文档介绍：塑料的仪器分析法
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一、概述
（一）原理
色谱分析法是一类利用物质不同的物理和物理化学性质来进行分离并进行检测的方法。
它的分离原理是利用物质在溶解、吸附、分配、离子交换、亲和力、分子尺寸等方
图3-9甲苯和苯的紫外光谱图（…苯；—甲苯）
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图3-10 ***引发***丙烯酸甲酯的紫外光谱图
由图3-10可见，曲线4与曲线3相似，在254nm和300nm都有吸收峰，而与曲线1和曲线2不同，说明苯***引发光聚合的产物为二级***，而不是一级***。
在反应过程中，苯***先与 MMA形成激基复合物，经电荷转移形成的苯***氮自由基引发MMA聚合，在聚合物的端基形成二级***。
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二、红外光谱
红外光谱法又称为红外分光光度法，它是建立在分子吸收红外辐射基础上的分析方法。
红外光谱是分子振动、转动能级跃迁的结果。
表3-1红外辐射区的分类
名称
波长/μm
波数/cm-1
能级跃迁类型
近红外
照相区
～
12820～7700
分子中O-H,N-H及C-N的倍频吸收
泛频区
～
7700～5000
中红外
基本振动区
2～25
5000～400
分子中原子的振动及分子的转动
远红外
转动区
25～300
400～33
分子的转动，晶格振动
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（一）红外光谱的基本原理
1．分子吸收红外辐射的必要条件
（1）分子能吸收的红外辐射，应具有刚好能满足分子跃迁时所需的能量，即△E = hv，其中△E为两个振动能级间的能量差，v为被吸收的红外辐射频率，h为普朗克常数。
（2）辐射应与物质分子之间发生相互作用，也称偶合作用。吸收的结果是辐射的能量通过偶合而被转移到分子上。
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2．分子的转动光谱及振动光谱
3．分子的振动模式及其类型
图3-11 聚乙烯中CH2基团的振动模式
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（二）红外光谱的基团频率及其影响因素
1．常见化学基团的红外特征频率
在4000～6700cm-1（～）范围内，分子中的一些基团是有着特征的基团频率的，这些频率是根据大量的研究所总结出来的经验相关关系。
通常可以将中红外光谱划分为四个区域：
第一区域/氢伸缩区
第二区域/叁键区
第三区域/双键区
第四区域/指纹区。
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2．影响基团频率和吸收带形状的因素
(1)分子物理状态的影响
①气态在气态状态下，参与红外吸收的分子的数目少，一般吸收谱带强度较小。随着气体压力的增大，分子间开始相互作用，精细结构逐渐消失，吸收带增宽。
②液态分子间的相互作用增大，强度比气态的大。当形成氢键、发生缔合时，谱带的频率数目和强度都会发生较大变化。
③固态固态物质的红外光谱，其吸收峰一般要比液态的更尖锐，峰的数目更多。
(2)外部环境因素的影响
①溶剂效应溶剂的极性会引起溶质的缔合,溶质的极性基团(如C=O，–N=O等)的伸缩振动频率将随溶剂极性的增加而降低，且强度往往增加。
②氢键氢键X-H...Y中的X、Y原子通常是O、N或F。氢键越强，振动频率越小，吸收带越宽，峰强度越大。缔合程度越强，越移向低波数。
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(3)试样分子内部结构因素的影响
①诱导效应
②共扼效应
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③中介效应
化合物中存在有孤对电子的原子，如O、S、N等，并与多重键原子相连时，可产生类似的共扼作用，称为中介效应。
④立体效应
立体效应包括环的张力、立体阻碍。
⑤振动偶合
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（三）红外光谱解析
1．试样制备与红外谱图绘制
根据试样性质，红外制样方法见表3-2
在红外谱测试时应特别注意以下影响因素:
（1）仪器参数的影响 应根据不同测试要求及时调整光源能量、增益、扫描次数等直接影响信噪比的仪器参数。
（2）干扰因素的影响 注意环境湿度、样品污染、残留溶剂等干扰因素，避免产生红外光谱图中附加吸收带。
（3）样品厚度的影响 对聚酯类极性物质要求样品厚度小一些，对聚烯烃类非极性物质要求厚大一些。
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2. 红外谱图的解析
（1）谱带的位置
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***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。
聚醚、聚砜、聚醇等聚合物最强的是C-O的伸缩振动，