PTFE的C—F伸缩振动模式三级中红外光谱研究

采用中红外(MIR)光谱开展了聚四氟乙烯(PTFE)分子结构的研究。研究了PTFE的C—F伸缩振动模式(ν_(C-F)),在30～250℃温度范围内,进一步研究了PTFE/ν_(C-F)的变温中红外(TD-MIR)光谱。研究发现:随着测定温度升高,PTFE/ν_(C-F)对应的红外吸收频率和强度均没有明显的改变。以PTFE玻璃化温度(T_g)为临界温度,采用二维中红外(2D-MIR)光谱,进一步研究了PTFE的热稳定性。研究发现:在(30～120℃)和(130～250℃)两个温度区间,PTFE/ν_(C-F)对热敏感程度及变化顺序都存在着较大的差异性,并进一步开展了PTFE热稳定性机理研究。阐述了三级MIR光谱在重要有机氟材料PTFE结构和热稳定性分析中的重要作用。     

1-氯-2,2,2-三氟乙基二氟甲基醚红外光谱研究

1-氯-2,2,2-三氟乙基二氟甲基醚(以下简称异氟醚)是一类重要的吸入性麻醉剂。采用3种中红外(MIR)光谱(透射中红外(T-MIR)光谱、衰减全反射中红外(ATR-MIR)光谱、漫反射中红外(DR-MIR)光谱)和4种MIR光谱(一维MIR光谱、二阶导数MIR光谱、四阶导数MIR光谱、去卷积MIR光谱)计算方法开展了异氟醚的分子结构研究。试验发现:异氟醚的红外吸收模式主要包括异氟醚分子CF_2不对称伸缩振动模式(ν_(asCF_2-异氟醚))、异氟醚分子CF_2对称伸缩振动模式(ν_(sCF_2-异氟醚))、异氟醚分子CF_3不对称伸缩振动模式(ν_(asCF_3-异氟醚))和异氟醚分子CF_3对称伸缩振动模式(ν_(sCF_3-异氟醚))等。试验同时发现:3种MIR光谱中,异氟醚DR-MIR光谱质量要优于相应的ATR-MIR光谱和T-MIR光谱;而4种MIR光谱的计算方法中,异氟醚去卷积MIR光谱的谱图质量要优于相应的一维MIR光谱、二阶导数MIR光谱和四阶导数MIR光谱。研究拓展了MIR光谱在重要的氟烃类化合物(异氟醚)结构研究中的应用范围。     

聚四氟乙烯结构及热稳定性研究

采用红外(IR)光谱技术开展了聚四氟乙烯的结构研究。试验发现,在4 000～600 cm~(-1)频率范围内,聚四氟乙烯主要存在F—C—F伸缩振动模式(ν_(CF_2-聚四氟乙烯))和F—C—F弯曲振动模式(δ_(CF_2-聚四氟乙烯))。在303～523 K的温度范围内,采用变温红外(TD-IR)光谱技术,进一步研究温度变化对聚四氟乙烯分子热稳定性的影响。研究发现,随着测定温度的升高,聚四氟乙烯的热稳定性进一步降低。此研究拓展了IR光谱及TD-IR光谱在重要的高分子材料(聚四氟乙烯)结构及热稳定性方面的研究范围。     

硫代硫酸钠分子结构研究

采用一维中红外(MIR)光谱技术开展了硫代硫酸钠分子的结构研究.实验发现,在293 K的温度条件下,硫代硫酸钠分子的红外吸收模式主要包括:νHOH-硫代硫酸钠、δHOH-硫代硫酸钠、νasSO4-硫代硫酸钠、νsSO4-硫代硫酸钠和δasSO4-硫代硫酸钠.采用一维变温中红外(TD-MIR)光谱技术,进一步研究了温度变化对硫代硫酸钠分子结构的影响.研究发现,在293～523 K的温度范围内,随着测定温度的升高,硫代硫酸钠分子主要官能团对应的红外吸收频率和强度都有明显的改变,并进一步对其热变性机理进行了研究.该项研究拓展了一维MIR光谱及一维TD-MIR光谱在重要的硫酸工业下游产品(硫代硫酸钠)结构及热变性方面的研究范围.     

氟烷红外光谱的研究

采用红外(IR)光谱法,对氟烷(包括七氟烷、恩氟烷和异氟烷)进行分子结构研究。试验发现:氟烷的红外吸收模式主要有CF_3不对称伸缩振动模式(ν_(asCF_3-氟烷))、CF_3对称伸缩振动模式(ν_(sCF_3-氟烷))、CF_2不对称伸缩振动模式(ν_(asCF_2-氟烷))、CF_2对称伸缩振动模式(ν_(sCF_2-氟烷))和CF伸缩振动模式(ν_(CF-氟烷))等。结合氟烷的核磁共振氟谱(~(19)F-NMR)进一步研究了不同取代基团对于氟烷分子诱导效应的影响。此研究拓展了IR光谱在氟烷结构的应用研究范围。     

玻璃镜片三级中红外光谱研究

采用中红外(MIR)光谱技术开展了玻璃镜片的结构研究。实验发现玻璃镜片的红外吸收主要存在v_(Si-O-玻璃镜片)、v_(sB-O-玻璃镜片)和v_(结晶-玻璃镜片)等模式。采用变温中红外(TD-MIR)光谱进一步开展玻璃镜片的热稳定性研究,实验发现在303～393 K的温度范围内,玻璃镜片主要官能团(v_(Si-O-玻璃镜片)、v_(、B-O-玻璃镜片)和v_(结晶-玻璃镜片))的吸收强度均有明显改变。采用二维中红外(2D-MIR)光谱进一步研究了玻璃镜片主要官能团对热的敏感程度及变化快慢程度。本项研究拓展了3级中红外光谱(包括MIR光谱、TD-MIR光谱和2D-MIR光谱)对重要的光学产品(玻璃镜片)结构研究的范围。     

聚醚醚酮的红外光谱研究

采用红外光谱研究了聚醚醚酮(PEEK)的分子结构。以C=O伸缩振动模式(ν_(C=O))为对象,采用变温红外光谱研究了PEEK的热稳定性。实验发现,在温度为293~393 K时,PEEK的νC=O对应的晶区及非晶区结构对温度比较敏感。进一步开展了PEEK的ν_(C=O)的二维红外光谱研究。结果表明,PEEK的ν_(C=O)对应的红外吸收频率包括:1 655 cm-1处的非晶区红外吸收模式(ν_(C=O-amorphpus))、1 652 cm~(-1)处的晶区红外吸收模式(ν_(C=O-crystal))、1 647 cm~(-1)处的中间态红外吸收模式(ν_(C=O-amorphpus/crystal))。随着测定温度的升高,PEEK的ν_(C=O)对应的红外吸收峰变化快慢顺序依次为ν_(C=O-crystal),ν_(C=O-amorphpus/crystal),ν_(C=O-amorphpus)。     

聚丙烯变温傅里叶变换透射红外光谱研究

采用变温傅里叶变换透射红外光谱技术,研究了聚丙烯的分子结构。实验发现:聚丙烯主要存在CH_3不对称伸缩振动模式(ν_(asCH_3))、CH_3对称伸缩振动模式(ν_(asCH_3))、CH_2不对称伸缩振动模式(ν_(asCH_2))、CH_2对称伸缩振动模式(ν_(sCH_2))、CH_3不对称弯曲振动模式(δ_(asCH_3))、CH_3对称弯曲振动模式(δ_(sCH_3))、CH_2弯曲振动模式(δ_(CH_2))和聚丙烯结晶振动模式(δ crystalline)等。采用变温傅里叶变换透射红外光谱技术进一步研究了温度变化对于聚丙烯分子结构的影响。研究发现,在293~393K温度范围内,聚丙烯分子具有良好的热稳定性。本项研究拓展了变温傅里叶变换透射红外光谱技术在聚丙烯材料热变性方面的研究范围。     

爽身粉红外光谱研究

采用中红外(MIR)光谱开展了爽身粉的分子结构研究,实验发现,爽身粉的红外吸收模式主要包括OH伸缩振动模式(vOH-爽身粉)、Si-O伸缩振动模式(vSi-O-爽身粉)和OH弯曲振动模式(δOH-爽身粉)。采用变温中红外(TD-MIR)光谱进一步开展了温度变化对爽身粉结构的影响,实验发现,在293 K~393 K范围内,随着测定温度的升高,爽身粉vOH-爽身粉、vSi-O-爽身粉和δOH-爽身粉对应的红外吸收频率和强度均发生明显的改变。     

聚对苯二甲酸乙二醇酯反式及左右式构象互变机理研究

采用红外光谱(IR光谱)研究了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)分子结构。PET亚甲基变角振动模式(δCH2)主要包括:PET亚甲基左右式变角振动模式(δCH2-左右式)和PET亚甲基反式变角振动模式(δCH2-反式)。以PET/δCH2-左右式和PET/δCH2-反式为研究对象,进行了变温红外光谱(TD-IR光谱)研究。实验发现:随着测定温度的升高,PET/δCH2-左右式和PET/δCH2-反式对应的红外吸收频率及强度均有明显的改变,而玻璃化温度(Tg)是一个临界温度。采用二维红外光谱(2D-IR谱),进一步开展了PET反式及左右式构象互变机理研究。拓展了三级IR光谱(包括:IR光谱、TD-IR光谱和2D-IR光谱)在重要的高分子材料(PET)结构及构象转变的研究范围。     

单硬脂酸甘油酯中红外光谱研究

采用中红外(MIR)光谱研究了单硬脂酸甘油酯分子的结构。实验发现:单硬脂酸甘油酯分子的红外吸收模式主要包括:ν_(asCH3-单硬脂酸甘油酯)、νs_(CH3-单硬脂酸甘油酯)、ν_(asCH2-单硬脂酸甘油酯)、ν_(sCH2-单硬脂酸甘油酯)、ν_(C=O-单硬脂酸甘油酯)、δ_(CH2-单硬脂酸甘油酯)、δ_(sCH3-单硬脂酸甘油酯)和γ_(CH2-单硬脂酸甘油酯)。进一步开展了单硬脂酸甘油酯分子的变温中红外(TD-MIR)光谱研究。实验发现:随着测定温度的升高(303～393 K),单硬脂酸甘油酯分子主要官能团对应的红外吸收频率及强度均有明显的改变,并进一步进行了相关机理的研究。     

氟橡胶的红外光谱研究

采用红外(IR)光谱,包括一维红外光谱、二阶导数红外光谱、四阶导数红外光谱和去卷积红外光谱对氟橡胶(FKM)的分子结构进行了研究。试验发现:氟橡胶的红外吸收模式主要包括CH2不对称伸缩振动模式(νasCH2-FKM)、CH2对称伸缩振动模式(νsCH2-FKM)、CH2弯曲伸缩振动模式(δCH2-FKM)、CF2不对称伸缩振动模式(νasCF2-FKM)、CF2对称伸缩振动模式(νsCF2-FKM)和CFCl伸缩振动模式(νCFCl-FKM)等。研究发现:氟橡胶的去卷积IR光谱的谱图分辨能力要优于相应的一维IR光谱、二阶导数IR光谱和四阶导数IR光谱。此研究拓展了IR光谱在氟橡胶结构及应用研究的范围。     

六氟异丙醇-水溶液中红外光谱研究

采用中红外(MIR)光谱技术,包括一维MIR光谱、二阶导数MIR光谱、四阶导数MIR光谱和去卷积MIR光谱分别开展六氟异丙醇分子结构的研究。试验发现,六氟异丙醇分子的主要红外吸收官能团包括ν_(asCF_3-六氟异丙醇)、ν_(sCF_3-六氟异丙醇)、ν_(CO-六氟异丙醇)和δ_(asCF_3-六氟异丙醇)等。采用一维MIR光谱开展了六氟异丙醇-水溶液结构的研究,研究发现,随着六氟异丙醇浓度降低,六氟异丙醇-水溶液分子间的氢键作用逐步减弱。并进一步进行了相关机理研究,为六氟异丙醇-水溶液的结构研究建立了一个新的方法学,具有重要的应用研究价值。     

聚偏氟乙烯C—H伸缩振动模式三级中红外光谱研究

采用中红外(MIR)光谱开展聚偏氟乙烯分子结构的研究。试验发现:聚偏氟乙烯分子的红外吸收模式主要包括ν_(asCH_2)、ν_(sCH_2)、δ_(CH_2)、ν_(asCF_2)和ν_(sCF_2)。进一步开展了聚偏氟乙烯分子的变温中红外(TD-MIR)光谱研究。试验发现:随着测定温度升高,聚偏氟乙烯分子ν_(asCH_2)和ν_(sCH_2)对应的红外吸收频率及强度均有明显的改变。采用二维中红外(2D-MIR)光谱开展了聚偏氟乙烯的热老化性研究。试验发现:相变前,聚偏氟乙烯分子ν_(CH_2-二维-相变前)吸收峰变化快慢信息为:3 012 cm~(-1)(ν_(asCH_2-二维-2-相变前))2 980 cm~(-1)(ν_(sCH_2-二维-4-晶体-相变前))2 970 cm~(-1)(ν_(sCH_2-二维-5-晶体-相变前))2 990 cm~(-1)(ν_(asCH_2-二维-3-晶体-相变前))3 033 cm~(-1)(ν_(asCH_2-二维-1-晶体-相变前))。相变过程中,聚偏氟乙烯分子ν_(CH_2-二维-相变过程中)吸收峰变化快慢信息为:3 015 cm~(-1)(ν_(asCH_2-二维-2-相变过程中))2 980 cm~(-1)(ν_(sCH_2-二维-4-晶体-相变过程中))3 030 cm~(-1)(ν_(asCH_2-二维-1-晶体-相变过程中))2 990 cm~(-1)(ν_(asCH_2-二维-3-)_(晶体-相变过程中))2 970 cm~(-1)(ν_(sCH_2-二维-5-晶体-相变过程中))。相变后,聚偏氟乙烯分子ν_(CH_2-二维-相变后)吸收峰变化快慢信息为:2 980 cm~(-1)(ν_(sCH_2-二维-3-晶体-相变后))2 970 cm~(-1)(ν_(sCH_2-二维-4-晶体-相变后))3 026 cm~(-1)(ν_(asCH_2-二维-1-晶体-相变后))3 012 cm~(-1)(ν_(asCH_2-二维-2-相变后))。研究发现:聚偏氟乙烯的红外吸收峰(ν_(asCH_2)和ν_(sCH_2))对热敏感程度及变化顺序均存在着较大的差异性。研究拓展了三级MIR光谱对聚偏氟乙烯结构及热老化性的研究范围。     

乳胶变温傅里叶变换衰减全反射红外光谱研究

采用变温傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)技术,研究了乳胶的分子结构。实验发现:乳胶主要存在着C-H伸缩振动模式(ν_(C-H))、C-N伸缩振动模式(ν_(C-N))、CH2_变角振动模式(δ_(CH_2))、CH_3不对称弯曲振动模式(δ_(asCH_3))、CH_3对称弯曲振动模式(δ_(sCH_3))和双键上C-H面外摇摆振动模式(ω_(C-H))等。实验发现:在303~393K温度范围内,乳胶具有良好的热稳定性。本项研究拓展了ATR-FTIR在高分子材料热变性方面的研究范围。     

医用胶带结构及热变性研究

采用中红外(MIR)光谱和变温中红外(TD-MIR)光谱，对医用胶带(包括基材及胶粘剂)的结构及热变性进行了研究。结果表明：基材结构的红外吸收模式主要包括ν_{asCH2-基材结构}、ν_{sCH2-基材结构}、ν_{C=O-基材结构}、δ_{CH2-基材结构}、δ_{sCH3-基材结构}和ρ_{CH2-基材结构},基材的主要化学结构为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物；胶粘剂结构的红外吸收模式包括ν_{asCH3-胶粘剂结构}、ν_{asCH2-胶粘剂结构}、ν_{sCH3-胶粘剂结构}、ν_{C=O胶粘剂结构}、δ_{asCH3-胶粘剂结构}、δ_{sCH3-胶粘剂结构}、ν_{asC-O-C-胶粘剂结构}和ν_{sC-O-C-胶粘剂结构},胶粘剂的主要化学结构为聚甲基丙烯酸甲酯。随着测定温度的升高，基材及胶粘剂结构主要官能团对应的红外吸收频率及强度均有明显的改变。     

丙烯腈–丁二烯–苯乙烯共聚物变温中红外光谱研究

采用中红外(MIR)光谱开展了丙烯腈–丁二烯–苯乙烯(ABS)共聚物的分子结构研究,实验发现,ABS共聚物分子的红外吸收模式主要包括ν(腈基-ABS共聚物)、ν(聚丁二烯–ABS共聚物)和ν(聚苯乙烯–ABS共聚物)。进一步开展了ABS共聚物分子的变温中红外(TD-MIR)光谱研究,结果表明,随测定温度的升高(293～573K),ABS共聚物分子主要官能团对应的红外吸收频率及强度均有明显改变,并进一步进行了相关机理的研究。本项研究拓展了MIR光谱和TD-MIR光谱在重要的高分子材料结构及热稳定性方面的研究范围。     

聚乙烯C–H伸缩振动二维红外光谱研究

在293~393 K范围内,分别测定聚乙烯(PE)的一维红外光谱、二阶导数红外光谱和去卷积红外光谱来确定PE分子结构。进一步采用二维红外光谱研究了聚乙烯亚甲基C–H伸缩振动模式(νCH2)的模式。研究发现,PE分子中存在晶区和非晶区。随着测定温度的升高,PE分子中νCH2红外吸收强度变化快慢顺序为:2 920 cm-1(νas(CH2)crystalline)2 930 cm-1(νas(CH2)amorphous)2 850 cm-1(νs(CH2)crystalline)2 858 cm-1(νs(CH2)amorphous)。此项研究显示出二维红外光谱在高分子材料热变性分析中的重大作用。     

医用胶带基材结构变温中红外光谱研究

采用中红外(MIR)光谱,开展了医用胶带基材(主要为乙烯–醋酸乙烯酯共聚物,简称基材)的结构表征。实验发现,基材的红外吸收模式主要包括ν_as(CH₃–基材结构)、ν_as(CH₂–基材结构)、νs(CH₃–基材结构)、νs(CH₂–基材结构)、ν(C=O–基材结构)、δ(CH₂–基材结构)、δ_as(CH₃–基材结构)、δ_s(CH₃–基材结构)和ρ(CH₂–基材结构)。采用变温中红外(TD–MIR)光谱进一步开展了基材的热变性研究,发现随测定温度的升高,基材中主要官能团对应的红外吸收频率及吸收强度均有明显改变。     

聚氯乙烯亚甲基弯曲振动ATR二维红外光谱研究

在303~393 K的温度范围内,利用变温傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR),分别研究了聚氯乙烯亚甲基弯曲振动模式δ_(CH_2)的一维红外光谱、二阶导数红外光谱、四阶导数红外光谱、去卷积红外光谱和二维红外光谱。结果表明:当温度低于玻璃化转变温度时,聚氯乙烯分别在1420、1425、1430、1435和1447 cm~(-1)处出现红外吸收峰,随着温度的升高,聚氯乙烯δCH_2红外吸收强度的变化快慢顺序为1447 cm~(-1)1420 cm~(-1)1430cm~(-1)1425 cm~(-1)1435 cm~(-1);当温度超过玻璃化转变温度后,聚氯乙烯在1420、1425、1430和1435 cm~(-1)处出现红外吸收峰,而随着温度的升高,聚氯乙烯δCH_2红外吸收强度的变化快慢顺序为1425 cm~(-1)1420 cm~(-1)1430 cm~(-1)1435 cm~(-1)。此项研究拓展了ATR-FTIR技术在聚氯乙烯热变性方面的应用范围。