红外光谱法在高分子材料分析中应用
红外光谱分析技术及其在高分子材料研究中的应用
红外光谱分析技术及其在高分子材料研究中的应用红外光谱分析技术在高分子材料研究中具有广泛的应用。
高分子材料是指由大量类型相同或相似的基本单位（单体）通过共价键相互连接形成的材料，如塑料、橡胶、纤维等。
红外光谱分析可以用于高分子材料的结构表征、化学成分分析和性能评价。
首先，红外光谱分析可用于高分子材料的结构表征。
由于高分子材料通常由许多重复单元组成，因此红外光谱中的特征吸收峰可以提供关于材料的结构信息。
例如，聚合物的主链振动频率和键长可以通过红外光谱中的C-H、C-O和C=O等吸收峰位置和强度来确定。
通过比较不同高分子材料的红外光谱，可以判断高分子链的配位方式、取代基的种类与位置等结构差异。
其次，红外光谱分析可用于高分子材料的化学成分分析。
高分子材料通常包含多种化学成分，例如主链、支链、取代基等。
红外光谱可以通过比较吸收峰的位置和强度，定量分析高分子材料中各个组分的含量。
同时，红外光谱还可以检测材料中的杂质和附加成分，以及表征材料中的交联、缩聚和氢键等化学反应。
最后，红外光谱分析可用于高分子材料的性能评价。
高分子材料的性能往往与其结构和化学成分密切相关。
通过红外光谱可以研究材料的分子间相互作用和宏观物理性质，如熔点、热稳定性、机械强度和导电性等。
红外光谱还可以用于研究材料在不同环境条件下的吸湿性、耐紫外光性能、氧化降解和老化行为等。
红外光谱分析技术在高分子材料研究中的应用不仅能够为材料设计和制备提供理论指导，还可以为材料的性能评价和质量控制提供可靠的分析手段。
随着红外光谱分析技术的不断发展和改进，相信在高分子材料研究中的应用将会进一步扩展和深入。
微波辐射下高分子材料的微观结构分析
微波辐射下高分子材料的微观结构分析随着科技的不断进步和发展，人们生活中的很多方面都得到了极大的改善。
其中，高分子材料作为一种广泛应用于日常生活和工业生产的材料，其研究和发展也越来越引起人们的重视。
而微波辐射在高分子材料的研究领域中也扮演着越来越重要的角色。
本文将从微波辐射下高分子材料的微观结构分析方面进行深入探究。
一、微波辐射的基本介绍微波辐射是一种特定频率的电磁辐射，其频率范围为300MHz~300GHz，对应波长为1m~1mm。
其能量比红外线还高，但比射线低，可以穿透一些物体，不同物质对微波辐射的吸收与反射也有所不同。
微波辐射的应用非常广泛，例如无线电通讯、食品加热和医学应用等。
二、高分子材料的基本特性高分子材料指的是一类由纠合成链的高分子分子构成的材料，包括普通塑料、橡胶、纤维等。
高分子材料的特性决定了其在许多领域的广泛应用。
例如，高分子材料具有良好的耐磨性、耐腐蚀性和机械强度等，所以在汽车、建筑、医疗和包装等领域中，它们有着极其重要的应用。
三、微波辐射下高分子材料的微观结构分析高分子材料的微观结构是由分子链构成的，它们可以具有多种形态和排列方式。
通过微波辐射研究高分子材料的微观结构，可以更深刻地认识高分子材料本身的性质，并为材料的研究和制造提供更加精确的数据和方向。
1. 微波辐射下高分子材料的热分析通过热分析测试可以了解微波辐射对高分子材料微观结构的影响。
微波辐射作用下，高分子材料表面会出现加热现象，产生热量。
同时，高分子材料分子链会发生一些改变，例如材料的结晶度可能会改变，分子链的断裂引起结构的变化等。
通过对微波辐射下高分子材料热分析动态曲线的观察和分析，可以精确地了解高分子材料的加热过程和结构的变化。
2. 微波辐射下高分子材料的红外光谱分析红外光谱是一种可以用于检测材料分子结构的测试方法。
微波辐射下，高分子材料会发生吸收红外光谱的变化，从而改变分子链的振动模式，其红外吸收带的强度和峰位也会有所不同。
聚醚胺红外光谱
聚醚胺红外光谱全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：聚醚胺是一种具有重要应用价值的高分子材料，其在材料科学领域有着广泛的应用。
而红外光谱是一种常用的表征手段，通过分析聚醚胺的红外光谱可以了解其分子结构和化学成分。
本文将围绕聚醚胺红外光谱这一主题展开介绍。
我们来了解一下什么是聚醚胺。
聚醚胺是一类聚合物，由醚和胺基组成，具有良好的机械性能和化学性能。
由于其分子中含有醚和胺基团，因此聚醚胺具有一定的柔韧性和耐磨性，同时也具有一定的热稳定性和化学稳定性。
聚醚胺可以通过聚合反应合成，通常采用缩合聚合或开环聚合的方式。
接下来，我们将重点介绍聚醚胺的红外光谱。
红外光谱是一种通过测量物质在红外光区的吸收强度来研究物质分子结构的手段。
在分子中，不同的化学键和官能团会有特定的吸收频率和吸收强度，通过对红外光谱的分析可以确定化学键的种类和分子结构。
对于聚醚胺这样的高分子材料，其红外光谱可以提供丰富的信息，帮助我们了解其分子结构和性质。
在聚醚胺的红外光谱中，常见的吸收峰包括C-H伸缩振动、N-H 伸缩振动、C=O伸缩振动、C-N伸缩振动等。
由于聚醚胺中含有醚和胺基团，因此在其红外光谱中会有特定的吸收峰对应于这些官能团。
醚基的伸缩振动通常在1000-1300 cm-1的区域内出现，而胺基的伸缩振动则在3000-3500 cm-1的区域内出现。
通过分析这些吸收峰的位置和强度，可以确定聚醚胺的分子结构和化学成分。
聚醚胺的红外光谱还可以用来分析其热性能和稳定性。
在高分子材料的应用过程中，热性能和稳定性是非常重要的指标。
通过对聚醚胺的红外光谱进行热分析，可以了解其在高温下的热分解行为和热稳定性。
这对于优化聚醚胺的合成工艺和应用条件具有重要意义。
第二篇示例：聚醚胺红外光谱是指通过红外光谱技术对聚醚胺材料进行分析的过程。
聚醚胺是一种重要的高分子材料，具有优良的机械性能和化学稳定性，广泛应用于航空航天、汽车制造、环保等领域。
通过对聚醚胺材料进行红外光谱分析，可以了解其分子结构、功能团和化学键等信息，为材料的研究与应用提供重要参考。
c13红外光谱仪作用
C13红外光谱仪作用C13红外光谱仪是一种高精度的光谱分析仪器，主要用于测定有机化合物的红外光谱，广泛应用于化学、材料科学、生物学等领域。
以下是C13红外光谱仪的作用：1．化合物鉴定：C13红外光谱仪可以通过测定未知化合物的红外光谱，与已知红外光谱数据库进行比对，从而确定未知化合物的化学结构或组成。
这对于化学研究、材料科学、药物研发等领域具有重要意义。
2．化学键分析：C13红外光谱仪可以分析化合物中的化学键类型和键长，从而推断出化合物的分子构型和化学键性质。
这对于研究化学反应机理、材料结构与性能关系等领域具有重要作用。
3．官能团鉴定：C13红外光谱仪可以鉴定化合物中的官能团，如碳碳双键、碳碳三键、羰基、羟基、氨基等。
这对于确定化合物的性质和化学反应活性具有重要意义。
4．定量分析：C13红外光谱仪可以通过测定样品中特定官能团的吸收强度，进行定量分析。
例如，可以测定样品中某种特定脂肪酸的含量，从而用于脂肪酸分析和质量控制。
5．反应动力学研究：C13红外光谱仪可以用于研究化学反应的动力学过程，通过对反应过程中红外光谱的变化进行监测，推断反应速率和反应机理。
这对于化学反应优化、催化剂设计等领域具有重要意义。
6．材料结构分析：C13红外光谱仪可以用于分析材料结构，如高分子材料、晶体结构等。
通过对材料的红外光谱进行测定和分析，可以揭示材料的微观结构和化学组成，对于材料性能研究和优化具有重要意义。
7．生物样品分析：C13红外光谱仪也可以用于生物样品分析，如蛋白质结构、DNA序列等。
通过对生物样品的红外光谱进行测定和分析，可以揭示生物分子的结构和性质，对于生物医学研究、药物研发等领域具有重要意义。
8．过程控制：在化工、制药等生产过程中，C13红外光谱仪可以用于在线监测和控制化学反应过程。
通过对反应物和生成物的红外光谱进行实时监测，可以及时调整工艺参数，确保产品质量和生产效率。
9．污染物检测：C13红外光谱仪可以用于环境污染物检测，如空气污染、水体污染等。
红外光谱分析技术及其在高分子材料研究中的应用简完整版PPT资料
红外光谱的测定方法
样品要求：干燥无水、浓度适当、多组分样要先 分离
固体样品：溴化钾压片法 糊状法（加石蜡油 Nujol调成糊状) 溶液法（溶剂CS2, CCl4 ,CHCl3) 薄膜法 (高分子化合物）
液体样品：液膜法 溶液法（水熔液样品可用AgCl池子）
气体样品：气体样品槽
为什么用溴化钾压片？
红外光谱分析技术及其在高分子材料研究中的应用简
（优选）红外光谱分析技术及 其在高分子材料研究中的应用
简
基本概念
分子振动形式
薄膜法 (高分子化合物）
计算结晶度公式：Xc=kAi/As
R<1，称为垂直谱带；
光通量大，所有频率同时测量，检测灵敏度高，样品量减少。
共聚物的性能和共聚物中两种单体的链节结构、组成和序列分布有关。
影响基团特征频率的因素
式中，A0、At、A∞分别为0、t以及转化率
为100%是定量峰的面积
ε为吸光系数，其值的大小与基团的结构、所处的环境有关，取决于基团振动时偶极矩的变化率
红外光谱法在高分子材料研究中的应用
P总=fVPPVP+（1-fVP）PHEMA
含有羰基的聚合物在羰基伸缩振动区（1800-1650 cm-1）有最强的吸收
面内弯曲振动区 1500-1300cm-1
FTIR光谱仪的优点
伸缩振动 -----对称伸缩振动 νs ----不对称伸缩振动 νas
弯曲振动 ----面内弯曲振动 ----剪式振动 s -----平面摇摆
-----面外弯曲振动 ----非平面摇摆 -----弯曲摇摆
按能量高低为： νas > νs > s
伸缩振动区3300-2700cm-1 面内弯曲振动区 1500-1300cm-1 面外弯曲振动区 1000-650cm-1
聚丙烯腈的红外光谱
聚丙烯腈的红外光谱聚丙烯腈是一种高分子化合物，它在红外光谱中表现出独特的光谱特征。
红外光谱是通过测量样品与红外光的交互作用来研究化合物结构的一种非破坏性分析方法。
本文将介绍聚丙烯腈在红外光谱中的特征及其在化学研究和实际应用中的意义。
聚丙烯腈的红外光谱呈现出多个谱峰，其位置和强度可以用于表征分子中的不同化学官能团。
在聚丙烯腈的红外光谱中，最常见的化学官能团为氰基（C≡N）和甲基（CH3），它们在不同波数处产生了不同的吸收峰。
氰基的吸收峰通常出现在2200-2300 cm-1区域，这是由于氰基的三键振动引起的。
在红外光谱中，氰基的振动频率特别高，因此可以用来检测具有氰基官能团的化合物。
除了氰基和甲基之外，聚丙烯腈的红外光谱中还可以观察到一些其他化学官能团的吸收峰，如亚胺基（C=O）、芳香环（Ar-H）和亚胺基的伸缩振动（C-N）。
通过观察这些吸收峰的位置和强度，可以进一步确定聚丙烯腈分子中的不同官能团及其相对含量。
聚丙烯腈在红外光谱中的特征对于其在化学研究和实际应用中的意义非常重要。
在纺织工业中，聚丙烯腈是一种常用的原料，用于生产合成纤维。
在聚合物材料的制备过程中，红外光谱可以用于检测反应产物的结构和纯度，以及确定合成过程中可能存在的化学反应。
聚丙烯腈的红外光谱还可以用于检测化学反应或材料中可能存在的缺陷。
如果聚合反应不完全，会导致产物中存在未反应的单体，这些单体通常也会在红外光谱中表现出特征吸收峰。
通过对这些吸收峰的分析，可以确定反应的完整性，并指导进一步的合成步骤。
聚丙烯腈的红外光谱对于确定其分子结构和化学官能团的存在非常重要，对于化学研究和工业生产都具有广泛的应用价值。
聚丙烯腈在红外光谱中的特征还可以用于确定其性质和应用。
在高分子材料中，聚丙烯腈可以被用作制备纤维、薄膜和聚合物膜等材料的原料。
通过对聚丙烯腈的红外光谱进行分析，可以确定其分子量、分子结构和官能团的种类和含量等信息，以指导材料选择和制备步骤的优化。
红外光谱法在高分子材料分析中的应用
红外光谱法在高分子材料分析中的应用红外光谱法是一种常用的分析方法，广泛应用于高分子材料的研究和分析中。
它利用高分子材料中的官能团对红外辐射的吸收特性进行分析，从而得到材料的结构信息和化学组成。
本文将详细介绍红外光谱法在高分子材料分析中的应用。
首先，红外光谱法可以用于高分子材料的结构鉴定。
高分子材料由长链状的分子组成，通常有许多不同类型的基团。
红外光谱法通过检测高分子材料中的官能团的振动吸收来确定其结构。
不同类型的官能团在红外光谱图上有不同的吸收峰，通过对比实验样品和参考标准的红外光谱图，我们可以确定高分子材料中的官能团的种类和存在方式。
例如，羰基(C=O)的伸缩振动位于1700 cm-1附近，羟基(OH)的振动位于3200-3600 cm-1附近。
通过观察这些吸收峰的位置和强度，我们可以推测高分子材料的组成和结构。
其次，红外光谱法可以用于高分子材料的质量分析。
高分子材料在不同制备条件下，其分子结构和化学组成可能会发生变化。
红外光谱法可以定量分析高分子材料中特定官能团的含量，从而确定其质量。
例如，聚乙烯中的羧酸官能团含量可以通过测量其红外吸收峰的强度来确定。
通过定量分析高分子材料中的官能团含量，我们可以评估材料的质量和性能。
此外，红外光谱法还可以用于高分子材料的结构演化研究。
高分子材料在加热、拉伸等外界条件下，其结构和性能也会发生变化。
红外光谱法可以在不同条件下对高分子材料进行原位监测，从而研究其结构演化过程。
例如，通过监测高分子材料中特定官能团的红外吸收峰的位置和强度变化，我们可以了解高分子材料在加热或拉伸过程中发生的结构变化，揭示其结构演化机制。
最后，红外光谱法还可以用于高分子材料的光化学反应研究。
高分子材料往往具有较好的光学性能，能够吸收光能并发生光化学反应。
通过红外光谱法可以监测高分子材料在光照条件下的结构变化，揭示其光化学反应机制。
例如，通过监测高分子材料中特定官能团的红外吸收峰的变化，可以研究高分子材料在光照条件下的裂解、交联等反应过程，为高分子材料的光学应用提供理论依据。
红外实验报告
红外光谱法测定高分子化合物的结构实验报告一、实验目的1.熟悉傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）的使用方法和工作原理。
2.掌握用KBr压片法制备固体样品进行红外光谱测定的技术和方法。
3.了解基本且常用的KBr压片制样技术在红外光谱测定中的应用。
4.通过对高分子材料红外光谱的解释的，初步学会红外光谱图的解析，能从图上获取一些高分子的组成结构信息。
二、实验原理当一定频率的红外光照射分子时，如果分子中某个基团的振动频率和它一样，光的能量通过分子偶极矩的变化传递给分子，这个基团就吸收了一定频率的红外光。
分子吸收光能后由原来的振动基态能级跃迁到较高的振动能级。
按照量子学说，当分子从一个量子态跃迁到另一个量子态时，就要发射或吸收电磁波，两个量子状态间的能量差ΔE 与发射或吸收光的频率ν之间存在如下关系：ΔE=hν，式中h 为普朗克（Plank）常数，等于6.626*10-34J•s，频率ν=C/λ，C 是光速，C=2.9979*108m/s。
红外辐射的波长在2μm-50μm 之间。
红外光量子的能量较小，只能引起原子的振动和分子的转动，所以红外光谱又称振动转动光谱。
原子的振动相当于键合原子的键长与键角的周期性改变，相应于振动形式有伸缩振动和弯曲振动。
对于具体的基团与分子振动，其形式和名称有多种多样，对应于每一种振动形式有一种振动频率，其所具有的各种振动形式以及对应的谱带波数。
红外吸收光谱法的原理是当物质受到红外照射时，由于能量小而不足以引起电子的跃迁。
但它能引起分子的振动能级的跃迁。
这种能级跃迁是有选择性地吸收一定波长的红外光。
物质的这种性质表现为物质的吸收光谱。
红外光谱法是利用某些物质对电磁波中的红外光区特定频率的波具有选择性吸收的特性来进行结构分析、定性鉴定和定量测定的一种方法。
红外吸收光谱是在电磁辐射的作用下，分子中原子的振动能级和转动能级发生跃迁时所产生的分子吸收光谱。
由于这种跃迁时振动能级和转动能级的能量差比较小(前者约为1——0．05电子伏特，后者约为0．05——0．0035电子伏特)，因此其吸收光谱的波长均在红外光区(0．78—300微米)内。
波谱分析2.4.8高分子化合物的红外特征光谱
高分子化合物的红外特征光谱
演讲人：李新明 ——应化152
河南科技学院化学化工学院----波谱分析
学习要点
1、红外光谱技术 2、高分子化合物制样方法 3、红外光谱图的解析法 4、红外光谱技术在高分子化合物研究中的 应用
河南科技学院化学化工学院----波谱分析
河南科技学院化学化工学院----波谱分析
红外光谱图的解析法
3.1 红外光谱的特征量
（1）谱峰位置，即波长或波数。谱峰位置即谱带的特征振 动频率，是对官能团进行定性分析的基础，依照特征蜂的 位置可确定聚合物的类型。 （2）谱峰强度，即透射百分率或吸收百分率。谱峰强度与 分子振动时偶极矩的变化率有关，但同时又与分子的含量 成正比，因此可作为定量分析的基础。 （3）谱峰形状。谱峰形状包括谱带是否有分裂，还反映了 分子结构特性，可用以研究分子内是否存在缔合以及分子 的对称性、旋转异构、互变异构等。
河南科技学院化学化工学院----波谱分析 4、聚对苯二甲酸乙二醇酯红外光谱解析
聚对苯二甲酸乙二醇酯红外光谱图
上图是聚对苯二甲酸乙二醇酯红外光谱图。其特征谱带 是在1730cm-1处的羰基伸缩振动光谱及1130cm-1和1260cm-1处 的C-O-C伸缩振动光谱，它们提示有酯基存在。同时730cm-1 处吸收光谱是对位双取代苯环上面氢的外弯曲振动吸收，表 明它是对苯二甲酸基团的一个特征峰。3540cm-1处的光谱, 是未反应的羟基的伸缩振动光谱, 一般很弱。
河南科技学院化学化工学院----波谱分析 3、聚丙烯红外光谱解析
聚丙烯的红外光谱图
上图是聚丙烯的红外光谱图。在1460cm-1处存在C－ H弯曲振动吸收峰。甲基弯曲振动出现在1378cm-1处。 同时在970cm-1和1250cm-1处出现{CH2CH(CH3) }n谱峰 为聚丙烯的CH2振动谱峰，其峰强度不受聚丙烯结晶度 及大小的干扰，可以用来做参考峰。
聚醚胺红外光谱
聚醚胺红外光谱全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：聚醚胺是一类具有特殊结构和性质的高分子材料，在工业和科研领域中有着广泛的应用。
聚醚胺红外光谱是一种常用的表征方法，通过对其红外光谱特性的分析，可以了解其分子结构、成分和性质。
本文将介绍聚醚胺的基本概念、红外光谱分析原理以及其在材料科学领域的应用。
一、聚醚胺的概念和性质聚醚胺是由醚和胺基组成的高分子化合物，具有一定的韧性、耐磨性和耐高温性能。
聚醚胺的分子结构中含有大量的氧原子和氮原子，使其在表面活性物质、聚合催化剂、纤维材料等领域具有重要的应用价值。
聚醚胺可以按照其结构和性质的不同进行分类，主要包括聚醚酮胺、聚醚醚胺、聚醚酰胺等。
聚醚酮胺是一种高分子聚合物，它具有优异的耐温性和耐化学性能，常用于制备高温部件和电子材料。
二、聚醚胺红外光谱分析原理红外光谱是一种常用的分子结构表征方法，通过对物质吸收、发射或透射红外光的特性进行分析，可以获取有关分子振动、转动和振转相互作用等信息。
在聚醚胺的红外光谱分析中，主要关注其分子结构中的醚键、胺基等功能团。
在聚醚胺的红外光谱中，主要表现为以下几个特征峰：C-H伸缩振动峰、N-H伸缩振动峰、C=O伸缩振动峰、C-N伸缩振动峰等。
通过对这些特征峰的位置、形状和强度进行分析，可以确定聚醚胺的分子结构和成分。
聚醚胺红外光谱在材料科学领域中有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 聚合物材料研究：通过对聚醚胺红外光谱的分析，可以了解其分子结构、键合方式和晶体形态等信息，为聚合物材料的设计和合成提供重要参考。
2. 表面活性物质分析：聚醚胺常用作表面活性物质的基础材料，通过红外光谱可以探测其表面功能团的类型和含量，从而评估其表面性能。
3. 聚合催化剂研究：聚醚胺在聚合催化剂制备中具有一定的应用价值，红外光谱可以帮助确定其在催化反应中的活性部位和催化机理。
4. 纤维材料品质检测：聚醚胺纤维是一种常见的合成纤维材料，通过红外光谱可以检测其材料的组成和结构，评估其品质和性能。
红外光谱法在高分子材料分析中的应用
高等仪器分析-红外光谱在聚氨酯表征方面的应用
红外光谱在聚氨酯表征方面的应用摘要：聚氨酯（PU）综合性能优良，有着极为广泛的应用，是科研领域的研究热点。
而红外光谱（IR）是聚氨酯结构表征中不可或缺的表征方法。
本文从红外光谱的原理和聚氨酯的实用性出发，综述了红外光谱在合成与改性聚氨酯过程中的表征应用。
关键词：聚氨酯，红外光谱，表征TheApplicationsofFTIRinWaterbornePolyurethaneCharacterizationAbstract: Polyurethane(PU) is a focus in scientific fields due to its excellent properties and broad applications. And Infrared spectroscopy(IR) is one of essential methods to characterize the chemical structure of PU. This review started with the principle of IR and the practicability of PU, summarized the applications of IR in the characterization of PU during the synthesis and modificati on process.Key words: polyurethane, infrared spectroscopy characterization1. 红外光谱简介红外光谱法（Infrared Spectroscopy ）[1]是研究红外光与物质间相互作用的科学，即以连续变化的各种波长的红外光为光源照射样品时，引起分子振动和转动能级之间的跃迁，所测得的吸收光谱为分子的振转光谱，又称红外光谱。
傅里叶光谱法就是利用干涉图和光谱图之间的对应关系，通过测量干涉图和对干涉图进行傅里叶积分变换的方法来测定和研究光谱图。
红外光谱在聚合物领域中的应用
问 题？
广义二维相关光谱分析技术在某些领域中的应用还是受 到限制。
很多体系在某个扰动范围内经历多个变化或 转变过程，解释这些体系的二维相关谱图很 困难，甚至没有意义。
2000年，Thomas和Richardson提出了移动窗口二维相关 光谱技术。这一技术可以方便地用来研究某一体系在某 个扰动范围内经历的多个变化或精细的转变过程。
四川大学高分子材料工程国家重点实验室
红外光谱在聚合物领域中的应用
周涛 2009年9月3日
定性鉴别
鉴别聚合物的基本品种，聚合物使用的添加剂 和主要填料等。
聚乙烯、聚丙烯、尼龙、ABS、PET和PBT等。 抗氧剂、增塑剂、润滑剂和阻燃剂等。 碳酸钙、白碳黑和二氧化钛等。
目前主要借助于计算机软件和红外光谱数据库。
这里J是一个子矩阵内行的序号。 经过平均化处理的第j个子矩阵可以描述如下：
然后每个子矩阵内的同步二维相关光谱和异步二维 相关光谱可以表示为下面的矩阵乘积:
这里
的
是43;1行，2m+1列矩阵。
hik对应于矩阵H的第i行和第k列。 通过从j=1+m到j=M-m不断移动子矩阵(窗口)的位 置，从而得到不同的子矩阵。然后重复的利用上述公式 对每个窗口进行计算便可以得到移动窗口二维相关光谱。
将一个子矩阵wj (v, I)从主矩阵W (v, I)中提取出来。此 时扰动变量I的序号范围为j-m到j+m。显然，子矩阵wj (v, I)有2m+1行，而其列数与主矩阵W(v, I)相等。这个2m+1 实际上就是窗口的大小。
子矩阵wj (v, I)表示如下：
一般说来，第j个子矩阵的参考光谱和动态光谱由下 面的公式进行计算：
数据库主要有Sadtler和 Hummel提供。
高分子材料——红外
红外光谱属于吸收光谱，是由于化合物分子振动时 吸收特定波长的红外光而产生的。 分子中的某些基团或化学键在不同化合物中所对应 的谱带波数基本上是固定的或只在小波段范围内变 化，因此许多有机官能团例如甲基、亚甲基、羰基、 氰基、羟基、胺基等在红外光谱中都有特征吸收。
红光谱产生的条件
⑴跃迁只能在两个相邻的能级间发生，电磁波的能 量与分子某能极差相等。 ⑵分子振动时，偶极矩的大小或方向必须发生变化（保证红 外光的能量传递给分子）。 ⑶对称性的影响。通常不对称分子，有一定永久偶极矩，有 红外活性；一些对称性较高的基团，极性很小，红外吸收很 弱。完全对称的分子没有偶极矩，无红外活性。C–C的吸收 较弱，因而红外光谱不适合用于研究聚合物的主链，而较适 合用于研究聚合物的侧基和端基。
由于实际聚乙烯很少是完全线形的，特别是低密 度聚乙烯有许多支链，因而在1378cm-1处能观察 到甲基弯曲振动谱带。 有时在1720cm-1处出现小峰是由于含羰基的添加 剂引起的，不是聚乙烯本身的峰。
定性鉴别
聚乙烯的红外光谱
在约2925/2850、1475/1460和733/721cm-1处有三 个很强的吸收峰，它们分别归属于C-H的伸缩 （对称和不对称）、弯曲和摇摆振动。三类振动 从左到右依次波数减小、能量减小。
733/721cm-1是双重峰，其中~720cm-1是无定形聚 乙烯的吸收峰，~730cm-1是结晶聚乙烯的吸收峰。 1475/1460cm-1紧挨着的双重峰也是由于晶体场引 起的分裂。
红外光谱在高分子材料研究中的应用
2019年15期应用科技科技创新与应用Technology Innovation and Application红外光谱在高分子材料研究中的应用尚建疆1，张帅2，张新慧2，朱小燕1，刘芳1（1.伊犁职业技术学院，新疆伊宁835000；2.伊犁南岗化工有限责任公司，新疆伊宁835001）引言研究高分子材料或聚合物的组成、结构及变化过程，以制备高性能材料，成为目前重要的研究方向。
红外光谱法（IR ）是目前高分子材料研究中一种重要的分析测试方法，具有操作方法简单、技术成熟等特点，能比较直观高效、准确地表征出物质的结构及其变化，因此，己经广泛地应用于高分子材料研究、有机合成、无机化学、化工、生物、医药、环境等领域。
1红外光谱技术红外光谱技术是利用物质分子吸收红外辐射后，产生的振动或转动运动引起偶极矩的变化使分子能级跃迁，相应区域的光被吸收的现象，从而得到红外光波长与透射率的曲线。
红外光谱能够提供丰富的物质结构信息，气体、液体、固体都用检测，并且用量少、分析快、不破坏样品，因此，红外光谱法成为鉴定高分子化合物和测定其分子结构的有效方法之一。
2红外光谱在高分子材料研究中的应用2.1聚合物的分析与鉴别聚合物的种类繁多，红外光谱图复杂，通过解谱并不能得到物质的准确构成，只能推测出物质分子的大致结构以及官能团状况，最后要根据分析结果与标准谱图进行对比才能得到最终结果。
聚乙烯（PE ）结构简单，因而可以能过吸收峰直接确定，如图1。
但是对于复杂聚合就不能仅依靠红外光谱图判断其种类。
如图2，根据苯环-C =C-的弯曲振动、-CH 2-不对称伸缩振动等，只能缩小归属范围，最后与标准谱图对比方能确定该化合物为聚苯乙烯。
2.2聚合物结构及变化的研究通过红外光谱法可以研究聚合物分子链的组成、结构、构型等。
此外，还可以研究聚合物在一定的条件下分子结构发生的变化，如老化、硫化、固化等。
李圆等[1]将丙烯酰胺和淀粉通过接枝共聚形成聚合物凝胶体系。
高分子材料分析测试方法
光源发出的光被分束器分为两束，一束经反射到达动镜，另一束经 透射到达定镜。两束光分别经定镜和动镜反射再回到分束器，从而产生 干涉。动镜作直线运动,因而干涉条纹产生连续的变换。干涉光在分束 器会合后通过样品池，然后被检测器（傅立叶变换红外光谱仪的检测器 有TGS，DTGS，MCT等）接收，计算机处理数据并输出。
结构鉴定
傅里叶红外光谱
B．分辨率 红外光谱仪器的分辨率是指仪器对于紧密相邻的峰可分辨的最 小波长间隔，表示仪器实际分开相邻两谱线的能力，往往用仪器 的单色光带宽来表示，它是仪器最重要的性能指标之一，也是仪 器质量的综合反映。 仪器的分辨率主要取决于仪器的分光系统的性能。仪器的分辨 率主要影响光谱仪器获得测定样品光谱的质量，从而影响分析的 准确性，对于一台仪器的分辨率是否满足要求，这与待测样品的 光谱特征有关，有些物质光谱重叠、特征复杂，要得到满意的分 析结果，就要求较高的仪器分辨率。
结构鉴定
傅里叶红外光谱
(3)样品量的控制对谱图的影响： 在红外光谱实验中, 固体粉末样品不能直接压片, 必须用稀释剂稀释、
研磨后才能压片。稀释剂溴化钾与样品的比例非常重要, 样品太少不行, 样 品太多则信息太丰富而特征峰不突出, 造成分析困难或吸收峰成平顶。对于 白色样品或吸光系数小的样品, 稀释剂溴化钾与样品的比例是100：1; 对于 有色样品或吸光系数大的样品稀释剂溴化钾与样品的比例是150：1。
Raman散射与红外吸收方法机理不同，所遵守的选择定则也不同。 两种方法可以相互补充，这样对分子的问题可以更周密的研究。下图是 Nylon 66的Raman与红外光谱图
结构鉴定
激光拉曼散射光谱
品吸潮以外还有环境的潮湿和噪声。平滑是减少来自各方面因素所产生的 噪声信号, 但实际是降低了分辨率, 会影响峰位和峰强, 在定量分析时需特 别注意。 （2）基线校正：
红外光谱在材料检测中的应用
别 带来 困难。本文通过对 塑料粒子 、 色粉 以及油样 偏移 … 。
品的光谱 采集 ， 在实际工作 中逐步摸索得 到较 好谱 １ ３ ２ 油类样 品的涂片法 ．． 图的制样 测试方法 。 实验对油类 的红外谱 图收集 采用 以 Ｋ ｒ Ｂ 片为
１ 实验
１ １ 实 验 材 料 ．
型机 。
作者简介 ： 国江（ ９ ３ 董 １８ 一）， 从事质量相关工作。
一
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ３ 一 Ｏ
维普资讯
红外光谱在 材料检测 中的应 用
《 上海塑料》２０ ０ ８年 第 ２期 （ 总第 １２期 ） ４
１ ４ 试 样测试 ．
谱图基线 较平整 ， 应特征峰位 置及强 度明显 。 对 为 了讨论采 用热 压膜 法 处理 测 得结 果 的稳 定
摘要
研 究 了在材料 检 测过程 中 ， 根据 样品 的特性 所制 定的制 样方 法 ； 讨论 了检测 前的预 处理 、 测 中的操 作 以及 仪 器的设 置 ， 检
为 获得样 品（ 塑料 粒子 、 色粉 以及 液体样 品 ） 定的 、 稳 高质量 的谱 图 ， 应该 注意 的细 节 问题 。利 用 经改 进的 制样 方 法来 收集 样品 谱 图 ， 测试质量 上较 以前的 有 明显提 高。 在 关 键词 红外谱 图； Ｔ Ａ Ｒ全反射 ； 透射 法 ； 测 ； 检 塑料 粒子 ； 色粉
用全反射 对塑料 粒子 直接 采集 其 红外 谱 图 的
过程 中 ， 常因为粒子表面 的平整 度及粗糙 度等原 通
因造成所 得 到 的谱 图 中杂 峰较 多 、 线 不 平 等缺 基
收 稿 日期 ：０ ７０ ４ ２ ０ －８３ ９
陷。本 实验 的制 样 采 用 ０ ２ ． ５ ＭＮ半 自动压 力成
pva水凝胶红外光谱
pva水凝胶红外光谱
PVA水凝胶红外光谱分析。
PVA水凝胶是一种重要的高分子材料，具有优异的生物相容性
和水溶性，因此在医药、生物工程、食品包装等领域具有广泛的应
用前景。
为了更好地了解PVA水凝胶的结构和性质，科学家们常常
利用红外光谱技术进行分析。
红外光谱是一种常用的分析手段，能够通过测量样品在红外光
波段的吸收和散射情况，来揭示样品的分子结构和化学键信息。
对
于PVA水凝胶来说，红外光谱可以帮助我们了解其分子内部的键合
情况，从而为其在不同领域的应用提供理论支持。
通过红外光谱分析，我们可以观察到PVA水凝胶在不同波数下
的吸收峰和特征峰，从而推断出其中存在的官能团和化学键类型。
比如，PVA水凝胶在波数1700~1750 cm^-1处通常会出现羰基的吸
收峰，而在波数3200~3600 cm^-1处则会出现羟基的吸收峰。
这些
特征峰的位置和强度可以告诉我们PVA水凝胶的聚合程度、结晶度、交联程度等重要信息。
通过对PVA水凝胶红外光谱的分析，我们可以更全面地了解其结构和性质，为其在医药、生物工程、食品包装等领域的应用提供科学依据。
同时，红外光谱分析也为PVA水凝胶的改性和优化提供了重要的实验手段，有助于开发出更具有特定功能和性能的新型材料。
因此，PVA水凝胶红外光谱分析具有重要的理论和实际意义，将继续为相关领域的研究和应用做出贡献。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
很多交联的树脂或橡胶类高聚物也可以用高温加热裂 解的方法来进行研究。那些原来不溶不熔的高聚物在裂解 后变成液体、气体或变得可溶解了。
3、解析红外光谱图的三要素
在有机化合物中，解析谱图三要素即谱峰位置、形状和 强度，对高聚物的谱图解析也是同样适用的。谱峰位置 即谱带的特征振动频率，是对官能团进行定性分析的基 础，依照特征蜂的位置可确定聚合物的类型。谱带的形 式包括谱带是否有分裂，可用以研究分子内是否存在缔 合以及分子的对称性、旋转异构、互变异构等。谱带的 强度是与分子振动时偶极矩的变化率有关，但同时又与 分子的含量成正比，因此可作为定量分析的基础。依据 某些特征谱带强度随时间(或温度、压力)的变化规律可 研究动力学的过程。
<2>热压成膜
对于热塑性的样品，可以将样品加热到软化点以上或 者熔融，然后在一定的压力下压成适当厚度的薄膜。
为了防止热压过程中发生高聚物的热降解，尽量降低 温度和缩短加压时间，可以采取增大压力法。
<3>显微切片法
很多种塑料和橡胶也可用显微切片法制备薄膜来进行 红外测量。选择适合的切片温度，样品预处理很关键，样 品必须要有适当的机械阻力，既不能太软也不能太硬。体 积太小的不宜直接切片，可以使用包埋切片法。
有所变动。
LOREM IPSUM DOLOR LOREM
对聚合物来说，每个分子包括的原子数目是相当
大的，这似乎应产生相当数目的简正振动，从而使聚合
物光谱变得极为复杂，但是实际情况并非如此，某些聚
合物的红外光谱比其中体更为简单。
这是因为聚合物链是出许多重复单元构成的，各
个重复单元又具有大致相同的键力常数，因而其振动频
具体地有以下几个分区：
2、高分子材料制样技术
<1>溶液铸膜 高聚物溶液制备薄膜来测红外光谱的方法是应用的比
较广泛的。用这种方法制得的样品能全部光谱区域内惊 醒次梁，厚度比较均一，适合于定量测定。 用于制备高聚物薄膜常用的一些溶剂在2-1表
通常，样品是在玻璃板上制得，其方法是将高聚物溶 液（浓度为2-5﹪）均匀地浇涂在玻璃板上，带溶剂挥发后， 形成薄膜，剥离。
LOREM IPSUM DOLOR LOREM
1、影响频率位移的因素
了解频率位移的因素和位移的规律对鉴定工作很有
用处，例如某一含C=O的化合物在1680cm-1有吸收峰时 会有两种可能性，一种可能性是酰胺中的C=O；另一种 可能则是由于酮C=O与某些基团共轭而导致频率低移。 若是酰胺则要找出－NH的吸收峰来；若是共轭酮的 C=O则要进一步找出与之共扼的基团来。
各种化学结构不同的化合物都有它们特征的红外
吸收光谱图，尤如人的指纹一样，没有两个是完全相同
的。
同时，红外光谱图中的各条吸收带(谱带)都代表化
合物中某一原子团或基团的某种振动形式。它们的振动
频率(相应于谱图上出现的吸收谱带的波数)和原于团或
基团中的原子的质量大小和化学键的强度大小直接有关。
当然它们还间接地受邻近结构和化学环境的影响不同而
②构象谱带：这些谱带与高分子链中某些基团的一定构 象有关，在不同的相态中表现是不同的。
• 因③③型此立立有对构关构同规，规一整高性因整聚谱此性物带对谱在：同带各这一：种些高这相谱态带聚些中是物谱都与在带应高各是该分种与相子相高同链。的态分构中子型都链有应的关该构， 间④相相构同互象。作规用整而性产谱生带的：。这与类长谱的带构是象由规高整分链子段链有内关相，邻而基与团个之 • 别④基构团象无规关。整当性高谱聚带物：熔这融时类消谱失带或是轮由廓高变宽分、子强链度内减相弱。 ⑤邻结基晶团谱之带：间是相由互结作晶用中而相邻产分生子的链。之与间长的相的互构作象用规形整成
的链，段与有分关子链，排而列与的个三别维基长程团有无序关有。关当。高聚物熔融时 消失或轮廓变宽、强度减弱。
• ⑤结晶谱带：是由结晶中相邻分子链之间的相互 作用形成的，与分子链排列的三维长程有序有关。
三、影响频率位移和谱图质量的因素
1、影响频率位移的因素 外部因素 内部因素
2、影响谱图质量的因素
<4>悬浮法
这种方法是把极细的固体颗粒悬浮在极低的液体中进 行测试，常用的液体是石蜡油和全卤化的烃类，用量尽可 能的少。制样时，应尽量研细，而且使其在介质中分散均 匀。
<5>KBr压片法
把样品和KBr（1:200）放一起，并研成极细的粉末， 然后用模具加压形成一个透明的片。交联的高聚物和粉末 状的样品用的比较多。
LOREM IPSUM DOLOR LOREM
②内部因素 由于分子结构上的原因引起的变化 主要是诱导效应、共扼效应、氢键效应、耦合效应等
的影响。
2、影响谱图质量的因素
①仪器ห้องสมุดไป่ตู้数的影响光通量、增益、扫描次数等直接影响信噪 比，同时要根据不同的附件及测试要求及时进行必要的调 整，以得到满意的谱图。
影响频率位移的因素是多方面的，归纳起来可以
分为外部因素和内部因素两方面的影响。
LOREM IPSUM DOLOR LOREM
①外部因素 (a)物理状态的影响：同一个样品不同的相态(气、液、
固)，它们的光谱有很大的差别，这与分子间的相互作用 力有关。 (b)溶剂的影响：同一物质在不同的溶剂中，由于溶剂和 溶质的相互作用不同，因此测得光谱吸收带的频率也不 同。 (c)粒度的影响：主要是由散射引起的。粒度越大基线越 高，峰宽而强度低；随粒度变小，基线下，强度增高， 峰变窄。
（3）红外光谱的基础(分子振动光谱学)已较成熟，因而 对化合物的红外光谱的解释比较容易掌握；
（4）国际上已出版了大量的各类化合物的标准红外光 谱图,使谱图的解析工作变为谱图的查对工作。
随着电子计算机的应用和谱图数据库的开始建立和健 全,鉴定工作将更省力，结论将更可靠。
LOREM IPSUM DOLOR LOREM
4、判别高聚物的类型
在高聚物的红外谱图中，吸收最强的谱带往往对
应其主要基团的吸收，有一定的特征性，但有时一些不
很强的谱带更能特征反映高聚物的某种结构。
例如聚氨酯中的酰胺基团在1 550cm-1处只有一个
较弱的谱带，就可用来与聚酯区别。
LOREM IPSUM DOLOR LOREM
为了查找和记忆方便，根据高聚物在1800～ 600cm-1区域中的最强谱带，分成下述几类： ①含有羰基聚合物在羰基振动区(1800～1650cm-1)有最 强的吸收。最常见的是聚酯、聚羧酸和聚酰胺等聚合物。 饱和聚烃和极性基团取代的聚烃在碳氢键的面内弯曲振 动区(1500～1300cm-1)出现强的吸收峰。 ②聚醚、聚砜、聚醇等类型的聚合物最强的是C－O的 伸缩振动，出现在1300～1000cm-1区域内。
组分在聚丁二烯中的相对含量，为改进橡胶性能，提高
它的质量提供依据。
5.3研究高分子的结晶性能
高分子的结晶度也是影响其物理性能的重要因素。当 高分子结晶时，在红外光谱上出现非晶态高分子所没有的 新谱带。晶粒熔化时，此谱带强度下降。这些吸收带称为 晶带，化纤实际上是结晶区和非晶区共存的。正是这部分 结晶，为化纤提高了弹性模量。建立了结构中的网络点， 使纤维具有弹性回复性，耐蠕变性、耐溶剂性和足够的耐 疲劳性，弹性伸长和染色性等。因此结晶度与化纤性能及 成形工艺有密切关系，故结晶度的测定有很重要的意义。
LOREM IPSUM DOLOR LOREM
丁二烯聚合时能产生三种不同构型：顺式，反式及
1.2式。这三种构型的相对含量和橡胶的性能有密切关系， 这些构型在=CH面外弯曲振动区出现不同的吸收谱带。
如顺式在724cm-1，反式在966cm-1，1.2式在
911cm-1，测定这些谱带的相对强度，就可计算出各个
二、绪论
目录
二、聚合物红外光谱的特点
三、影响频率位移和谱图质量的因素
红外光谱图的解析法 红外光谱在聚合物结构研究中的应用
一、绪论
随着现代科学技术的迅速发展，对于新材料之一的 高分子材料提出了更新更高的要求。高分子材料一般是 指高聚物或以高聚物为主要成分，加入各种有机或无机 添加剂，再经过加工成型的材料，其中所含高聚物的结 构和性能是决定该材料结构和性能的主要因素。
率是接近的，而且由于严格的选择定律的限制，只有一
部分振动具有红外活性。
LOREM IPSUM DOLOR LOREM
对聚合物红外光谱的解释必须考虑到所研究的聚合物的 分子链结构和聚集态结构。对应不同的结构特征产生相 应的吸收带。
①组成吸收带：反映了聚合物结构单元的化学组成、单 体之间的连接方式、支化或交联、序列分布。
②环境的影响光谱中的吸收带并非都是由光谱本身产生的， 潮湿的空气、样品的污染、残留溶剂、由玛瑙研钵或玻璃 器皿所带入的二氧化硅、溴化钾压片时吸附的水等原因均 可产生附加的吸收带，故在光谱解析时应特别加以注意。
③厚度的影响样品的厚度或合适的样品量是很重要的，通常 要求厚度为10～50μm，对于极性物质如聚酯要求厚度小一 些，对非极性物质如聚烯烃要求厚一些。有时为了观察弱 吸收带，如某些含量少的基团、端基、侧链，少量共聚组 分等，应该用较厚的样品测定光谱，若用KBr压片法用量 也应作相应的调整。
五、红外光谱在聚合物结构研究中的应用
5.1 分析与鉴别高聚物
因红外操作简单，谱图的特征性强，因此是鉴别
高聚物很理想的方法。用红外光谱不仅可区分不同类型
的高聚物，而且对某些结构相近的高聚物，也可以依靠
指纹图谱来区分。
举例一：
如醋酸纤维是纤维素经酯化处理得到的,其结构为
与纤维素纤维结构不同之处在于其含有 酯键,因此在指纹区的1310 cm-1有与酯键伸缩 振动有关的吸收峰可用于与纤维素纤维加以 区别。
③含有取代苯、不饱和双键以及含有硅和卤素的聚合物， 除含硅和氟的聚合物外，最强吸收峰均出现在1000～ 600cm-1区域。