聚四氟乙烯三级中红外光谱研究

采用中红外(MIR)光谱(包括:一维MIR光谱和二阶导数MIR光谱)研究了聚四氟乙烯(PTFE)的分子结构。研究发现:PTFE的MIR吸收模式主要包括:F—C—F弯曲振动模式(δ_(CF_2-PTFE))和F—C—F伸缩振动模式(ν_(CF_2-PTFE))。进一步开展了PTFE的变温中红外(TD-MIR)光谱研究。研究发现:随着测定温度的升高,PTFE的δ_(CF_2-PTFE)和ν_(CF_2-PTFE)对应的红外吸收频率及强度均有明显的改变。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,进一步开展了PTFE热稳定性的研究。研究发现:在303～393 K和403～523 K二个温度区间,PTFE主要官能团δ_(CF_2-PTFE)和ν_(CF_2-PTFE)热敏感程度及变化顺序都存在着较大的差异性,并进一步进行了机理的研究。本项研究拓展了三级MIR光谱(包括:MIR光谱、TD-MIR光谱和2D-MIR光谱)在重要的有机氟高分子材料PTFE结构及热稳定性的研究范围。     

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。     

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。     

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。     

碳酸钙三级红外光谱研究

采用红外（IR）光谱技术开展了碳酸钙的结构研究。实验发现,碳酸钙的红外吸收模式包括碳酸钙CO₃不对称伸缩振动模式（ν）、碳酸钙 CO₃对称伸缩振动模式（ν）、碳酸钙CO₃面外弯曲振动模式（r）和碳酸钙CO₃面内弯曲振动模式（β）等。采用变温红外（TD-IR）光谱开展了碳酸钙的热稳定性研究。在293~393 K的温度范围内,碳酸钙主要官能团对应的吸收强度及频率都有一定的改变。采用二维红外（2D-IR）光谱进一步研究了碳酸钙ν、r和β吸收峰变化快慢的信息,证明了三级红外（IR）光谱在重要的无机盐（碳酸钙）结构及热稳定性研究中的重要作用。     

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。     

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。     

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)。     

聚乙烯红外及变温红外光谱研究

采用红外(IR)光谱进行了聚乙烯的结构研究,结果表明,聚乙烯主要存在ν_(as)(CH_2–聚乙烯)、ν_s(CH_2–聚乙烯)、δ(CH_2–聚乙烯)和ρ(CH_2–聚乙烯)等红外吸收模式。采用变温红外(TD-IR)光谱进一步进行了聚乙烯的热稳定性研究,结果表明,在303～423K,聚乙烯的热稳定性明显下降。     

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。     

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。     

聚酰胺-66的ν_(amide-Ⅲ)和ν_(amide-Ⅳ)三级红外光谱研究

在4 000~600 cm~(-1)的频率范围内,采用一维红外光谱,二阶导数红外光谱和四阶导数红外光谱研究了聚酰胺-66的分子结构。以聚酰胺-66的ν_(amide-Ⅲ)和ν_(amide-Ⅳ)为对象,采用变温红外光谱技术进一步开展了聚酰胺-66热稳定性的研究。实验发现,在303~393 K的温度范围内,聚酰胺-66的ν_(amide-Ⅲ)和ν_(amide-Ⅳ)对应的红外吸收频率均出现了明显的红移现象。首先分别开展了聚酰胺-66的ν_(amide-Ⅲ)和ν_(amide-Ⅳ)的二维红外光谱研究。实验发现:聚酰胺-66的ν_(amide-Ⅲ)的红外吸收频率包括:1 277 cm~(-1)(ν_(amide-Ⅲ-1))和1 269 cm~(-1)(ν_(amide-Ⅲ-2)),而随着测定温度的升高,聚酰胺-66的ν_(amide-Ⅲ)的红外吸收峰变化快慢顺序为1 269 cm~(-1)(ν_(amide-Ⅲ-2))1 277 cm~(-1)(ν_(amide-Ⅲ-1));聚酰胺-66的ν_(amide-Ⅳ)的红外吸收频率包括:939 cm~(-1)(ν_(amide-Ⅳ-1))和931 cm~(-1)(ν_(amide-Ⅳ-2)),而随着测定温度的升高,聚酰胺-66的ν_(amide-Ⅳ)红外吸收峰变化快慢顺序为931 cm~(-1)(ν_(amide-Ⅳ-2))939 cm~(-1)(ν_(amide-Ⅳ-1))。进一步同时开展了聚酰胺-66的ν_(amide-Ⅲ)和ν_(amide-Ⅳ)的二维红外光谱研究。随着测定温度的升高,聚酰胺-66的ν_(amide-Ⅲ)和ν_(amide-Ⅳ)的红外吸收峰变化快慢顺序为1 269 cm~(-1)(ν_(amide-Ⅲ-2))1 277 cm~(-1)(ν_(amide-Ⅲ-1))931 cm~(-1)(ν_(amide-Ⅳ-2))939 cm~(-1)(ν_(amide-Ⅳ-1))。本项研究拓展了三级红外光谱技术在高分子材料结构及热稳定性方面的研究范围。     

硅橡胶甲基弯曲振动模式的三级红外光谱研究

采用红外光谱(IR)研究了硅橡胶结构,并以硅橡胶甲基弯曲振动(δ_(CH_3-silicone))为研究对象,进一步研究了硅橡胶的变温红外光谱(TD-IR)和二维红外光谱(2D-IR)。结果表明,随着测定温度的升高,硅橡胶δ_(CH_3-silicone)对应的吸收强度及频率发生明显改变。硅橡胶δ_(CH_3-silicone)包括面内弯曲振动(β_(CH_3-silicone))和面外弯曲振动(γ_(CH_3-silicone))。硅橡胶β_(CH_3-silicone)对应的吸收频率为1 413 cm~(-1)(β_(CH_3-1-silicone))和1 404 cm~(-1)(β_(CH_3-2-silicone)),热扰动下硅橡胶β_(CH_3-silicone)吸收峰变化快慢顺序为:1 413 cm~(-1)(β_(CH_3-1-silicone)) 1 404 cm~(-1)(β_(CH_3-2-silicone))。硅橡胶γ_(CH_3-silicone)对应的吸收频率为1 260 cm~(-1)(γ_(CH_3-1-silicone))和1 253 cm~(-1)(γ_(CH_3-2-silicone)),热扰动下硅橡胶γ_(CH_3-silicone)吸收峰变化快慢顺序为:1 260 cm~(-1)(γ_(CH_3-1-silicone)) 1 253 cm~(-1)(γ_(CH_3-2-silicone))。     

PET碳氢弯曲振动模式三级红外光谱研究

采用红外光谱(IR)研究了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的分子结构。然后采用变温红外技术(TD-IR),以PET碳氢弯曲振动模式(δCH)为研究对象,开展了PET玻璃化转变研究。研究发现:随着测定温度的升高,PET分子δCH对应的吸收强度发生明显改变。采用二维红外光谱(2D-IR)进一步研究了PET的晶体结构。研究发现:718 cm-1处的新吸收峰归属于PET苯环晶体结构,其所对应的官能团对于温度变化比较敏感。本项研究拓展了三级红外光谱技术在重要高分子材料(如PET)中的研究范围。     

封口膜的红外光谱研究

采用变温红外光谱技术,分别研究了封口膜(Parafilm)的一维变温红外光谱和二阶导数变温红外光谱。研究发现:Parafilm主要存在着甲基的不对称伸缩振动峰、亚甲基的不对称伸缩振动峰、亚甲基的对称伸缩振动峰、亚甲基的变角振动峰(δ_(CH_2))、甲基的不对称变角振动峰(δ_(asCH_3))、甲基的对称变角振动峰、C—C骨架伸缩振动峰和亚甲基的面内摇摆振动峰,最终确定Parafilm的主要结构是聚异丁烯,其临界温度(由结晶转变为无规的温度)为40℃;以Parafilm的δ_(CH_2)和δ_(asCH_3)为对象,进一步研究了相关二维红外光谱;拓展了变温红外光谱技术及二维红外光谱技术在高分子包装材料结构方面的研究范围。     

Parafilm的红外光谱研究

采用变温红外光谱技术,分别研究了封口膜(Parafilm)的一维变温红外光谱和二阶导数变温红外光谱。结果表明:Parafilm主要存在CH_3的不对称伸缩振动模式、CH_2的不对称伸缩振动模式、CH_2的对称伸缩振动模式、CH_2的变角振动模式、CH_3的不对称变角振动模式、CH_3的对称变角振动模式、C—C骨架的伸缩振动模式和CH_2的面内摇摆振动模式等8种红外吸收模式;最终确定Parafilm的主要结构是聚异丁烯,而其临界相变温度为313 K。以Parafilm的CH_2面内摇摆振动模式为研究对象,进一步开展相关二维红外光谱研究。     

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。     

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。     

白炭黑补强硅橡胶的红外光谱模拟

通过计算机模拟,研究了硅橡胶生胶聚二苯基硅氧烷-聚二甲基硅氧烷-聚甲基乙烯基硅氧烷嵌段共聚物、填料气相法白炭黑及气相法白炭黑补强硅橡胶的红外(IR)光谱,通过IR光谱峰位、强度的计算及振动模式的归属分析,确定构型中的官能团和结构;模拟得到的IR光谱主要峰位和强度的计算结果与实验数据非常接近,为实验分析鉴别和确认化学构成提供了参考和依据.