红外光谱在聚合物领域中的应用 红外光谱简介
红外光谱是分子吸收了特定波长的红外光辐射后导致其振动能级的跃迁所形成。分子振动是指分子中化学键的偶极振动。 伸缩振动：
弯曲振动：
红外吸收峰的位置取决于各化学键的振动频率。键的振动频率与组成化学键的子的质量和化学键的性质有关。 红外光的波长范围
透射谱、吸收谱 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。 大部分得到的样品均为聚合物，助剂和填料的混合物。这为每种成份的分析带来了一定的困难。
因此混合物样品一般均要进行溶解，萃取和焚烧来进行分离和纯化。 定量分析
定量分析的基础是朗伯比耳定律。
多组分体系可以采用联立方程法和化学计量法。 PP-g-MAH接枝率的测定
接枝共聚物和各自均聚物所得红外光谱相同。 采用PP和MAH的共混物求得工作曲线。
结构分析
构象谱带PET中-O-CH2-CH2-O-中，反式构象的特征峰是840和970cm-1。 立构规整谱带 结晶谱带
聚合物中不同的晶型会有不同的特征蜂，如PA的α和β晶型。 PVC键接方式的测定
PVC与Zn反应，头-头结构生成不饱和双键，头-尾结构不反应。
根据C=C的特征蜂(1620-1645cm-1)，可以确定头-头结构含量。 i PP立构规整性的测定
i PP有两个规整性谱带：975cm-1和998cm-1
998cm-1与结晶有关，常用作计算结晶度。 975cm-1用来测定i PP的等规度。
1460cm-1不受i PP等规度影响，用作内标。
K可以采用等规度为100%的样品测得(正庚烷萃取)。 双烯聚合物立构性的测定
以聚丁二烯为例。将15mg样品溶于10ml CS2中，用厚度为1mm的溶液读取
738cm-1，967cm-1和910cm-1的吸光度。
由于各谱带有一定程度的干扰，因此需采用联立方程法。
共聚物或共混物的组成测定
每一组份需选择一条尖锐的特征谱带。
乙丙共聚物，聚乙烯：720cm-1，聚丙烯：1150cm-1EVA，聚乙烯：720cm-1 ，聚醋酸乙烯酯：1740cm-1ABS，聚苯乙烯：1600cm-1，丙烯腈：2240cm-1
丁二烯：967cm-1 共聚物序列和序列分布测定
仅适用于无规共聚物，嵌段共聚物不适用。 以乙丙共聚物为例，-(CH2)n-的n的长度不同，其摇摆振动的特征吸收峰位不同。n=1：770cm-1； n=2：752cm-1； n=3：733cm-1； n=4：730cm-1； 聚合物结晶度的测定
需要选择合适的晶带和非晶带。
必须采用其它方法如X-Ray预先测定标准样品的结晶度。
聚氯丁二烯，结晶谱带：953cm-1，内标：2940cm-1
PET，非晶谱带：898cm-1，内标：795cm-1
聚合物取向度的测定
利用红外光谱的二向色性。
将红外偏振光的矢量分别平行或垂直于样品的拉伸方向，测得吸光度A║和A┴。
二向色性比：
利用已知取向度的标准样品得出其与R的工作曲线。
以聚丙烯腈纤维为例，以腈基为分析谱带：2245cm-1
衰减全反射(ATR)
能够测定透射法所不能测定的极薄薄膜的红外光谱 。 可以测定以不透明材料为基底的高分子涂层 。 静态红外光谱中的假象
气氛（CO2、H2O）、正弦叠加（由干涉引起，经常出现于聚合物薄膜；由干涉引起，也出现于液体池中）、污染（KBr的纯度；硅油或硅树脂，往往来源于真空设备或干燥器） 研究聚合物物理过程 聚合物结晶熔融
HDPE升温过程中的熔融 、i PP升温过程中的熔融 、PVA升温过程中的熔融 。聚合物玻璃化转变
PS的玻璃化转变、PS的玻璃化转变、PMMA的玻璃化转变、PMMA的玻璃化转变
聚合物的氢键
氢键的分类（根据离解能的大小D0(298K)）： 强氢键。F......H......F，D0>40kJ/mol;
中强氢键。H2O......HF，D0=10-40kJ/mol; 弱氢键。Ar.....HCl，D0<10kJ/mol; 能形成氢键的原子：O、N、F、Cl等 氢键在红外上的表现特征
形成氢键时与氢键相关的官能团（X-H）的波数会移动（VS伸缩振动的峰向低波数移动、Vb弯曲振动的峰同时向高波数移动）
形成氢键时与氢键相关官能团（X-H）的峰往往十分宽化，包括VS和Vb 形成氢键时与氢键相关官能团（X-H）峰的强度会明显增加，包括VS和Vb 聚合物的结晶
i PS的结晶、聚偏二氟乙烯的拉伸结晶 聚合物的取向
液晶聚氨酯升温过程中的取向 聚合物与小分子的互相作用
水分子在环氧树脂中的扩散、水分子在环氧树脂中的扩散 聚合物的其它转变 PA6的Brill转变 研究聚合物化学过程 聚合物的氧化降解机理
SEBS的热氧化、SEBS的热氧化、SEBS的臭氧化 聚合物的化学反应
环氧树脂的固化、氰基丙烯酸酯的聚合、氰基丙烯酸酯的聚合 目前实验方法存在的一些问题 特别是聚合物薄膜透射红外光谱
带原位池的红外显微镜是较好的解决办法 二维相关红外光谱的应用
二维光谱的思想30年前源于核磁共振(NMR)领域。1986年，Noda首先报导了基于扰动的二维红外光谱。1993年，Noda将其延伸为广义二维相关光谱，具有 更一般化的应用条件，在算法上也显得更加简单。
Web of Science SCI (ISI)上可以检索到的关于二维相关光谱学的文章已达到好几百篇，包括了其在各个领域的应用。大量的实验数据已经证明二维相关光谱是一种强大的表征方法。 聚合物中的应用
PS/丁酮+甲苯溶液的挥发、PS/丁酮+甲苯溶液的挥发、PS/PE共混物、PS/PE共混物
聚合物的热致转变
结晶熔化、玻璃化转变、热焓松弛、有序-有序转变(OOT)、有序-无序转变( ODT) 通常的表征手段
特 点
通过测量宏观或介观尺度的物理量变化来直接或间接地表征聚合物热致转变。
材料表征梳理
