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。     

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))。     

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。     

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。     

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)。     

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。     

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。     

海南火山金钗石斛不同部位的红外光谱法结构解析

运用红外光谱法对海南火山金钗石斛的商业干粉、新鲜植株的叶片、茎干、根须四种样品进行红外光谱分析，并对红外光谱图进行解析。傅里叶变换红外光谱图表明，四种样品的一维红外光谱图非常相似，具有多个相似的特征峰和官能团，但峰强有所不同。二阶导数处理红外光谱图能进一步提高光谱分辨率、增加光谱灵敏度。对一维红外光谱进行二阶求导后，二阶导数红外光谱图进一步验证了以上结果，石斛样品中均含有脂类、芳香类和淀粉类成分，但石斛部位不同，其含量有所差异。红外光谱解析能够验证海南火山口地区金钗石斛样品不同部位所含物质结构的差异，对于探究高效快速的石斛鉴定方法具有重要意义，其结果表明火山口地区种植的金钗石斛各部位均含有大量的活性成分，具有良好的药用价值。     

碳酸氢钠结构及热分解研究

采用中红外(MIR)光谱技术开展了碳酸氢钠分子的结构研究.碳酸氢钠分子的红外吸收模式包括:νOH-碳酸氢钠、νC=O-碳酸氢钠、νC=O-碳酸氢钠/νC-O-碳酸氢钠、γO-H-O-碳酸氢钠、γCO3-碳酸氢钠和δC=O-碳酸氢钠/δO-C-O-碳酸氢钠.采用变温中红外(TD-MIR)光谱,进一步研究了温度变化对碳酸氢...     

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。