红外光谱法鉴定聚合物的结构特征
红外光谱法在聚合物鉴别中的应用
红外光谱法在聚合物鉴别中的应用红外光谱法在聚合物鉴别中的应用红外光谱法是一种分析化学技术，它通过将分子中的振动能量转化为电磁波，利用光谱仪测定样品吸收红外辐射的能量，进而分析样品的成分和结构。
在聚合物材料的鉴别和表征方面，红外光谱法得到了广泛的应用，成为了聚合物研究的基本手段之一。
本文将详细介绍红外光谱法在聚合物鉴别中的应用。
1.聚合物的基本结构聚合物是由数个重复单元结构化合而成的高分子化合物。
其中，重复单元由单体分子通过化学键结合而成，分子量高达几千至几百万不等。
不同的聚合物具有不同的物理化学性质和应用性能，因此对于聚合物的鉴别和表征具有重要的意义。
聚合物材料具有复杂的结构和特性，但是它们的基本单体结构和宏观性质往往与其红外光谱图谱（IR谱）相关联。
IR谱是由聚合物分子的振动带来的光谱图像，包括由伸缩、弯曲、扭曲和往复式振动产生的信息。
因此，IR谱可以用来确定单体结构、化学键类型、官能团或取代基类别、杂质种类、晶型、杂交锋的相对量等信息。
2.聚合物鉴别的方法在聚合物的鉴别和表征中，主要有以下几种方法：2.1 溶解色谱法通过在不同的溶剂中溶解样品，观察到不同的相对分子质量和分子间吸引力的变化，可以间接地进行聚合物的鉴别。
然而，对于相似结构的聚合物，由于其相似的水溶性和分子量，很难分辨出它们的差异性。
2.2 标准化的温度和热重分析法温度和热重分析法（TGA）和不同的附加技术也可以用于聚合物的鉴别。
通过在恒定的加热速率下，检测样品的重量损失，可以获得特定聚合物的热分解温度、热容和热稳定性等信息。
然而，由于在不同条件下的析出温度差异甚至可以超过10摄氏度，因此，这一方法只能识别相对不同的聚合物，而不能进行严格的鉴别。
2.3 光谱法光谱法是目前最常用的聚合物鉴别方法之一，IR谱作为其中的重要分支，提供了分子结构和化学键类型等信息。
根据不同的聚合物类型和分子结构，红外光谱谱图可以表现为一系列的吸收峰。
给定的峰可以被标识为相应的化学键，从而确定分子中的成分和结构。
实验1 红外光谱法鉴定聚合物的结构特征
实验1 红外光谱法鉴定聚合物的结构特征1.实验目的（1）了解红外光谱分析法的基本原理。
（2）初步掌握红外光谱样品的制备和红外光谱仪的使用。
（3）红外吸收光谱的应用和谱图的分析方法。
2.实验原理红外光谱与有机化合物、高分子化合物的结构之间存在密切的关系。
它是研究结构与性能关系的基本手段之一。
红外光谱分析具有速度快、取样微、高灵敏并能分析各种状态的样品等特点，广泛应用于高聚物领域，如对高聚物材料的定性定量分析，研究高聚物的序列分布，研究支化程度，研究高聚物的聚集形态结构，高聚物的聚合过程反应机理和老化，还可以对高聚物的力学性能进行研究。
红外光谱属于振动光谱，其光谱区域可进一步细分为近红外区（12800～4000cm-1）、中红外区（4000～200cm-1）和远红外区（200～10cm-1）。
其中最常用的是4000～400cm-1，大多数化合物的化学键振动能的跃迁发生在这一区域。
图2.18为典型的红外光谱。
横坐标为波数（cm-1，最常见）或波长（μm）,纵坐标为透光率或吸光度。
图1 聚苯乙烯的红外光谱在分子中存在着许多不同类型的振动，其振动与原子数有关。
含N个原子的分子有3N 个自由度，除去分子的平动和转动自由度外，振动自由度应为3N-6（线性分子是3N-5）。
这些振动可分为两类：一类是原子沿键轴方向伸缩使键长发生变化的振动，称为伸缩振动，用υ表示。
这种振动又分为对称伸缩振动（υs）和不对称伸缩振动（υas）。
另一类是原子垂直键轴方向振动，此类振动会引起分子的内键角发生变化，称为弯曲（或变形）振动，用δ表示，这种振动又分为面内弯曲振动（包括平面及剪式两种振动），面外弯曲振动（包括非平面摇摆及弯曲摇摆两种振动）。
图2为聚乙烯中-CH2-基团的几种振动模式。
图2 聚乙烯中-CH2-基团的振动模式分子振动能与振动频率成反比。
为计算分子振动频率，首先研究各个孤立的振动，即双原子分子的伸缩振动。
可用弹簧模型来描述最简单的双原子分子的简谐振动。
常见聚合物红外光谱
常见聚合物红外光谱红外光谱是一种常用的分析方法，可用于研究聚合物的结构和化学环境。
下面将介绍常见聚合物红外光谱的主要特征。
1、聚合物的类型不同类型的聚合物在红外光谱上表现出不同的特征。
例如，聚烯烃在红外光谱上表现出明显的C-H伸缩振动，而聚酰胺则表现出N-H伸缩振动和C-N伸缩振动的双峰。
因此，通过红外光谱可以区分不同类型的聚合物。
2、聚合物链的构型聚合物的链构型也会影响红外光谱的特征。
例如，等规聚合物和无规聚合物在红外光谱上表现出不同的特征。
等规聚合物在红外光谱上表现出等规序列的C-H 伸缩振动，而无规聚合物则表现出非等规序列的C-H伸缩振动。
3、聚合物链的取代基聚合物链中的取代基也会影响红外光谱的特征。
例如，聚合物链中的烷基、芳基、酯基等不同的取代基在红外光谱上表现出不同的特征。
因此，通过红外光谱可以研究聚合物链中的取代基类型和数量。
4、聚合物链的序列结构聚合物的序列结构也会影响红外光谱的特征。
例如，在聚合物链中，如果存在序列结构的变化，如序列分布、嵌段共聚物等，那么在红外光谱上就会表现出不同的特征。
因此，通过红外光谱可以研究聚合物的序列结构。
5、聚合物链的立体结构聚合物的立体结构也会影响红外光谱的特征。
例如，结晶聚合物和非晶聚合物在红外光谱上表现出不同的特征。
结晶聚合物在红外光谱上表现出有序的结晶结构，而非晶聚合物则表现出无序的结构。
此外，聚合物的立构构型也会影响红外光谱的特征。
例如，等规立构和间规立构在红外光谱上表现出不同的特征。
因此，通过红外光谱可以研究聚合物的立体结构。
6、聚合物链的聚集态结构聚合物的聚集态结构也会影响红外光谱的特征。
例如，不同形态的聚合物在红外光谱上表现出不同的特征。
粉末状的聚合物在红外光谱上表现出颗粒状的结构，而纤维状的聚合物则表现出丝状的结构。
此外，不同温度下的聚合物聚集态结构也会影响红外光谱的特征。
因此，通过红外光谱可以研究聚合物的聚集态结构。
7、聚合物链的化学环境聚合物的化学环境也会影响红外光谱的特征。
红外线光谱与物质结构分析
红外线光谱与物质结构分析红外线光谱分析技术是一种无损的、快速且灵敏的分析方法，可以对物质的化学结构进行分析和识别。
红外线光谱是在波长范围为0.78~1000微米的红外线区域内进行测量，利用物质中不同振动模式对应的不同波数进行结构分析。
这种技术在化工、医药、材料科学等各个领域有着广泛的应用。
一、红外线光谱的基本原理物质的分子由原子通过或化学键或氢键结合而成。
这些原子通过在分子中振动、转动或伸缩等方式运动而相互作用，因此每个分子都有着其特有的振动光谱。
红外线光谱技术就是通过测量物质吸收、反射、散射等光的信息，以得出分子中原子间的互相作用及其振动模式，进而分析物质的结构、成分和性质。
二、红外线光谱应用的对象红外线光谱可以用于分析各种化学物质，例如：有机化合物、矿物、材料等。
1、有机化合物有机化合物通常由C-O、C-N、C=C、C-H、N-H、O-H、S-H、C≡C等化学键构成。
这些化学键分别对应着不同的振动模式，因此在红外线光谱图上可以清晰地显示出化学键的吸收峰。
有机化合物的红外线光谱可以用于识别化合物的结构和化学键类型。
2、矿物矿物的红外线光谱可以用于确定其化学成分、物相同定、晶体结构以及矿物中的配位离子等。
例如，炭酸盐矿物的红外线光谱中有一个特定的吸收带- v3 (CO3) ，其位置和强度与不同的矿物和孔隙水体沉积所产生的环境因素有关。
因此，炭酸盐矿物的红外线光谱可以用于矿物化学、地质环境和孔隙水渗透性的研究。
3、材料红外线光谱可以用于分析各种材料，例如聚合物、陶瓷、金属等。
利用这种技术可以对材料的化学成分、结构和性质进行深入研究和分析。
三、红外线光谱的数据解释红外线光谱可以用于分析物质的结构和化学成分，但是在解释光谱数据时需要特殊的技术和经验。
以下是一些常见的解释方法：1、吸收峰位置红外线吸收峰的位置和强度与所测化合物的结构和化学键类型有关。
吸收峰的频率可以提供关于结构中原子键属性的信息，而吸收峰的强度则反映出原子中相互作用力的大小。
红外光谱法鉴别高聚物
八三0cm-一谱带归属于对位取代苯环上两个相 邻氢原子的面外弯曲振动,极具特征性.
一二五0cm-一谱带对应于苯醚的吸收,一0四 0cm-一谱带对应于脂肪族醚的吸收.九一五cm-一 谱带是由于端环氧基的吸收而产生的,可用来测 定未反应的环氧基数量.一三六0和一三八0cm一处一对双峰来自于双酚A中的甲基的对称弯曲 振动.
红外光谱法定性鉴别高聚物
对未知高分子的红外光谱进行定性鉴别的主要 方法可归纳为四种
一.对整个谱当作“分子指纹”,与标准谱图做 对照；
二.按照高分子的元素组成分组分析； 三.以最强峰为线索分组分析； 四. 按流程图分析
[一]常见高分子红外光谱的主要特征
一．聚乙烯
聚乙烯红外光谱是最简单的高分子光谱图.在约二九五0、一四六0和七 二0／七三0cm-一处有三个很强的吸收峰,它们分别归属C－H的伸缩、 弯曲和摇摆振动.七二0／七三0cm-一是双重峰,其中七二0是无定形聚乙 烯的吸收峰,七三0是结晶聚乙烯的吸收峰.由于实际聚乙烯很少是完全 线型的,低密度聚乙烯有许多支链,因而在一三七八cm-一处能观察到甲 基弯曲振动谱带.
不饱和烃除
外,都在六七0～一000cm-一有
聚合物的红外光谱研究
聚合物的红外光谱研究红外光谱是一种广泛应用于聚合物研究的非常有用的分析技术。
通过红外光谱，我们可以了解聚合物的化学组成、结构、相互作用以及其它物理性质。
在这篇文章中，我们将讨论红外光谱在聚合物研究中的应用以及一些相关的研究方法。
首先，让我们简要介绍一下红外光谱的基本原理。
红外辐射是电磁辐射的一种波长范围，它的波长介于可见光和微波之间。
有机化合物在红外波段的吸收谱带可以用于识别和分析化合物的不同官能团。
聚合物是由重复单元组成的大分子，因此其红外光谱也有其特殊之处。
首先，红外光谱可以用于鉴定聚合物的化学组成。
聚合物通常由不同的单体或功能单元组成，通过红外光谱，我们可以确定聚合物中存在的官能团。
例如，酯、醚、酰胺等官能团的振动频率可以在红外光谱图中很清晰地观察到。
通过比较聚合物的红外光谱和单体的红外光谱，我们可以确定聚合物的化学组成。
其次，红外光谱可以用于研究聚合物的结构。
聚合物的结构对其性质和应用有着重要的影响。
通过红外光谱，我们可以观察到聚合物的键长、键角、晶体结构等方面的信息。
例如，聚烯烃类聚合物的红外吸收峰的位置和强度可以提供有关侧链的构象和取向信息。
此外，红外光谱还可以用于研究聚合物的相互作用。
聚合物可以与其它物质或聚合物形成复合材料或共聚物。
红外光谱可以提供复合材料中不同成分之间的相互作用信息。
例如，如果聚合物与钙盐形成络合物或聚合物链与聚酰胺链相互交联，我们可以通过红外光谱观察到特定的峰位变化。
在聚合物红外光谱研究中，有几种常用的方法。
首先，传统的固体样品法是将聚合物样品研磨成颗粒或制备薄膜，然后直接在红外光谱仪中进行测量。
这种方法适用于固体聚合物样品，可以提供非常准确的红外光谱。
其次，溶液法是将聚合物溶解在合适的溶剂中，然后通过红外透射法进行测量。
这种方法适用于大多数溶液聚合物样品，可以提供样品的整体红外光谱。
最后，偏振红外光谱法是将聚合物样品与偏振红外光进行相互作用，以研究聚合物的定向和取向。
如何通过红外光谱技术快速鉴定化学结构
如何通过红外光谱技术快速鉴定化学结构通过红外光谱技术快速鉴定化学结构在现代化学研究中，准确地鉴定化学结构是至关重要的。
而红外光谱技术则成为了一种非常有效的工具，可以帮助化学家们快速准确地确定物质的化学结构。
本文将介绍红外光谱技术的原理、应用领域以及如何通过该技术快速鉴定化学结构。
首先，我们来了解一下红外光谱技术的原理。
红外光谱技术是通过测量物质对红外辐射的吸收来获取信息的一种分析方法。
红外辐射的波长范围在近红外（近800纳米）到远红外（约1毫米）之间。
物质分子的振动和转动会导致它们对特定波长的红外光产生吸收。
通过测量物质在不同波数下的吸收强度，我们可以得到物质的红外光谱图像。
红外光谱技术在很多领域有着广泛的应用。
首先是有机化学领域，通过红外光谱可以确定有机化合物的官能团、碳氢键位置以及分子结构。
此外，在材料科学领域，红外光谱可以用来研究材料的物理化学性质，例如聚合物结构、表面活性剂的吸附行为等。
此外，生物化学领域也广泛应用了红外光谱技术，可以用于研究生物大分子的结构和功能。
那么如何通过红外光谱技术快速鉴定化学结构呢？首先，我们需要收集样品的红外光谱图像。
这可以通过红外光谱仪来实现，现代的红外光谱仪已经非常便捷和高效。
样品被置于红外光谱仪的样品室中，然后通过传感器来测量光谱图像。
接下来，我们需要将测得的光谱图像与已知的光谱数据库进行对比。
这些数据库中包含了已知化合物的光谱图像以及其对应的结构信息。
通过对比样品光谱图像与数据库中的光谱图像，我们可以确定样品的化学结构。
在进行对比时，我们可以关注吸收峰的位置和形状。
吸收峰的位置对应着特定的化学键或官能团，而吸收峰的形状则与分子结构有关。
通过对吸收峰位置和形状的分析，我们可以比较样品与数据库中的光谱，从而确定样品的化学结构。
此外，还可以利用红外光谱的一些特征峰进行定性和定量分析，如特定峰的强度变化或者比例。
然而，值得一提的是，红外光谱技术虽然在快速鉴定化学结构中有着广泛应用，但它不能提供绝对准确的结果。
红外光谱测聚合物结构
红外光谱测聚合物结构------07材料化学周宏亮测定未知聚合物的结构，红外光谱法定性分析的一个重要用途。
如果未知物不是新化合物，可以通过两种方式利用标准谱图进行查对：（1）查阅标准谱图的谱带索引，与寻找试样光谱吸收带相同的标准谱图；（2）进行光谱解析，判断试样的可能结构，然后在由化学分类索引查找标准谱图对照核实。
在对光谱图进行解析之前，应收集样品的有关资料和数据。
了解试样的来源、以估计其可能是哪类聚合物；测定试样的物理常数，如熔点、沸点、溶解度、折光率等，作为定性分析的旁证；根据元素分析及相对摩尔质量的测定，求出化学式并计算化合物的不饱和度：不饱和度W=1+n4+(n3-n1)/2式中n4、n3、n1、分别为分子中所含的四价、三价和一价元素原子的数目。
W=0时，表示分子是饱和的，应在链状烃及其不含双键的衍生物。
W=1时，可能有一个双键或脂环；W=2时，可能有两个双键和脂环，也可能有一个叁键；W =4时，可能有一个苯环等。
在分子中存在着许多不同类型的振动。
可分为两大类：一类是原子沿键轴方向伸缩使键长发生变化的振动，称为伸缩振动。
这种振动又分为对称伸缩振动和非对称伸缩振动。
另一类是原子垂直键轴方向振动，此类振动会引起分子内键角发生变化，称为弯曲振动。
这种振动又分为面内弯曲振动（包括平面及剪式两种振动），面外弯曲振动（包括非平面摇摆振动和弯曲摇摆振动）。
在原子或分子中有许多振动形式，但并不是每一种振动都会和红外辐射发生相互作用而产生红外吸收光谱。
只有发生偶极矩变化（△μ≠0）的振动才能引起可观测的红外吸收光谱，该分子称之为红外活性的；△μ=0 的分子振动不能产生红外振动吸收，称为非红外活性的。
例如，H2、O2、N2 电荷分布均匀，振动不能引起红外吸收。
H―C≡C―H、R―C≡C―R，其C≡C（三键）振动也不能引起红外吸收。
产生红外光谱的必要条件是：1. 红外辐射光的频率与分子振动的频率相当，才能满足分子振动能级跃迁所需的能量，而产生吸收光谱。
红外光谱法测定聚合物的结构
确定醇、 确定醇、酚、酸；伯胺、仲胺、叔胺 伯胺、仲胺、 在非极性溶剂中，浓度较小（稀溶液） 在非极性溶剂中，浓度较小（稀溶液）时，峰形尖锐，强 峰形尖锐， 吸收；当浓度较大时，发生缔合作用，峰形较宽。 吸收；当浓度较大时，发生缔合作用，峰形较宽。
红外光谱法测定聚合物的结构
一、实验目的
1．了解红外光谱的基本性能。 了解红外光谱的基本性能。 2．初步掌握红外光谱样品的制 备和红外光谱仪的使用。 备和红外光谱仪的使用。 3．初步学会红外光谱图的解析。 初步学会红外光谱图的解析。
二、实验原理
红外辐射光的波数: 红外辐射光的波数:
近红外区(800nm~2.5µm,125000~4 近红外区(800nm~2.5µm,125000~4 000cm-1) 中红外区( 中红外区( 2.5µm~25µm,4 000~400cm-1) 远红外区(25µm~1000µm,400~l0cm 远红外区(25µm~1000µm,400~l0cm-1 )。
傅里叶变换红外光谱仪傅里叶变换红外光谱仪是一种干涉型傅里叶变换红外光谱仪是一种干涉型红外光谱仪干涉仪由光源动镜红外光谱仪干涉仪由光源动镜分束器检测器组分束器检测器组迈克尔干涉仪工作原理图迈克尔干涉仪工作原理图动镜移动距离傅立叶变换红外光谱仪原理图用傅立叶变换红外光谱仪测用傅立叶变换红外光谱仪测量样品的红外光谱包括以下量样品的红外光谱包括以下几个步骤
② 饱和碳原子上的－C－H 饱和碳原子上的－
(3) 叁键（C ≡C）和累积双键区伸缩振动区(2500 ∼ 叁键（ 和累积双键区伸缩振动区(2500 1900 cm-1 ) (4) C=O伸缩振动及芳烃中C-H弯曲振动的倍频和合频 C=O伸缩振动及芳烃中 伸缩振动及芳烃中C 1900~1650 cm-1 碳氧双键的特征峰，强度大，峰尖锐。 碳氧双键的特征峰，强度大，峰尖锐。
第五节红外光谱法在聚合物材料研究中的应用
一、红外光谱法在聚合物材料研究中的应用红外光谱法在聚合物材料的研究中是一种必不可少的工具，也是近代分析方法中最成熟、最有效的方法之一。
用它来进行研究的内容也很广泛，包括未知聚合物及其添加剂的分析、聚合物结构(包括链结构及聚集态结构)和结构变化的分析、聚合反应的研究、聚合物与配合剂相互作用及并用聚合物之间相互作用的研究，结晶度、取向度的测定，聚合物表面的分析等。
对聚合物红外光谱的解释有三个要素必须注意。
第一是谱带的位置，它代表某一基团的振动频率，也是说明是否含有某种基团的标志。
这在第三节已有详细叙述，当然有些基团的谱带会出现在相同频率区或很接近的频率_匕这就需特别注意。
第二是谱带的形状，例如氢键和离子的官能团会产生很宽的红外谱带，这对于鉴定特殊基团的存在十分重要，如酸胺基的C =a和烯类的C =}伸缩振动都出现在}}5}c}、一’附近，但酞胺基团的默基大都形成氢键，其谱带较宽，这就容易与烯类的C }Cf谱带区分开。
第三是谱带的相对强度，谱带的强弱对比不单是一种基团含量的定量分析基础，而且可以暗示某一特殊基团或元素的存在，例如C H基团邻接氯原子时，将使它的摇摆、扭绞和变形振动的谱带由弱变强，因此从其对应的谱带的增强可提示有氯原子的存在。
分子中有极性较强的基团将产生强的吸收，如默基、醚基等谱带的吸收都很强。
下面举例说明红外光谱法在聚合物材料研究中的应用。
1、未知聚合物的鉴定一般来说，一张聚合物的光谱图是较复杂的，需要进行细心的分析才能得到初步的结果，最后还要根据分析结果查对标准潜图再作最后的确定。
首先可以基团的频率及频率分区中排除一些基团的存在，例如，在:3100～3700cm-1区域没有吸收带就可以排除O—H和N—H基团的存在；在3000～3100cm-1附近没有吸收带则表示不是芳环或不饱和碳氢化合物；在2242cm-1处没有谱带则表示不是含C≡N基团的聚合物(如丁睛胶、聚丙烯睛等)；在1720～1735cm-1之间没有谱带则表示被分析聚合物不是含碳基或醋基的聚合物。
最新聚合物结构表征
精品资料聚合物结构表征........................................FTIR测定聚合物的组成摘要傅里叶转变红外光谱(FTIR)在聚合物表征中有非常广泛的应用，本文中，摘取借鉴吴宏, 林志勇, 钱浩创作的《FTIR定量分析聚乙二醇P聚乙烯共混物组成》一文，对FTIR法测定聚合物组成方法进行探讨说明。
利用傅里叶转变红外光谱(FTIR) 定量分析聚乙二醇P聚乙烯共混物组成为例, 对特征谱带的选择, 重叠峰的分离, 数据的拟合处理作了详细讨论。
采用1 378 cm- 1处聚乙烯的复合峰与1 110 cm- 1处聚乙二醇的复合峰强度比作为定量分析的基准, 利用基于Beer2Lambert 定律的理论拟合方程能较好的实现峰强度比与组分浓度的对应关系, 可满足聚乙二醇P聚乙烯共混物组分的定量分析的要求。
主题词傅里叶转变红外光谱(FTIR) ; 定量分析；聚乙烯; 聚乙二醇;引言聚乙烯作为一种性能优异的通用树脂得到了普遍使用,但是较低的表面极性, 导致其在粘结、印刷、生物相容性等方面的应用受到限制, 因此常采用与极性组分共混的方法,改善其表面性质。
对聚合物共混物组成进行定量分析, 是研究其性能的重要依据。
在聚合物材料检测方面已有了很多的定量分析方法。
红外光谱法具有操作简单, 重复性好, 精度较高等优点, 同时又可以对结构进行深入研究, 在聚合物材料的应用研究中受到学者的广泛关注。
本文着重探讨了利用傅里叶变换红外光谱对聚乙二醇P聚乙烯共混物( PEG/PE) 薄膜组成进行定量检测时, 应遵循的基本原则和步骤，以说明利用FTIR方法对聚合物组成测定。
1 实验部分（摘抄，非亲自试验）1.1 原料线性低密度聚乙烯; 聚乙二醇(分子量6 000) , 进口分装。
1.2 聚合物共混物薄膜的制备聚乙烯和聚乙二醇经充分干燥后, 以相应的比例溶解在甲苯中, 回流, 将共混物溶液在硅片上成膜, 待溶剂充分挥发后, 从玻璃片剥离得到相应的聚合物薄膜。
红外测聚合物结构
红外光谱法测定聚合物的结构红外光谱是研究有机化合物、高分子化合物结构与性能关系的基本手段之一，具有分析速度快、样品用量少并能分析各种状态的样品等特点。
红外光谱广泛用于高聚物材料的定性定量分析，例如：研究高聚物的序列分布、研究支化程度、高聚物的聚集态结构、高聚物的聚合过程反应机理和老化，还可以对高聚物的力学性能进行研究。
一、实验目的1．了解红外光谱的基本原理。
2．初步掌握红外光谱样品的制备方法和红外光谱仪的使用。
3．初步学会红外光谱图的解析。
二、实验基本原理红外辐射光的波数可分为近红外区(10000~4000cm-1)、中红外区(( 4000~400cm-1)和远红外区(400~l0cm-1 )。
其中最常用的是中红外区，大多数化合物的化学键振动能的跃迁发生在这一区域，在此区域出现的光谱为分子振动光谱，即红外光谱。
在分子中存在着许多不同类型的振动，其振动与原子数有关。
含N个原子的分子有3N个自由度，除去分子的平动和转动自由度以外，振动自由度应为3N-6(线形分子是3N-5)。
这些振动可分两大类：一类是原子沿键轴方向伸缩使键长发生变化的振动，称为伸缩振动，用v表示。
这种振动又分为对称伸缩振动(v s)和非对称伸缩振动(v as)。
另一类是原子沿垂直键轴方向的振动，此类振动会引起分子内键角发生变化，称为弯曲(或变形)振动，用δ表示。
这种振动又分为面内弯曲振动(包括平面摇摆及剪式两种振动)和面外弯曲振动(包括非平面摇摆及扭曲两种振动)。
图14-1为聚乙烯中—CH2—基团的几种振动模式。
图14-1 聚乙烯中—CH2—基团的振动模式分子振动能与振动频率成反比。
为计算分子振动频率，首先研究各个孤立的振动，即双原子分子的伸缩振动。
可用弹簧模型来描述最简单的双原子分子的简谐振动。
把两个原子看成质量分别为m1和m2的刚性小球，化学键好似一根无质量的弹簧，如图14-2所示。
图14-2 双原子分子弹簧球模型按照这一类型，双原子分子的简谐振动应符合虎克定律，振动频率可用下式表示：式中，v 为频率，Hz ；K 为化学键力常数，10-5 N/cm ；μ为折合质量，g ；m 1，m 2分别为每个原子的相对原子质量；N 为阿伏加德罗常数。
红外光谱法表征聚苯乙烯的结构特征
红外光谱法表征聚苯乙烯的结构特征一、 实验目的、要求：（1）掌握聚合物红外光谱的；理论及特征。
（2）了解红外光谱仪的原理及使用。
（3）鉴别聚合物的结构。
二、 基本原理：当用一束红外光（具有连续波长）照射一物质时，该物质的分子就吸收一定频率的红外光，并将其光能变为分子振动能量和转动的能量。
若将其透过的光用单色器进行色散，就可以得到一带有缠的谱带。
如果以波长（或波数）为横坐标，以百分吸收率（或透过率）为零纵坐标，把这谱带记录下来就得到了该物质的红外吸收光谱图。
红外光谱的吸收带是由于分子吸收一定频率的红外光，发生振动能级的跃迁而产生的，即只有符合一定选择规律的跃迁，才能吸收红外光产生吸收带。
首先跃迁只能在两个相邻能级之间发生，这时吸收的红外光的频率（V ）等于分子振动的基本频率V 0：0hcv E hcv =∆= 0v v =其中：h=0.662×10-33焦耳·秒-1＝6.62×10-27尔格·秒-1C ＝2×1010厘米（光速）ν0＝分子基本频率ν：红外光频率多原子分子的振动时很复杂的，每个键的振动，会受其余键振动的影响。
在总结大量红外光谱试验资料的基础上，发现同一种化学键或基团，在不同化合物的红外光谱中，往往出现大致相同的吸收峰位置，称为基团特征频率。
例如CH 3CH 2Cl 中的CH3基团一欧一定的吸收峰，而且多数具有CH 3基团的化合物，不同样的频率附近出现吸收峰，这可以认为是CH 3基团的特征频率，基团频率的特征不能孤立的只看作时局部基团振动的反映，而是一个分子整体某种振动的反映。
在低分子红外光谱法基础上发展起来的聚合物振动光谱从理论和应用上，即有和前者相同的地方，也有其自身的特点：（I ）应用：1. 振动光谱能鉴别聚合物的晶态，非晶态以及它的取向性，运用对聚合物结晶敏感的谱带来测定聚合物的结晶度。
2.偏振红外光谱能测定聚合物的取向性。
红外光谱法鉴定聚合物的结构特征
红外光谱法鉴定聚合物的结构特征红外光谱法是一种非常常用的实验方法，用于鉴定和研究聚合物的结构特征。
它基于聚合物分子与红外光之间的相互作用，通过测量吸收红外光的能量来确定聚合物的化学键类型、取代基和分子结构。
本文将详细介绍红外光谱法在鉴定聚合物结构特征方面的原理和应用。
首先，让我们了解一下红外光谱法的原理。
红外光谱法是一种分析物质分子的结构和化学键类型的光谱技术。
红外光谱法利用红外光波长范围内光与物质之间相互作用的原理，通过测量物质对特定波长红外光的吸收来得到红外吸收光谱图。
在红外光谱图中，横坐标表示波数或波长，纵坐标表示吸收率或透射率。
在红外光谱中，具有不同结构和化学键类型的化合物会表现出不同的吸收峰，从而可以通过分析吸收峰的位置、形状和强度来确定聚合物的结构特征。
1.化学键类型：红外光谱法可以确定聚合物中不同类型的化学键，如C-H键、O-H键、C=O键等。
不同类型的化学键对不同波长的红外光有不同的吸收特征峰位，通过分析吸收峰的位置可以确定聚合物中所含有的化学键类型。
2.取代基和官能团：聚合物中的取代基和官能团与共轭结构或特定原子组团之间的相互作用可以通过红外光谱法来鉴定。
不同取代基和官能团对红外光的吸收有特定的峰位和强度，通过分析红外光谱图中的吸收峰可以确定取代基、官能团的存在和位置。
3.分子结构：红外光谱法可以揭示聚合物的分子结构和排列方式。
例如，聚乙烯在红外光谱图中会显示出一个特征峰，对应于C-H键的伸缩振动。
而聚丙烯则会显示出一个峰值，对应于序列式CH3伸缩振动。
通过分析红外吸收光谱图中的这些特征峰，可以确定聚合物的分子结构和排列方式。
红外光谱法在鉴定聚合物结构特征方面有广泛的应用。
首先，红外光谱法可以用于聚合物的识别和定性分析。
通过与标准物质的红外光谱图进行比对，可以确定未知聚合物的化学键类型、取代基和官能团，从而确定其结构和组成。
其次，红外光谱法可以用于鉴定聚合物的纯度和变性程度。
聚合物的红外光谱图中通常会表现出由于空间排列和取代基的变化而引起的峰位移或峰强度变化。
红外光谱法测定聚合物的结构的实验流程
红外光谱法测定聚合物的结构的实验流程红外光谱法测定聚合物的结构的实验流程：
①准备样品，将聚合物样品研磨成粉末或溶解在合适的溶剂中。
②将样品放入红外光谱仪中，调整仪器参数并进行基准校准。
③利用透射模式或反射模式进行红外光谱测试。
④记录红外光谱图谱，包括吸收峰的位置和强度。
⑤将样品与标准品进行比较，确定样品中存在的功能团的种类。
⑥通过比对样品的红外光谱图谱和已知聚合物的红外光谱图谱进行结构鉴定。
⑦对样品进行不同条件下的红外光谱测试，以确定其结构中的各个部分。
⑧利用红外光谱信息推断出聚合物的构象和空间结构。
⑨根据红外光谱测试结果，推测出样品的聚合物链的排列方式。
⑩通过不同的处理和处理条件，观察红外光谱图谱的变化，分析聚合物的结构和性质的相关性。
⑪将不同批次或不同来源的聚合物样品进行红外光谱测试，验证其结构的一致性。
⑫对红外光谱图谱中出现的函数团进行进一步的定量分析，确定
其含量。
⑬通过红外光谱测试结果，推测出聚合物的热稳定性和耐化学性
等性质。
⑭总结分析红外光谱测试结果，得出对聚合物结构和性质的结论，并汇报实验结果。
有机物红外光谱的测绘及结构分析
不同官能团和化学键在红外光谱中具有不同 的特征吸收峰，通过分析这些特征吸收峰的 位置和强度，可以推断出有机物的分子结构 和分子间的相互作用。
红外光谱技术还可以用于有机物分 子的定量分析和纯度检测，为有机 化学、药物化学和材料科学等领域 的研究提供了重要的实验依据。
研究不足与展望
虽然红外光谱技术已经得到了广泛的应用，但仍存在一些 局限性，如对某些复杂有机物或高分子聚合物的解析能力 有限。
有机物红外光谱的测绘及结构分析
目录
• 引言 • 有机物红外光谱的基本原理 • 有机物红外光谱的测绘方法 • 有机物红外光谱的结构分析方法 • 实例分析 • 结论与展望
01 引言
主题简介
• 红外光谱是一种常用的光谱分析技术，用于研究分子振动和 转动能级跃迁。有机物红外光谱的测绘及结构分析是利用红 外光谱技术对有机物分子进行结构分析和表征的重要手段。
5. 分析光谱
根据光谱特征峰的位置和强度， 推断有机物的官能团和结构信 息。
数据收集和处理
光谱数据
记录有机物在各个波数下的红外吸收强度，形成光谱 图。
特征峰识别
根据已知的红外光谱特征峰，识别出样品中存在的官 能团。
数据处理和分析
对光谱数据进行处理和分析，提取有机物的结构信息， 如碳氢比、官能团类型等。
峰的位置与强度
红外光谱的峰位置与有机物的官能团有关，峰的强度则与官能团的 数量和样品浓度有关。
峰的形状
峰的形状可以提供有关分子内部结构的更多信息，如氢键的存在与 否。
红外光谱在有机物结构分析中的应用
官能团鉴定
通过分析特征峰的位置和强度，可以确定有 机物中存在的官能团。
化合物鉴别
结合已知化合物的红外光谱，可用于鉴别未 知化合物的结构。
红外光谱学研究材料结构
红外光谱学研究材料结构红外光谱学是一种广泛应用于研究化学物质的分子结构和化学键状态的非破坏性技术。
该技术利用光学原理，分析物质分子所产生的振动和转动，从而得出化学组成和结构信息。
红外光谱学已广泛应用于许多领域，例如材料科学、化学、生物医学、环境科学等，本文将重点介绍其在材料结构研究中的应用。
一、红外光谱学原理红外光谱学是利用物质分子在特定波长范围内吸收和散射红外线的特性来研究材料结构和分析物质组成的方法。
红外线波长范围通常为2.5-25微米，相应的频率范围为4000-400 cm-1。
在红外光谱学中，光源发出一束宽谱的红外辐射，经过一个光学系统后射向样品。
样品对红外辐射进行吸收或散射，被检测器接收并转化为光信号。
检测器输出的信号随着波数变化而变化，形成一个光谱图谱。
光谱图谱可用于确定分子的本征振动类型、分子结构、晶体结构、质量和化学键状态等信息。
二、红外光谱学在材料结构研究中的应用1.红外光谱图谱解析红外光谱图谱解析是确定材料分子结构和化学组成等信息的关键步骤。
在解析过程中，需要考虑各种谱带的峰形、峰位、强度和互相之间的相对强度。
以多组分体系为例，有时需要利用二次导数谱或二阶导数谱来减少谱带的重叠和交叉。
此外，基元和各种结构单元产生的红外吸收具有特征性，例如化学键弯曲，非平面结构的峰带，利用峰带特征性质识别化合物结构。
2.材料表面分析材料表面分析是材料研究的关键领域之一。
利用红外光谱学可研究材料表面上化学键的分布、密度、形态和吸附物等信息。
例如，利用反射式红外光谱技术，可以研究金属表面上吸附的气体分子和表面化学反应；利用透射式红外光谱技术，可以研究透过薄膜的化学物质和界面层化学信息等。
3.材料失效分析材料老化和失效分析通常需要借助于一些物理化学手段。
红外光谱学可帮助分析材料失效的原因，例如聚合物材料的老化。
聚合物中由化学键振动产生的红外吸收是这些材料的一个重要特征，因此红外光谱学成为研究聚合物失效机理的重要工具。
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红外光谱法鉴定聚合物的结构特征
引言
红外光谱法是一种常用的分析技术，广泛应用于聚合物材料的表征和鉴定。
聚合物是由重复单元组成的高分子化合物，其结构决定了其性质和应用领域。
通过红外光谱法，可以研究聚合物中的化学键类型、官能团以及杂质等信息，从而实现聚合物的结构特征的鉴定。
本文将介绍红外光谱法在聚合物结构鉴定中的原理和方法，并结合实例进行详细说明。
一、红外光谱的原理
红外光谱法基于分子内振动产生的特定频率的吸收现象来鉴定材料的成分和结构。
红外光谱仪通过引入红外光源，照射到样品上，样品会吸收特定频率的红外光，所吸收的红外光谱与样品分子的振动能级间的能量差有关，因此可以得到有关样品结构和化学键性质的信息。
二、红外光谱法在聚合物结构鉴定中的应用
1.化学键类型的鉴定
红外光谱法可以通过分析吸收峰的位置和形状来确定聚合物中的化学键类型。
例如，碳氢键的振动会在285-300 cm-1范围内产生吸收峰，羟基(OH)官能团的振动会在320-360 cm-1范围内产生宽而强的吸收峰。
通过观察这些特征吸收峰的出现和位置，可以确定聚合物中的化学键类型。
2.官能团的鉴定
红外光谱法可以通过分析吸收峰的位置和形状来确定聚合物中的官能团。
不同官能团的振动会在不同的频率范围内产生吸收峰。
例如，醛基(C=O)官能团会在165-175 cm-1范围内产生吸收峰，羧基(COOH)官能团会
在170-180 cm-1范围内产生吸收峰。
通过观察这些特征吸收峰的出现和位置，可以确定聚合物中的官能团。
3.结构的定性和定量分析
通过分析红外光谱中的吸收峰的强度和形状，可以对聚合物结构进行定性和定量的分析。
例如，在聚丙烯中，不饱和度的增加会导致红外光谱中烯烃吸收峰的增加。
通过测量吸收峰的强度，可以确定聚合物中不饱和度的含量。
4.杂质的检测
实例
以聚丙烯为例，通过红外光谱法鉴定其结构特征。
首先，我们需要将聚丙烯样品制备成薄膜状。
然后，将样品置于红外光谱仪中进行测试。
可以选择透射法或反射法来进行测试，透射法适用于透明样品，而反射法适用于不透明的样品。
在获得红外光谱结果后，我们可以通过以下步骤来分析和鉴定聚丙烯的结构特征：
1. 观察吸收峰的位置和形状：聚丙烯的红外光谱中通常会出现一个强而尖锐的吸收峰在2918 cm-1，对应于C-H键的伸缩振动；在卤素代聚丙烯中出现额外的吸收峰；没有C=O伸缩振动吸收峰。
2.比较红外光谱与标准谱图：与已知的聚合物标准谱图进行比较可以帮助确定样品的结构类型。
在聚丙烯的情况下，可以与聚丙烯标准谱图进行比对。
3.分析吸收峰的强度：通过比较不同样品的吸收峰的强度，可以定量分析聚丙烯中不饱和度的含量。
结论
红外光谱法是一种非常有效的工具，可以用于聚合物结构的鉴定和分析。
通过分析红外光谱中的吸收峰的位置、形状和强度，可以确定聚合物的化学键类型、官能团以及结构特征。
在聚合物相关领域，红外光谱法被广泛应用于材料的表征、质量控制以及研发过程中。
了解红外光谱法的原理和应用对于聚合物结构分析非常重要。