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聚氨酯常用红外(FTIR)知识

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聚氨酯常用红外(FTIR)知识_第1页
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完全不一样傅里叶变换红外光谱(FTIR )在聚氨酯纤维中应用(FT-IR spectroscopy studies on the polyurethane fiber)FTIR光谱是通过官能团的红外特征吸收频率范围来表征聚合物的 结构组成的合成PU的单体通常在3种以上,加上新品种的不断开发, PU分子结构中的官能团比一般的聚合物复杂得多,除含有一NH—COO 这一特征基团外,还会同时存在酯基、醚基、烃基、芳香基、脲基、 酰氨基等基团第一各种聚氨酯纤维原料的红外谱图1) PTMG4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500Wavenumbers (cm1)聚醚多元醇的分子结构的特点是含有羟基(0-H)和醚键(C-0-C), 现以图聚醚多元醇的红外光谱为例来进行分析聚醚多元醇中的经基可在三个区域出现吸收:1)在3400-3500cm-1处的0-H伸缩振动吸收峰此吸收峰的强弱决定 于经值的高低, 即单位重量化合物中经基含量的多少,经值高则吸 收峰强度大反之, 则强度小人们可以应用此关系来定量测定化合物 的羟值(确保无NH键的存在,以为N-H的吸收振动峰也在此处会彼此 影响),若此峰在3600或者以上表明羟基处于游离态。

2 )在1000-2000范围内羟基与碳原子相连接C-0伸缩振动引起的, 对于伯醇吸收峰一般出现在1010T070cmT;仲醇出现在1100T120cm 叔醇出现在1140-11503) 1300-1500和650-680区域是(0-H)的面内弯曲振动和面外弯 曲振动所引起的吸收峰,同时(C-H)变形振动也在此区域,难以辩难醚键区域:在聚醚多元醇分子的主链上此基团重复个数较多, 并 且吸收系数大, 所以引起的吸收峰强度很强其吸收峰一般在 1060-1250归因于C-O-C的不规则伸缩振动吸收峰在聚醚多元醇的红外光谱图中,在2860-2900cm-1附近的CH3中 的C-H不对称伸缩振动,对称伸缩振动或者CH2中的C-H不对称伸缩振 动,对称伸缩振动附近的CH3中的C-H;在1300-1460区域有明显的 表征CH2变形振动2) MDI异氰酸醋化合物分子中最特征的基团是异氰酸醋基(NCO)此基 团的红外特征吸收频率出现在三个区:1) 2260-2280处的吸收峰归属于NC0的不对称伸缩振动峰的吸收 强度很大,它是鉴定NCO基最有效的特征峰2) 1375-1395处的吸收峰归属于NCO对称伸缩振动,其强度比较弱, 还长于CH峰混在一起,常无法辨认,所以其对于鉴定NCO的意义不大。

3) 600-650处和590-600处事NCO基面的外弯曲和内弯曲振动吸收 峰对于苯环及其衍生物的吸收峰常出现在:3000; 1610; 1570等附 近;650-900; 1000-1125; 1800-2000和CH基团2900附近等第二 聚氨酯红外谱图有关PU原材料和产品中主要的IR特征谱带及其归属如表1所示表1 常见聚氨酯中官能团及其红外谱图的归属Absorbance band assignment for the model of polyurethane耳位/cnT,振动归贰曄强峰 £4/^]-]掘刮旧属5400—3500未成氢卷的N—H的忡缰振动中5&7TD1的一NCO的鑽曲撮动3 埶 7200成虫键的N-HW伸逵振动中阶4~TDI的卿F上C-H的弯曲振动中-3030苯环上C-H的忡端摄动蓉純〜旣50甲基、亚甲荃的伸嫌振动785 .:^ira刖葦环上oh的弯脇振动中3280^2260-NCQ的不对窩神轴振动彳見强1395—1175-NCO的对称忡堀振动5]2MDF的特征峰弱1745—L7 30酯接基C=O的神轴抜动中强1780-1760异削岐醋二聚徉的待征峰1708-1703酰腔爆基30的伸第撮动中强H20—1400蚌奧H1640躁中C^O的忡缩振动中1710—W0异氟醴雷三聚嵐的特征嶂1600-15S0苯环骨架振话弱中—2120-N-C=N —的理縮扼动15M—1530歌肢口揩带中遏〜1(58。

碳化二亚嚴二播馆~C=N掘助1500—1450苯环骨架振动和C-H噬角振动中强—1670碳牝二亚験三聚ft-C-=N摄动13L&-1305戢胺m谱带码中1720-1630範一膨娠基C=0的忡網張动1230-1220酯基中C-0的忡维振动中强1710-16501116-1060醛辛中c-o的忡端振动陆0—5唧—MCO折鸾曲振动3苯肝聚酯多元醇的表征3.1苯酉千的红外谱图(见图2)009080・*70^60® 输3020-la4000 3 500 3 000 2 5002000 1500 1000 500波数/cm"图2苯酊的红外谱图在图 2 中,1 858.28 cm」、1 767.08 cm'1 处为 C=O 的伸缩振动,1 602.7() cni-lj 474.88 cm"处为苯坏 骨架上C=C伸缩振动,1 262.58 cm-1处为苯酊五元 环中C-O-C的伸缩振动,717.28 cm'1处为=C-H的 面外弯曲振动3.2聚酯的红外光谱图(见图3)3500 3 000 2 500 2 000 1 500 1 000 500波数/«川图3聚酯的红外光谱图所得产物为浅黄色透明固体,从图3可知:3 538.29 cm-1 处为 0-11 的伸缩振动,2 966.68 cm"、 2878.06cm」处为 C-H 的伸缩振动(Cll2),l 373.96cm-1 处为C-II的对称弯曲振动(CH3), 1 274.89 cm"、 1 125.86 cm"处为C-O-C的不对称伸缩振动, 1 726.15 cm-1处为C=O的伸缩振动,1 598.81加、1 580.50 cm-\l 474.93 cm'1 处为苯环骨架 C=C 伸缩 振动,1 074.42 cm 040.17 crn ~lJ 001.72 cur1. 971.56 cnr1处为苯环上=C-II的面内弯曲振动, 744.26 cm-1处为=C-1I的面外弯曲振动。

图3与图2相比,媒基和苯环的振动峰依然存 在,酸酊的峰(1 262.58心『)消失,出现了释基和酯 甘 Ahd,夂 甘-m 亦匕甘 Ahd,夂&17“ 口 nr? 口口宀 山知宀 冬士亠 2J红外分析将聚酯多尤醇进行红外分析,逬一步表征H 分于结构二由图4可见■波数在3 381.34 cw-'处 出现了羟基特征咋r/t. 1 ()73.31 J 125.54 rm '处 出现了 2 1、瞇键特征嘘•在1 599,4 ~ I 722.81 cnr1内出现芳杏腋展特征峰.在1 5?

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