常见高分子红外光谱谱图解析

1. 红外光谱的基本原理

1）红外光谱的产生

能量变化 = 2 - 1 = h = hc = h 1 = 对于线性谐振子 2 c

• 2）偶极矩的变化

• 3）分子的振动模式

多原子分子振动

伸缩振动 对称伸缩 不对称伸缩 变形振动 AX2：剪式面外摇摆、面外扭摆、面内摇摆 AX3：对称变形、反对称变形

. 不同类型分子的振动

线型 XY2：

对称伸缩 不对称伸缩 弯曲

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弯曲型 XY2：

不对称伸缩 对称伸缩 面内弯曲（剪式）
面内摇摆 面外摇摆 卷曲

平面型 XY3：
对称伸缩 不对称伸缩 面内弯曲
面外弯曲
角锥型 XY3：
对称弯曲 不对称弯曲

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面内摇摆

• 4）聚合物红外光谱的特点

  • 1、组成吸收带

  • 2、构象吸收带

  • 3、立构规整性吸收带

  • 4、构象规整性吸收带

  • 5、结晶吸收带

2 聚合物的红外谱图

1 ）聚乙烯

2919cm -1	－CH2－ 不对称伸缩振动
2851 cm -1	－CH2－ 对称伸缩振动
1467 cm -1	－CH2－ 弯曲振动
725 cm -1	－（CH2）n－（n≥4） 面内摇摆振动

各种类型的聚乙烯红外光谱非常相似。在结晶聚乙烯中，720 cm-1的吸收峰常分裂为双峰。 要用红外光谱区别不同类型的聚乙烯，需要用较厚的薄膜测绘红外光谱。这些光谱之间的差 别反映了聚乙烯结构与线性—CH2—链之间的差别，主要表现在1000-870㎝-1之间的不饱和基 团吸收不同，甲基浓度不同以及在800-700㎝-1之间支化吸收带不同。

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低压聚乙烯（热压薄膜）

中压聚乙烯（热压薄膜）

高压聚乙烯（热压薄膜）

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	888cm －1	>C＝CH 2 面外变形
	990cm －1	-CH =CH2面外变形
低压	909cm －1	-CH=CH 2 面外变形
	970cm －1	反式-CH =CH- 面外变形
	990cm －1	-CH =CH2面外变形
中压	909cm －1	-CH=CH 2 面外变形
高压	888cm －1	>C＝CH 2 面外变形

2.聚丙烯

无规聚丙烯

2953 cm －1	－CH 3 不对称伸缩振动
2917 cm －1	－CH 2 － 不对称伸缩振动
2873 cm －1	－CH 3 对称伸缩振动
2845 cm －1	－CH 2 － 对称伸缩振动
1459 cm －1	－CH 2 － 弯曲振动
1377 cm －1	－CH 3 对称变形振动
1156 cm －1	－CH 3 面外摇摆振动
971 cm －1	－CH 3 面内摇摆振动

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等规聚丙烯

等规聚丙烯的红外光谱中，在1250-830 cm－1 区域出现一系列尖锐的中等强度吸收带 （1165、998、895、840 cm－1）。这些吸收与聚合物的化学结构和晶型无关，只与其分子链 的螺旋状排列有关。

3.聚异丁烯
CH3
H2
C C
n
CH3

2975 cm－1 －CH3 不对称伸缩振动
2950 cm－1 －CH2－ 不对称伸缩振动
2894 cm－1 －CH3 对称伸缩振动
1471 cm－1 －CH2－ 弯曲振动
1388、1365 cm－1 >C-(CH3)2 对称变形振动
1229 cm－1 骨架振动

聚异丁烯的光谱是很简单的，异丙基结构为其主要特征。

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4.聚丁二烯

丁二烯聚合可以生成多种结构不同的异构体。

H2 H CH2 H2C CH2 H
C C
C C C C
HC CH2 H H H H2C
1，2- 顺式1，4- 反式1，4-
990、910 cm－1 775、741、690 cm－1 970 cm－1

1，2-聚丁二烯

3072 cm －1	-CH=CH 2 伸缩振动
3005 cm －1	-CH =CH2伸缩振动
2915 cm －1	－CH 2 － 不对称伸缩振动
2840 cm －1	－CH 2 － 对称伸缩振动
1640 cm －1	C=C 伸缩振动
1417 cm －1	－CH 2 － 弯曲振动
991 cm －1	-CH =CH2面外变形
905 cm －1	-CH =CH2面外变形

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顺式1，4-聚丁二烯

3072 cm －1	-CH=CH 2 伸缩振动
3005 cm －1	-CH =CH2伸缩振动
2915 cm －1	－CH 2 － 不对称伸缩振动
2843 cm －1	－CH 2 － 对称伸缩振动
1639 cm －1	C=C 伸缩振动
1435 cm －1	－CH 2 － 弯曲振动
992 cm －1	（1，2-）-CH =CH2面外变形
965 cm －1	（反式1，4）－CH =CH- 面外变形
910 cm －1	（1，2-）-CH =CH2面外变形
727 cm －1	－（CH 2 ）2－ 面外变形

用于橡胶的顺式1，4-丁二烯的光谱中，730 cm－1 的宽强吸收很特征，但反式1，4-和1， 2-结构的吸收虽弱但仍很明显。

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5.丁二烯苯乙烯共聚物

H2 H H2
C C C
C CH
H

3067、3023 cm－1 （苯环）=CH 伸缩振动
2915 cm－1 －CH2－ 不对称伸缩振动
2842 cm－1 －CH2－ 对称伸缩振动
1639 cm－1 C=C 伸缩振动
1600、1492 cm－1 苯环-CH=CH-
1442 cm－1 －CH2－ 弯曲振动
966 cm－1 （反式1，4）－CH=CH- 面外变形
911 cm－1 （1，2-）-CH=CH2 面外变形
757、699 cm－1 单取代苯环 ＝CH 面外变形

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6.丁二烯丙烯腈共聚物

2923 cm －1	－CH 2 － 不对称伸缩振动
2848 cm －1	－CH 2 － 对称伸缩振动
2236 cm －1	C N 伸缩振动
1639 cm －1	C=C 伸缩振动
1440 cm －1	－CH 2 － 弯曲振动
968 cm －1	（反式1，4）－CH =CH- 面外变形
917 cm －1	（1，2-）-CH =CH2面外变形

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