支峰.807cm-1（三个相邻氢本子）、723cm-1（芳烃五个相邻氢本子）的吸支峰是由=C-H里中蜿蜒振荡峰引起的，807cm-1的吸支峰证明沥青中含有三与代烯、大概者三个相邻氢本子基团，723cm-1的吸支峰证明沥青中含有芳烃基团，根据光谱图领会可知，基量沥青主假如由鼓战烃、芳香族化合物以及杂本子衍死物等形成.橡胶沥青的白中光谱如图7.2所示.图7.2 AS90橡胶沥青白中光谱图从图7.2不妨瞅出，橡胶沥青战基量沥青的白中光谱图形上去瞅，基量沥青比橡胶沥青少了一个946cm-1的吸支峰，然而是却比橡胶沥青多了一个1096 cm-1的吸支峰.白中光谱的1300cm-1 ～650cm-1的矮频区称为指纹区.所以那二个峰均是指纹区的吸支峰.1096 cm-1的吸支峰是一个强度变更的吸支峰，振荡典型为伸缩振荡型，归属R-O-R，官能团为脂肪醚.946 cm-1的吸支峰正在976-960 cm-1战915-905 cm-1之间，976-960 cm-1的吸支峰属于较强的吸支峰，915-905 cm-1共样也属于较强的吸支峰，所以946 cm-1应当是一个强的吸支峰，振荡典型是=C-H里中蜿蜒振荡典型.载玻片白中光谱齐反射要领，对付于基量沥青战橡胶沥青的图谱基本相共，那证明橡胶沥青中，兴旧橡胶粉战沥青主要爆收的是物理共混反应，果为载玻片齐反射法主假如通过映照物量表面，通过表面的物量吸支一部分光谱，再把光芒反射回去，而后画出白中光谱图，如果主要爆收的是化教共混反应的话，那么必定爆收了洪量的新官能团，反映到图谱上必定出现洪量的新吸支峰.然而正在缓江萍、鲍燕妮采与溴化钾涂片法，得到的硅改沥青白中图谱基础上是基量沥青战硅藻土二者白中图谱的叠加图谱，而不出现新的官能团，所以断定硅改沥青属于物理共混反应.那是果为溴化钾涂片法主假如通过光芒透射溴化钾压片去得到其中物量的白中吸支图谱的，所以那种要领得到的图谱肯定是溴化钾压片上所有物量白中吸支的图谱.而载玻片法主假如通过反射载玻片表面物量而得到的图谱，所以它得到的基量沥青的图谱战橡胶沥青的图谱基础是相共的.所以证明白橡胶沥青中所爆收的反应主要以物理共混反应为主，共时存留微小的化教反应.946cm-1战1096 cm-1那二个吸支峰大概许便是基量沥青战橡胶沥青的分歧之处，那便是橡胶沥青爆收的化教反应，爆收战消得的官能团.BRA白中光谱对付以上四弛白中光谱图举止领会，得到领会截止睹表3.15-3.18.表3.15-3.18可知：1）BRA本资料颗粒分子主要由不鼓战碳链及叛基、胺基以及碳酸盐、硅酸盐战氧化硅形成，BRA杂沥青分子主要由不鼓战碳链及羧基、胺基等组成，泰普克A-70#基量沥青分子主要由鼓战及不鼓战碳链形成，20%BRA改性沥青分子主要由鼓碳链、不鼓战碳链、羧基战胺基形成.由形成身分可知，BRA接进基量沥青中后，主要身分为一个混溶叠加的物理历程，官能团并不爆收变更.2）正在3种沥青中，对付比-OH键吸支峰里积，BRA 杂沥青是基量沥青的6.4倍，而且正在BRA杂沥青光谱图中1430.21cm-1处出现新的C-H基团强吸支峰，峰里积亦为基量沥青中C-H（甲基战亚甲基）吸支峰的30.3倍，改性沥青介于之间.而-OH键战C-H键键能均大于其余键，证明BRA 宁静性下于基量沥青，用BRA做改性剂能普及基量沥青的宁静性.3）正在20%BRA改性沥青光谱图中1045.95cm-1处，出现O-Si-O伸缩振荡，862.62cm-1处出现碳酸盐羧基C-H 伸缩振荡，基量沥青中不，而正在BRA杂沥青光谱图中1021.20cm-1、865.71cm-1处也有O-Si-O战碳酸盐餓基C-H 伸缩振荡，可断定此官能团由BRA杂沥青中存留与沥青分子分离的微量碳酸盐战二氧化硅戴进.从分子层里领会，证明O-Si-O、碳酸盐叛基C-H与沥青分子接联正在所有，使沥青的分子排列结构爆收改变，巩固了沥青的内散力.4）BRA本资料颗粒与BRA杂沥青官能团不很大好别，BRA本资料颗粒多了矿物量的吸支峰，而BRA杂沥青中不.煤沥青图3.1 表示为中温煤沥青(C-1)战其族组分的FT-IR 谱图.根据吸支峰的波少领会其官能团的归属，对付中温煤沥青（C-1）战其族组分的FT- IR 谱图举止比较领会.从图3.1 不妨瞅出，正在3050cm- 1 处有芳香烃分子的C H伸缩振荡峰；正在2920cm-1战2860cm-1有脂肪族的甲基（-CH3）战亚甲基（-CH2-）的CH伸缩振荡峰；正在1600cm-1战1450cm-1附近有芳香族分子的C=C伸缩振荡峰；正在1400cm-1附近有甲基（-CH3）战亚甲基（-CH2）的CH里蜿蜒振荡峰；正在875cm-1 对付应为多与代芳烃CH里中蜿蜒振荡，810cm-1 为芳烃分子单与代大概与代CH里中蜿蜒振荡；745cm-1 为芳烃单与代CH里中蜿蜒振荡；那证明煤沥青战其族组分的化教结构组成多为芳香族化合物战脂肪族化合物.正在1900cm-1～2000cm-1处为乏积共轭单键的振荡峰，TS组分战β树脂正在此处皆有明隐的振荡峰，那证明TS组分战β树脂中含有乏计共轭单烯结构，TI组分战QI 组分中不那个结构.对付比煤沥青的TS组分、β树脂战QI 组分正在相共波数处振荡峰的强度创制，正在3050cm-1、2920cm-1、2860cm-1、1400cm-1战745cm-1的振荡峰的振荡强度为ITS>Iβ树脂>ICTP>IT I>IQI，那证明TS组分战β树脂中的芳烃分子上含有脂肪族侧链战侧基以及含有脂肪族化合物，且TS组分芳烃分子的脂肪族侧链战侧基比β树脂的更兴盛，脂肪化合物含量更多.QI组分正在2920cm-1、2860cm-1战1400cm-1处的个性吸支峰险些消得，那证明QI组分中险些不含脂肪族化合物，多为下度缩散的与代苯环化合物，稀环芳烃的缩合程度较下.BRA改性图5 是克推玛依70#沥青、BRA 战BRA 改性沥青的白中光谱图.从图5 中各峰位可瞅出，BRA 改性沥青比克推玛依70#沥青减少了2 512. 54、1 800. 10 cm-1战1 029. 06 cm-1处的吸支峰，然而由BRA 的白中光谱图可创制，其正在2 512. 84、1 799. 02cm-1战1 026. 89 cm-1也出现了类似的吸支峰，由此可推出BRA 改性沥青中新减少的吸支峰为掺加BRA时戴进的.其余，BRA 改性沥青正在1 453. 70 cm-1处峰的宽度及强度均有明隐删大，那是由于基量沥青正在1 454.35 cm-1处出现C-H里内蜿蜒振荡吸支峰，共时BRA中无机碳酸盐的碳酸根-2CO中羰基C =O) 的伸缩振荡吸支峰也出3当前该区，二者相互叠加便引导该处峰的宽度及强度皆有删大趋势.概括以上领会可知BRA 改性沥青中不爆收新的吸支峰，且峰位也不出现大的位移.由此可睹，当BRA 掺进到基量沥青举止改性后，并已爆收新的官能团，即BRA 与基量沥青不爆收化教反应，布敦岩沥青的加进不过一个简朴的物理混溶历程.SBS改性沥青( 1) 从图1～图3 不妨瞅到，所有图谱中最明隐的是2 924 cm-1、2 853 cm-1、1 602 cm-1、1 455 cm-1以及1 376 cm-1附近的五个吸支峰，其中2 924 cm-1战2 853 cm-1处是—CH2—阻挡付称伸缩、—CH2—对付称伸缩的吸支峰，而且那二个峰皆有肩峰，分别位于2 955 cm-1战2 870 cm-1安排，它们是—CH3阻挡付称伸缩战—CH3对付称伸缩的吸支峰，—CH2—战—CH3的吸支峰叠加正在所有便产死了那种出现肩的结构，而且由此不妨瞅出—CH2—的含量要比—CH3的含量下．1 602 cm-1是苯环C = C 骨架振动的吸支峰，1 455 cm-1是—CH2—蜿蜒振荡战—CH3分歧过得称蜿蜒振荡叠加的吸支峰，果为—CH2—蜿蜒振荡的频次位于1 465 cm-1安排，战—CH3分歧过得称蜿蜒振荡的频次( 1 460 cm-1附近) 非常靠近，那二个频次戴常常会叠加正在所有．1 376 cm-1是—CH3对付称蜿蜒振荡的吸支峰．那些吸支峰证明白沥青是由多种鼓战少链烷烃、芳香族、戴少链的碳氢化合物组成的混同物，组成战结构比较搀杂．( 2) 图1 证明瞅出沈大下速公路提与的自然老化7a的SBS改性沥青相对付于已老化的SBS改性沥青正在760 cm-1、787 cm-1、875 cm-1、964 cm-1、1 030 cm-1、1 700 cm-1、3 385 cm-1安排均有明隐的吸支峰．经图谱辨别，760 cm-1、787 cm-1、875 cm-1处是苯环与代物的吸支峰，964 cm-1处是烯烃里中蜿蜒振荡的吸支峰，是SBS 中丁二烯的吸支峰，1 030 cm-1处是亚砜的吸支峰，1 700 cm-1处是酮类物量的吸支峰，3 385 cm-1处是羟基的吸支峰．老化后的沥青完齐的吸支皆要强很多，2 924 cm-1处的—CH2—阻挡付称伸缩吸支变更不大，然而是2 955 cm-1处的肩峰的吸支明隐变强了，由此不妨估计—CH3阻挡付称伸缩吸支峰的吸支变强了，2 853 cm-1处的—CH2—对付称伸缩吸支峰战2 870 cm-1处的—CH3对付称伸缩肩峰也有吸支巩固的局里，证明正在老化的历程中—CH2—战—CH3基团皆有分歧程度的减少，经领会该当是正在老化的历程中有些下分子少链化合物爆收了断链领会，单键大概者三键断裂死成了鼓战—CH3基团，而有一些小分子化合物由于脱氢缩合死成了少链化合物，大概者单键三键爆收加成反应死成了—CH2—基团，从而引起那二种基团的浓度降下，吸支加强．标明SBS改性沥青正在老化历程中，沥青爆收了诸多化教反应，其中以氧化反应为主．沥青中的硫战部分碳被氧化成—S = O—战—C = O—基团，死成了亚砜、酮类战羧酸．而且共一图谱中—CH2—战—CH3的相对付含量，不妨根据1 455 cm-1与1 376 cm-1的峰强度举止估算．由图可睹老化沥青的—CH2—含量隐著删下，证明正在老化历程中很多短链碳氢化合物爆收了加成、散合反应后，死成了更多的少链化合物，芳香分战胶量背沥青量转移，共时伴伴着沥青的软化战坚化．那面与petersen的钻研截止类似，睹证了“氧化反应是制成沥青软化，黏度减少的主要果素”．共时沥青的针进度落矮、延度变好也支援那一论断．（3）图2 证明，通过RTFOT 老化真验得出的老化SBS 改性沥青，共样也正在762 cm-1、787 cm-1、964 cm-1、1 030 cm-1、1 700 cm-1、3 385 cm-1安排有吸支峰，而且老化时间越少白中吸支局里越明隐．由此不妨标明RTFOT 老化沥青正在下温战氧气的效率下爆收了热氧老化，而且与自然老化沥青图谱的相似性标明沥青正在自然条件果素下所爆收的主要的老化便是热氧老化.不过相对付自然老化的沥青，人为老化沥青的吸支峰不那么超过，1 030 cm-1处亚砜吸支峰不超过，大概是由于亚砜的热宁静性较好，145 ℃时便大概爆收热领会有闭．正在真验采与的老化温度下，亚砜大概爆收了领会．而且由于室内老化真验是简朴的热氧老化，与自然老化条件下，沥青启受搀杂果素耦合效率的老化历程相比，室内老化产品的歉富性战老化强度皆有所短缺，然而动做热氧老化模拟考查领会要领的钻研，图谱领会要领无疑为阐明沥青热氧老化机理，提供了有利的佐证．( 4 ) 图3～5 证明，复活沥青697 cm-1、726 cm-1、760 cm-1、786 cm-1、1 494 cm-1、1 030 cm-1、1 074 cm-1、1 700 cm-1处有明隐的吸支峰．前五个吸支峰的存留，证明复活剂中存有洪量芳香烃，弛永兴、熊出华等人采与分子能源教模拟要领对付复活剂与老化沥青微瞅效率机理的钻研标明芳香分有好处革新沥青的相容性．而且从落矮溶解度参数好值的角度瞅，芳香分由于具备与沥青量相近的溶解度参数以及良佳的溶解其余烃类的本领，能隐著落矮老化沥青中溶量战溶剂的溶解度参数好值，使沥青成为匀称宁静的下分子溶液．复活剂中芳香烃的存留有帮于安排老化沥青的组分，革新老化沥青的相容性战抗老化本能，从而回复老化沥青的路用本能，延少讲路沥青的使用寿命，博得良佳的复活效验．1 030 cm-1是亚砜的吸支峰，1 074 cm-1大概是醚、酯大概者酸酐的吸支峰，1 700 cm-1是酮类物量．那些物量均是沥青氧化的产品，复活剂中含有此类物量大概是由于化教仄稳本理，起到对付氧化反应的压制效率，共样起到革新抗老化本能的效率．由图4-15 战表4.2 不妨得到以下论断：（1）对付百般沥青试样的白中光谱图举止（—CH2）归一化处理后，其正在个性区（4000 cm-1 ~ 1300 cm-1 ）的波数为3433 cm-1、2917 cm-1、2850 cm-1、2850 cm-1、1690 cm-1、1630 cm-1、1455 cm-1、1378 cm-1等处爆收了大小分歧的吸支峰，正在指纹区（1300 cm-1 ~600 cm-1）之间的波数为1032 cm-1、867 cm-1、808 cm-1、716 cm-1诸位子爆收了大小纷歧的吸支峰.共时，五种沥青试样3433 cm-1的羟基（—OH）、1690 cm-1的羰基（C=O）、1630 cm-1的碳碳单键（C=C）等位子的吸支峰的大小大概者位子存留着变更，吸支峰的同共处睹图4-16 至图4-18.（2）新沥青正在个性区的3433 cm-1有一个由于羟基（—OH）引起的宽而强的吸支戴，3010 cm-1与3050 cm-1之间是一个由芳香族的伸缩振荡引起的吸支戴，2917 cm-1战2850 cm-1的最强峰是由于环烷及烷烃的C—H 振荡产死的，1630 cm-1存留由于共轭单键（C=C）的蜿蜒振荡产死的微小吸支戴.正在指纹区，1032cm-1处存留由C-O-C 引起的吸支戴，该吸支戴证明白芳香类化合物的存正在，867、808、716 等位子的微小吸支戴，证明沥青中存留芳香族物量.（3）经由室内压力老化得到的老化沥青，正在氧气与压力效率下，正在波数为3433 cm-1、1690 cm-1、1630 cm-1及1032 cm-1等位子的白中光谱谱戴爆收了变更.正在3433 cm-1出的吸支戴消得了，证明沥青正在老化历程，羟基（—OH）爆收断裂，其中断振荡吸支戴跟随着消得.3010 cm-1与3050 cm-1之间不存留吸支戴，证明芳香族物量爆收了转移.正在1690cm-1出现了微小的吸支戴，而1630 cm-1处的吸支减强，证明1630cm-1处的C=C单键断裂，而且与氧气产死了羰基C=O，正在那历程爆收了相映的化教反应.正在指纹区，1032cm-1位子由C-O-C 引起的吸支戴减强，证明沥青老化历程中，部分的C-O-C 爆收了化教反应.由此不妨得出，沥青正在老化历程中爆收了较为搀杂的化教反应.（4）正在老化沥青中加进复活剂得到的复活沥青，与老化沥青相比，3433 cm-1存留微小的吸支戴，然而比新沥青该位子的吸支戴窄小得多，正在1630 cm-1位子的C=C 单键也得到一定的回复，然而位子移动到了1603 cm-1，由此其余位子的吸支戴的强度及位子与老化沥青普遍，证明复活剂无法回复沥青的化教结构，其正在3433cm-1、1630cm-1二个位子处出现的微小吸支戴大概是加进的复活剂中含有少量的该结构形态的化教分子.即复活剂对付沥青的复活效率并不爆收新的物量及化教结构，那与暂时存留的“移止复活表里”普遍.（5）与复活沥青对付比，热拌复活沥青的白中光谱图正在3433cm-1的羟基（—OH）图4-17 C=O 与C=C 吸支峰图4-16（—OH）吸支峰图4-18 C-O-C 吸支峰得到了回复，3010 cm-1与3050 cm-1之间有微小的吸支戴，证明羟基（—OH）与芳香族类化教结构主要有新沥青决断.1607 cm-1位子由于C=C 单键振荡爆收的吸支戴也有明隐的巩固，由此得出新沥青被老化前拥有洪量的C=C 单键类物量.共时新沥青的加进，能使得1690 cm-1位子的羰基吸支戴明隐减小，那是由于新沥青中洪量存留的C=C 单键拥有较强的振荡耦合效率，使得C=O 基团的吸支戴被与代大概覆盖.（6）温拌复活沥青正在热拌复活沥青的前提上加进了温拌剂，而且正在较矮的温度下制备而成，由于老化效验小，而且试样中具备改变沥青相闭个性的温拌剂.其白中光谱图中表示出了一些新的个性.3010 cm-1与3050 cm-1之间的吸支戴也得到巩固，证明芳香族物量得到了一定的补充.正在3433 cm-1处羟基（—OH）的吸支戴最强，证明羟基（—OH）的吸支戴与温度闭系稀切，其余沥青试样的制备温度均正在150℃的条件下得到的，而温拌复活沥青试样则正在130℃完毕，下温能使得沥青中的羟基（—OH）化合物缩小.C=C 单键出现的位子也从1607 cm-1移动到1615 cm-1处，证明温拌复活沥青的C=C单键正在背新沥青的状态回复.白中光谱图其余位子处隐现出了与新沥青相共的个性.正在与热拌复活沥青相比，温拌复活沥青的白中光谱图不出现新的化教结构，证明温拌剂的加进，不与沥青及复活剂等组成部分爆收化教反应，沥青温拌机理是不是一个化教反应的历程，而是沥青里里各组成部分之间物理效率力的缩小，比圆表面弛力大概表面自由能的落矮，由此普及了沥青的拌战振动性.通过对付新沥青、老化沥青、复活沥青、热拌复活沥青与温拌复活沥青五种沥青试样的白中光谱领会，不妨得出，正在温拌复活沥青中，复活剂、温拌剂对付沥青的效率形式均是一种物理过历程.老化沥青正在新沥青的前提上由于老化效率爆收了羰基（C=O），而且羟基（—OH）战C=C 单键爆收了断裂，其振荡吸支戴消得，复活剂的加进通过其自己物量身分中的基团改变老化沥青的基团组成，而新沥青的加进由于其自己拥有较大数量的基团结构，不妨覆盖老化沥青中较强的羰基（C=O）基团.温拌剂对付新旧沥青的效率历程不爆收新的物量结构，证明温拌剂对付沥青的效率也不过一种润滑的物理历程，即通过正在沥青中加进温拌剂并充分搅拌，使其分别于沥青中，普及沥青的振动性，使得沥青正在较矮的温度下也能自由振动，真止充分拌战.。
红外光谱解析实例
2、某化合物的分子式为C 3H 6O ，根据其红外光谱图推测结构308029292876 2861 164213791459 1467 993910 Liquid filmLiquid film328130122861 16451423 11131028 993 9184、某化合物的分子式为C 8H 8O ，根据其红外光谱图推测结构KBr3291 33692930 29592876 1607146513881072904763Liquid film习题答案:1.解: U= 6 + 1 – 12/2 = 1①3080 cm-1υ=CH②2962 cm-1, 2929 cm-1, 2876 cm-1, 2861 cm-1υCH3as, υCH2as, υCH3s, υCH2s③1642 cm-1υC=C④1459 cm-1, 1379 cm-1δ CH3as, δCH2, δCH3s，1379 cm-1吸收峰没有裂分说明无偕二甲基和叔丁基⑤993 cm-1, 910 cm-1γ=CH, 说明烯键单取代，为端基烯键。
①，③和⑤说明化合物中含CH2=CH-基团②和④说明化合物含烷烃链根据上述解析，可以推测化合物可能是CH2=CH-(CH2)3-CH3验证：化合物的不饱度和计算的不饱和度吻合，可查阅标准谱图和该谱图比对，确认化合物。
2.解: U= 3 + 1 – 6/2 = 1①3281 cm-1υOH②3012 cm-1 υ=CH③2861 cm-1υCH2④1645 cm-1υC=C⑤1423 cm-1δ CH2⑥1113 cm-1, 1028 cm-1υC-O和υC-C⑦993 cm-1, 910 cm-1γ=CH, 说明烯键单取代，为端基烯键。
①和⑥说明化合物含- OH②、④和⑦说明化合物中含CH2=CH-基团③和⑤说明化合物含-CH2-根据上述解析，可以推测化合物可能是CH2=CHCH2OH验证：化合物的不饱度和计算的不饱和度吻合，可查阅标准谱图和该谱图比对，确认化合物。
从两个实例谈红外测温的应用
缆的载流量 ２９ ２ Ａ明显高于额定值 ２ ５ ０ Ａ，导致温
度异 常 。停 电检查 发现 开关 柜 内 一 电缆 的 紧 固螺 根 丝松 动 ，同时 螺丝有 不 同程度 的放 电现象 。更换螺
丝后测 量温 度正常 。
间采用两根截面积为９ Ｉ 的铝芯三芯电缆连接 ， ５ｌ３ ＦＩ ＿ 电缆 载流量 为 ２ ０Ａ。利用 红 外测温 发现 两根 电缆 ５
温度 有 明显差 异 ，一 根为 ４ ℃ ，一根 为室 温 ３ ℃ ， ８ ５ 温度 相差 Ｉ℃ ，温 差不大 ，按 规程要 求 电缆 外 皮温 ３
实例一 ： 目， 用红 外测 温技术 测得 一 ２ 某 利 台２０ ｋ Ｖ白耦变压 器 的中性 点接地扁铁压 接螺 丝发热温度 为 ４ ｃ ，此时环 境 温度为 ３ ℃ ，温升仅 为 ｌ＇。用 ５ ５ Ｏ（ ２ 钳 形表 实测接地 处 的 电流为 ３５Ａ，由于 电流 太小 ， ． 开 始怀 疑是涡 流造成 的温度升 高 ，利用 金属 罩对 发
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第 卷（０ 第 期 ４ ２２ １） ０年
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行 业标 准 《 电设 备 红 外诊断技 术 应用 导 则 带 发布 后 ， 我们的 红外 测温工 作提供 了标准 和方法 。 为 以下 是两例 比较特 殊 的过 热现象 ，通 过分 析 ，我们
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式中： － 和 一 发热点 的温升和 温度 Ｔ和 一 正 常相 应点 的温 升和温 度 ２
红外分析实例
红外分析实例图1 是SBS 红外光谱图, 可以看出2921cm-1、2846cm-1为- CH2- 的伸缩振动吸收峰, 1601cm-1、1493cm-1为苯核的动吸收峰, 699cm-1、757cm-1为单取代苯环的振动吸收峰, 966cm-1为C=C 的扭曲振动吸收峰, 911cm-1为=CH2面外摇摆振动吸收峰。
从图2、图 3 可以看出各特征峰所对应的基团:2924cm-1、2853cm-1为- CH2- 的伸缩振动吸收峰, 2960cm-1为- CH3伸缩振动吸收峰,1460cm-1为- CH2- 的剪式振动吸收峰, 1377cm-1为- CH3剪式振动吸收峰。
由图1可见，基质沥青红外光谱图中出现了3处吸收峰，其中波数650～910cm-1区域是苯环取代区，出现的几个吸收峰是由苯环上C-H面外摇摆振动形成的；而波数1375cm-1和1458cm-1处的吸收峰则由C-CH3和-CH2-中C-H面内伸缩振动形成的；波数2800～3000cn-1范围内的吸收峰比较强，是环烷烃和烷烃的C-H 伸缩振动的结果，由-CH2-伸缩振动形成的。
由全波段的红外光谱（图3）可知，改性沥青与基质沥青在2800～3000cm-1左右出现的强吸收峰带基本相同，吸收峰的位置没有发生变化。
就改性沥青而言，整个功能团没有发现新的吸收峰，但吸收峰的强度随SBD改性剂含量的增大而略有增强。
由650～1100cm-1波区的红外光谱（图\4、图5）可知，在指纹区改性沥青与基质沥青的吸收峰存在明显差异，即在波数690～710cm-1和950～980cm-1处，SBS改性沥青的红外波区吸收相对较强，并在966.1cm-1和698cm-1处出现了吸收峰，虽然波数698cm-1的绝对吸收峰值较波966.1cm-1处的大，但波数966.1cm-1处的吸峰特征更为明显。
每种物质分子都有一个由其组成和结构所决定的红外特征吸收峰，它只吸收一些特定波长的红外光。
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图1 是SBS 红外光谱图, 可以看出2921cm-1、2846cm-1为-CH2-的伸缩振动吸收峰, 1601cm-1、1493cm-1为苯核的动吸收峰, 699cm-1、757cm-1为单取代苯环的振动吸收峰, 966cm-1为C=C 的扭曲振动吸收峰, 911cm-1为=CH2面外摇摆振动吸收峰。
从图2、图 3 可以看出各特征峰所对应的基团:2924cm-1、2853cm-1为- CH2-的伸缩振动吸收峰, 2960cm-1为- CH3伸缩振动吸收峰,1460cm-1为- CH2-的剪式振动吸收峰, 1377cm-1为- CH3剪式振动吸收峰。
由图1可见，基质沥青红外光谱图中出现了3处吸收峰，其中波数650～910cm-1区域是苯环取代区，出现的几个吸收峰是由苯环上C-H面外摇摆振动形成的；而波数1375cm-1和1458cm-1处的吸收峰则由C-CH3和-CH2-中C-H面内伸缩振动形成的；波数2800～3000cn-1范围内的吸收峰比较强，是环烷烃和烷烃的C-H 伸缩振动的结果，由-CH2-伸缩振动形成的。
由全波段的红外光谱（图3）可知，改性沥青与基质沥青在2800～3000cm-1左右出现的强吸收峰带基本相同，吸收峰的位置没有发生变化。
就改性沥青而言，整个功能团没有发现新的吸收峰，但吸收峰的强度随SBD改性剂含量的增大而略有增强。
由650～1100cm-1波区的红外光谱（图\4、图5）可知，在指纹区改性沥青与基质沥青的吸收峰存在明显差异，即在波数690～710cm-1和950～980cm-1处，SBS改性沥青的红外波区吸收相对较强，并在966.1cm-1和698cm-1处出现了吸收峰，虽然波数698cm-1的绝对吸收峰值较波966.1cm-1处的大，但波数966.1cm-1处的吸峰特征更为明显。
每种物质分子都有一个由其组成和结构所决定的红外特征吸收峰，它只吸收一些特定波长的红外光。
由于掺入的SBS改性剂与基质沥青并没有发生化学反应，亦即聚苯乙烯和聚丁二烯并没有发生化学变化，所以SBS改性沥青的红外光谱只是在基质沥青的红外光谱上简单叠加了聚苯乙烯与聚丁二烯的红外光谱，而相应的吸收峰位置和强度基本保持不变，是基质沥青和SBS改性剂的红外光谱的简单合成图。
与基质沥青比较，SBS改性沥青的红外光谱在698cm-1和966.1cm-1处出现了明显的特征吸收峰，分别由SBS改性剂中的聚苯乙烯苯环和聚丁二烯双键等特征官能团形成。
本文测试了五种不同产地的沥青的红外光谱，其图谱如上图。
为了解析图谱和推导结构的方便，习惯上把红外光谱按照波数范围分为四大峰区（也有分为五大峰区的）每个峰区对应某些特征振动吸收。
第一峰区（3700-2500cm-1）为X-H 的伸缩振动，第二峰区（2500-1900cm-1）为三键和累积双键的伸缩振动，第三峰区（1900-1500cm-1）为双键的伸缩振动及H-O，H-N的弯曲振动。
除氢外的单键（Y-X）伸缩振动及各类弯曲振动位于第四峰区（1500-600cm-1）又称指纹区。
从图2-2 可以看出，对不同种类沥青试样测试得到的红外光谱进行对比，在沥青红外谱图中普遍存在有10个较为明显的吸收谱带，对应的波数分别为2924cm-1、2853cm-1、1600cm-1、1461cm-1、1377cm-1、1031cm-1、868cm-1、812cm-1、747cm-1和722cm-1，其中指纹区小于1000cm-1的谱带未在上图2-2 标出。
壳牌-70和双龙-70 除了以上10 个吸收谱带外，在波数为1686cm-1、1671cm-1处分别还出现了一个新的吸收谱带。
对沥青红外光谱图中的吸收谱带分别进行解析，结果见表2-2。
由表可知，沥青在化学组分的构成上主要为脂肪族化合物、芳香族化合物以及杂原子衍生物。
壳牌-70 中出现了明显的C=O 吸收谱带，双龙-70 沥青中出现了伯酰胺羰基C=O 的伸缩振动吸收谱带，表明沥青在制备过程中即发生了氧化反应。
但是由于沥青样品的不同、被氧化的官能团不同，导致红外中的峰值有所区别。
通过对不同沥青红外光谱的红外峰值进行分析，发现大部分沥青所含有的官能团结构相似，但是其组成和含量的不导致不同种类的沥青在物理性能上区别很大，其中壳牌-70 和双龙-70 易于被氧化，在短期加热的制备过程中就出现了C=O 的官能团，但是对于沥青具体的结构的区分通过简单的外图谱的峰值很难进行细分。
进一步对沥青各个官能团的含量进行比较，但是在测试时由于红外光谱受浓度影响较大，测试只能达到半定量，谱线峰面积的绝对含量比较意义不大，需要通过计算相对含量来对官能团的峰面积进行定量的分析。
基质沥青的红外光谱图如图7.1所示。
图7.1 AS90基质沥青红外光谱图由图7.1可知，基质沥青在2800~3000cm-1左右沥青的红外光谱出现很强的吸收峰。
饱和烃及其衍生物的C-H和-CH2-的伸缩振动小于3000cm-1，3000cm-1是饱和烃和不饱和烃相区别的分界线，其中以-CH2-的吸收最强。
从图中2919cm-1和2851cm-1的吸收峰可判断沥青中含有饱和烃，1597cm-1的吸收峰一部分是由共轭双键N=N(苯环骨架振动)引起的，另一部分是由C=O的吸收引起的，由此可判定芳香族化合物的存在。
1456cm-1、1374cm-1的吸收峰是由C-H面内弯曲振动峰引起的，它们为沥青中-CH3-烷烃基团弯曲振动吸收峰。
807cm-1（三个相邻氢原子）、723cm-1（芳烃五个相邻氢原子）的吸收峰是由=C-H面外弯曲振动峰引起的，807cm-1的吸收峰说明沥青中含有三取代烯、或者三个相邻氢原子基团，723cm-1的吸收峰说明沥青中含有芳烃基团，根据光谱图分析可知，基质沥青主要是由饱和烃、芳香族化合物以及杂原子衍生物等构成。
橡胶沥青的红外光谱如图7.2所示。
图7.2 AS90橡胶沥青红外光谱图从图7.2可以看出，橡胶沥青和基质沥青的红外光谱图形上来看，基质沥青比橡胶沥青少了一个946cm-1的吸收峰，但是却比橡胶沥青多了一个1096 cm-1的吸收峰。
红外光谱的1300cm-1～650cm-1的低频区称为指纹区。
所以这两个峰均是指纹区的吸收峰。
1096 cm-1的吸收峰是一个强度变化的吸收峰，振动类型为伸缩振动型，归属R-O-R，官能团为脂肪醚。
946 cm-1的吸收峰在976-960 cm-1和915-905 cm-1之间，976-960 cm-1的吸收峰属于较强的吸收峰，915-905 cm-1同样也属于较强的吸收峰，所以946 cm-1应当是一个强的吸收峰，振动类型是=C-H面外弯曲振动类型。
载玻片红外光谱全反射方法，对于基质沥青和橡胶沥青的图谱基本相同，这说明橡胶沥青中，废旧橡胶粉和沥青主要发生的是物理共混反应，因为载玻片全反射法主要是通过照射物质表面，通过表面的物质吸收一部分光谱，再把光线反射回去，然后绘出红外光谱图，如果主要发生的是化学共混反应的话，那么必然产生了大量的新官能团，反映到图谱上必然出现大量的新吸收峰。
然而在徐江萍、鲍燕妮采用溴化钾涂片法，得到的硅改沥青红外图谱基本上是基质沥青和硅藻土两者红外图谱的叠加图谱，而没有出现新的官能团，所以断定硅改沥青属于物理共混反应。
这是因为溴化钾涂片法主要是通过光线透射溴化钾压片来得到其中物质的红外吸收图谱的，所以这种方法得到的图谱肯定是溴化钾压片上所有物质红外吸收的图谱。
而载玻片法主要是通过反射载玻片表面物质而得到的图谱，所以它得到的基质沥青的图谱和橡胶沥青的图谱基本是相同的。
所以说明了橡胶沥青中所发生的反应主要以物理共混反应为主，同时存在微弱的化学反应。
946cm-1和1096 cm-1这两个吸收峰或许就是基质沥青和橡胶沥青的不同之处，这就是橡胶沥青发生的化学反应，产生和消失的官能团。
BRA红外光谱对以上四张红外光谱图进行分析，得到分析结果见表3.15-3.18。
表3.15-3.18可知：1）BRA原材料颗粒分子主要由不饱和碳链及叛基、胺基以及碳酸盐、硅酸盐和氧化硅构成，BRA纯沥青分子主要由不饱和碳链及羧基、胺基等组成，泰普克A-70#基质沥青分子主要由饱和及不饱和碳链构成，20%BRA改性沥青分子主要由饱碳链、不饱和碳链、羧基和胺基构成。
由构成成分可知，BRA接入基质沥青中后，主要成分为一个混溶叠加的物理过程，官能团并没有发生变化。
2）在3种沥青中，对比-OH键吸收峰面积，BRA纯沥青是基质沥青的6.4倍，并且在BRA纯沥青光谱图中1430.21cm-1处出现新的C-H基团强吸收峰，峰面积亦为基质沥青中C-H（甲基和亚甲基）吸收峰的30.3倍，改性沥青介于之间。
而-OH键和C-H键键能均大于其他键，说明BRA稳定性高于基质沥青，用BRA作改性剂能提高基质沥青的稳定性。
3）在20%BRA改性沥青光谱图中1045.95cm-1处，出现O-Si-O伸缩振动，862.62cm-1处出现碳酸盐羧基C-H伸缩振动，基质沥青中没有，而在BRA纯沥青光谱图中1021.20cm-1、865.71cm-1处也有O-Si-O和碳酸盐餓基C-H伸缩振动，可断定此官能团由BRA纯沥青中存在与沥青分子结合的微量碳酸盐和二氧化硅带入。
从分子层面分析，说明O-Si-O、碳酸盐叛基C-H与沥青分子交联在一起，使沥青的分子排列结构发生改变，增强了沥青的内聚力。
4）BRA原材料颗粒与BRA纯沥青官能团没有很大差异，BRA原材料颗粒多了矿物质的吸收峰，而BRA纯沥青中没有。
煤沥青图 3.1 表示为中温煤沥青(C-1)和其族组分的FT-IR 谱图。
根据吸收峰的波长分析其官能团的归属，对中温煤沥青（C-1）和其族组分的FT- IR 谱图进行比较分析。
从图3.1 可以看出，在3050cm- 1 处有芳香烃分子的 C H伸缩振动峰；在2920cm-1和2860cm-1有脂肪族的甲基（-CH3）和亚甲基（-CH2-）的CH伸缩振动峰；在1600cm-1和1450cm-1附近有芳香族分子的C=C伸缩振动峰；在1400cm-1附近有甲基（-CH3）和亚甲基（-CH2）的CH面弯曲振动峰；在875cm-1对应为多取代芳烃CH面外弯曲振动，810cm-1 为芳烃分子双取代或取代CH面外弯曲振动；745cm-1 为芳烃单取代CH面外弯曲振动；这说明煤沥青和其族组分的化学结构组成多为芳香族化合物和脂肪族化合物。
在1900cm-1～2000cm-1处为累积共轭双键的振动峰，TS组分和β树脂在此处都有明显的振动峰，这说明TS组分和β树脂中含有累计共轭双烯结构，TI组分和QI组分中没有这个结构。
对比煤沥青的TS组分、β树脂和QI组分在相同波数处振动峰的强度发现，在3050cm-1、2920cm-1、2860cm-1、1400cm-1和745cm-1的振动峰的振动强度为I TS>Iβ树脂>I CTP>I T I>I QI，这说明TS组分和β树脂中的芳烃分子上含有脂肪族侧链和侧基以及含有脂肪族化合物，且TS组分芳烃分子的脂肪族侧链和侧基比β树脂的更发达，脂肪化合物含量更多。