常见聚合物的红外光谱

C-H伸缩振动。 ⑶ 2000-1680 cm-1区域是PS特有的一系列较弱谱带，它们 是对应芳环Ar-H的倍频和组频的吸收。这些谱带的位置和 数目表明化合物中有单取代芳环的存在。 ⑷ 1601cm-1是苯环的骨架伸缩振动，由于一个氢被取代 ，原有的苯的对称性被破坏，振动时分子偶极距变化增 大，所以谱带很强。
肯定法和否定法，即根据谱带，一方面肯定某些官能团的 存在，一方面又排除某些结构存在的可能。
根据基团频率的肯定法分析，看出存在着甲基、亚 甲基及可能存在的次甲基，以及酯基官能团。否定法发现， 样品中不存在胺、芳香烃、氰基、醇、酰胺、环及亚胺等 结构。查对烷烃酯类聚合物谱图，证明该材料为聚丙烯酸 丁酯。
⑷ 3100 ~ 3000 cm-1区域的谱带是由芳环上的C-H伸缩振动引 起的； ⑸ 730 cm-1处的谱带是面外弯曲振动吸收； ⑹ 873 cm-1处的谱带归属于芳环上两个相邻的CH变形振动； ⑺ 1620 ~ 1450 cm-1间的谱带较弱，可能与分子对称性有关；
⑻ 3540 cm-1处的谱带是未反应羟基O—H伸缩振动引起的。
⑶ 800-600 cm-1有一些较宽、较强的谱带，彼此重叠 在一起，它们是C—Cl伸缩振动的吸收；
⑷ 1100cm-1处的谱带是C—C伸缩振动的吸收； ⑸ 960cm-1处的谱带是CH2面内摇摆振动吸收。
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1．Polyethylene ⑴ 低压聚乙烯为线型结构，一般含有烯类端基，在990和 909 cm-1出有两条弱谱带，分别归属与RCH=CH2中CH反 式面外弯曲振动及CH2面外弯曲振动。 ⑵ 线型聚乙烯结晶度较高，在图中还可看到其分裂较为明 显的双峰。 ⑶ 高压聚乙烯有较多的支链，主要是乙基和丁基侧链，在 1379 cm-1处有甲基的对称变形，振动谱带，同时在890和 1080 cm-1处也有弱谱带。
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图3 未知聚合物的IR谱图 （肯定法）
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4．肯定法 ⑴ 在3100 - 3000 cm-1区域的谱带是由芳环或烯类的C—H 伸缩 振动产生的。
⑵ 在3000 - 2800 cm-1区域的谱带是饱和烃化合物的吸收。 ⑶ 2000 - 1668 cm-1区域的一系列弱谱带是对应芳环 Ar-H 的倍 频和组频的吸收。这些谱带的位置和数目表明化合物中有单
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9. PA ⑴ 1640 cm-1的最强谱带，是酰胺基的羰基伸缩振动的吸收，即 酰胺Ⅰ带； ⑵ 1560 cm-1次强谱带，是N—H弯曲振动和C—N伸缩振动的组 合吸收，即酰胺Ⅱ带； ⑶ 3090 cm-1谱带是酰胺Ⅱ带的倍频； ⑷ 1260 cm-1区域的谱带也是由C—N—H振动产生的，酰胺Ⅲ带； ⑸ 690 cm-1谱带归属于N-H面外摇摆振动。
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❖ 在1300cm-1波数以上，从高波数检查起，可知不存在羟 基、胺基、不饱和烃、氰基、异腈酸酯基和羰基， 在1000cm-1以下，仅有一对双峰（731cm-1和720cm-1）， 由于不存在芳香族和烯类，因此只可能是n〉4的长链(CH2)-n的吸收， 由于在1000-1300cm-1也没有吸收，因此醚键也可以排除， 最后，可能确定该未知聚合物可能是聚乙烯。
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8. UP ⑴ 1735 cm-1的最强谱带，归属于酯的羰基伸缩振动； ⑵ 1275 cm-1的C—O伸缩振动证实酯基存在； ⑶ 3100 ~ 3000 cm-1的谱带为不饱和=C-H伸缩振动； ⑷ 1460 cm-1谱带为直链C=C伸缩振动； ⑸ 1600，1500和1490 cm-1谱带为芳环的C=C伸缩振动吸收引起； ⑹ 740 cm-1为邻二取代的四个相邻氢面外弯曲振动谱带； ⑺ 710 cm-1的为芳环骨架弯曲振动谱带； ⑻ 750 ~ 790 cm-1之间的谱带，加上上述两个谱带，构成典型的邻苯 二酯的光谱特征；
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10．Epox ⑴ 830 cm-1谱带是对位取代苯环上两个相邻氢原子 的面外弯曲振动吸收。 ⑵ 915 cm-1谱带是链端环氧基的吸收。
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11．聚甲基硅氧烷 ⑴ 1100 ~ 1000 cm-1区域的谱带是Si—O—Si伸缩振动的吸收。 ⑵ 1260 cm-1和1410 cm-1两条谱带分别是由Si—CH3基团的CH3 对称变形振动和不称变形振动引起的。 ⑶ 800 cm-1谱带是由Si—C伸缩振动和CH3面内摇摆振动产生的。 ⑷ 3000 ~ 2800区域的谱带是甲基C—H的伸缩振动。 ⑸ 510和390 cm-1谱带分别由Si—O—Si和O—Si—CH3弯曲振动 引起的。
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定性分析 1. 六个区：
Ⅰ区 1800 ~ 1700 cm-1：聚酯、聚碳酸酯和聚酰亚胺等； Ⅱ区 1700 ~ 1500 cm-1：聚酰胺、三聚氰胺-甲醛树脂； Ⅲ区 1500 ~ 1300 cm-1：饱和聚烃、极性基团取代的聚烃； Ⅳ区 1300 ~ 1200 cm-1：芳香族聚密、含氯聚合物； Ⅴ区 1200 ~ 1000 cm-1：聚醚、醇类、含氯、含氮聚合物； Ⅵ区 1000 ~ 600 cm-1：取代苯、不饱和双键和含氯聚合物
取代芳环的存在。
⑷
760
cm-1是芳环上的5个相邻的质子
，进一步证实有单
Ar-H
取代芳环的存在。
⑸ 芳环的结构还可由1600，1580，1500和1450cm-1谱带证实。
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⑹ 在1500 - 1400 cm-1区域的谱带与CH2或CH变形有关。 ⑺ 965 cm-1的谱带归属与反式不饱和基团的面外弯曲振动。 ⑻ 990 - 910 cm-1的谱带是和末端乙烯基有关，进一步证实不 饱和性。 ⑼ 1640 cm-1的谱带是归属与C=C伸缩振动，其强度较弱，说 明不饱和双键的含量不太高。
由上可知，化合物中包含单取代苯环，同时有反式双键和 末端双键。样品是聚合物，因此只要用少数标准谱图进行核 对，证明未知物为苯乙烯-丁二烯共聚物。
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图4 未知聚合物的IR谱图 （肯定法与否定法相结合）
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5．肯定法与否定法相结合 在审视一张未知高聚物的样品谱图时，往往同时采用
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7．PET ⑴ 1730 cm-1的最强谱带，是羰基伸缩振动的吸收；
⑵ 1265和1110cm-1的两条谱带归属于-COOC-上C-O的伸缩 振动。上述谱带证明该聚合物为聚酯；
⑶ 3000 ~ 2800 cm-1及1450 ~ 1350 cm-1区域的谱带是由 CH2振动引起的；
⑷ 1230、1199、1131 cm-1 间规PP非晶带。
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3．Polystylene ⑴ 3103 - 3000 cm-1区域的谱带是由芳环的C—H 伸缩
振动产生的特征带。 ⑵ 3000-2800 cm-1区域的谱带是由CH2或CH上的
757及699cm-1处的谱带，归属与苯环的5个相邻碳上
质子的面外伸缩振动，是典型的单取代苯的特征谱带。
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5．肯定法与否定法相结合 在审视一张4．Poly（vinyl acetate）
⑴ 1740cm-1的最强谱带，是羰基伸缩振动的吸收； ⑵ 1240和1020cm-1的两条谱带是PVAc最特征的吸收谱 带，归属与-COOH3，中的-COO-和-O-CH-的伸缩振动； ⑶ 1370cm-1的谱带归属于甲基的变形振动。由于相连 羰基的加强，使得它比亚甲基的变形振动谱带强得多。
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2. Polypropylene ⑴ 3000 - 2800 cm-1区域
多重叠合的CH2，CH，CH3中的C—H 伸 缩振动；
⑵ 1462 cm-1附近的CH2和CH3的弯曲振动；
⑶ 1380 cm-1附近的CH3弯曲振动。
以及含有硅和卤素的聚合物。
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1. 直接查对谱图 (1) Hummel & Scholl, Infrared Analysis of Polymers, Resins and Additives, An Atlas, ⑵ Afremow & IsaKson, Infrared Spectroscopy: Its Use in the Coating Industry ⑶ Colthup, Daly & Wiberley, Introduction to Infrared and Raman Spectroscopy ⑷ Sadtler, 单体和聚合物的红外光谱图
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5. PVC (1) 1250和1340 cm-1的较强谱带，归属于C—H弯曲振 动，由于它与氯原子连接在同一碳原子上，使其吸收强度
大大增强；
(2) 1430 cm-1的强谱带归属于CH2的变形振动，和正 常CH2的变形振动频率（~1475 cm-1）比较，谱带向低频 方向位移了约45 cm-1，同时强度显着增加，这也是受氯原 子的影响所造成的；
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1. 否定法 如果某个基团的特征频率吸收区，找不到吸收峰，
我们就判断样品中部不存在该基团。
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对应与否定法认别光谱的特征基团频率
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图2 未知聚合物的IR谱图 （否定法）
图10 PMMA、PAN、PVA
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6． MMA、PAN、PVA
在审视一张4．Poly（vinyl acetate） ⑴ 1740cm-1 的 最 强 谱 带 ， 是 羰 基 伸 缩 振 动 的 吸 收 ； ⑵ 1240和1020cm-1的两条谱带是PVAc最特征的吸收谱带 ，归属与-COOH3，中的-COO-和-O-CH-的伸缩振动； ⑶ 1370cm-1的谱带归属于甲基的变形振动。由于相连羰 基的加强，使得它比亚甲基的变形振动谱带强得多。
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