聚酰胺的傅里葉變換紅外光譜分析

彭 鵬，牟 丹，盛 曼

（1.國家電網重慶市電力公司 電力科學研究院，重慶 401123；2.上海市塑料研究所，上海 200090）

聚酰胺（polyamide，PA）俗稱尼龍，包括脂肪族PA、芳香族PA，其中脂肪族PA 品種多，產量大，應用廣泛。PA 6和PA 66占絕對主導地位，還有PA 8，PA 1010，PA 46及芳香族尼龍PPA 等。由于結構、性能和用途的差異，所以鑒別聚酰胺的種類對其加工和應用非常重要。而紅外吸收光譜分析法是鑒定化合物和測定分子結構最常用的方法。

1 實驗

1.1 樣品

樣品均為乳白色顆粒，市售。

1.2 紅外光譜分析方法

1.2.1 透射成膜法

將壓片機預熱到樣品的熔融溫度，并將試樣顆粒均勻地分散在兩層鋁紙間，然后上下外加兩片不銹鋼板，放入模具中進行熔融、加壓、冷卻成膜。將制好的薄膜放在樣品架上，掃描，采集譜圖。

1.2.2 ATR 衰減全反射法

一般用于不宜制備的熱固性樹脂。盡量切取表面光滑的薄片，使之與附件的晶體表面接觸良好，壓實。

1.3 儀器設備

Bruker OPUS 紅外光譜儀，德國布魯克公司。

2 譜圖分析

聚酰胺是一類分子主鏈上含有許多重復的酰胺基團的高分子化合物。聚酰胺共有的主要特征峰：3 305cm－1處為N—H 伸縮振動；1 541cm－1和690cm－1處為N—H 彎曲振動；3 068cm－1處為C—N 偶合振動；1 202cm－1處為C—N 伸縮振動；1 636cm－1處為C＝O 伸縮振動；2 935cm－1處為—CH2—伸縮振動；2 860cm－1處為—CH—伸縮振動［1］。受分子鏈其他基團的影響，不同種類聚酰胺的上述吸收峰的位置會有所偏移，但偏移不大。

2.1 PA 66和PA 6

圖1為PA 66 的紅外光譜圖。由圖1 可見：PA 66在935cm－1處出現尖銳的吸收峰。圖2為PA 6的紅外光譜圖。由圖2 可見：PA 6 在929 cm－1，960cm－1，1 028cm－1處呈現三個輕度中等的弱吸收峰［2］。另外，PA 66的熔點比PA 6的高。

圖1 PA 66的紅外光譜圖

圖2 PA 6的紅外光譜圖

2.2 PA 8和PA 1 010

PA 8在1 110cm－1處出現較強的吸收峰。位置690cm－1處的聚酰胺的特征吸收峰受基團的影響向高波數偏移，移至722cm－1處，如圖3 所示。

PA 1 010在1 238cm－1處有中等強度、分辨率較差、且復雜的吸收峰；1 192cm－1，1 009cm－1，941cm－1處為明顯的弱吸收峰，如圖4所示。另外，從用途上看，PA 8一般用于熔融紡絲，在制樣、涂覆過程中極易成絲［3］；PA 1 010主要用于管材，且PA 8的熔點比PA 1 010的低50 ℃左右。

圖3 PA 8的紅外光譜圖

圖4 PA 1 010的紅外光譜圖

2.3 PA 46和芳香尼龍PPA

圖5 PA 46的紅外光譜圖

圖6 PPA的紅外光譜圖

聚己二酰丁二胺（PA 46）是一種具有高熔點和高結晶度的脂肪族尼龍。在1 288cm－1處有較強的吸收峰［4］，如圖5所示。圖6為聚鄰苯二甲酰胺（PPA）的紅外光譜圖。由圖6可見：PPA中含有苯環(huán)，在1 497cm－1處有苯環(huán)振動吸收峰，在731 cm－1，698cm－1，655cm－1處有三個中等強度的吸收峰［5］。PPA 具有耐高溫的特性，PPA 的熔融溫度在310 ℃左右，比PA 46的高［6］。

3 結論

根據聚合物的官能團的特征吸收峰，在3 305cm－1，3 068cm－1，1 636cm－1，1 541cm－1，1 202cm－1，690～730cm－1處有吸收的為聚酰胺。除了上述吸收峰外，在650～1 500cm－1范圍內采用紅外光譜法能有效地區(qū)分不同類別的聚酰胺。另外，還可參考聚酰胺熔融溫度的差異。按熔融溫度遞增的順序排列：PA 8＜PA 1 010＜PA 6＜PA 66＜PA 46＜PPA。

紅外光譜分析法操作簡便，用樣量少，光譜特征性強，具有廣泛的應用價值。

［1］王正熙.聚合物紅外光譜分析和鑒定［M］.成都：四川大學出版社，1989.

［2］朱吳蘭.紅外光譜法鑒別不同種類的聚酰胺［J］.塑料，2009，38（3）42－44.

［3］董慧茹.儀器分析［J］.北京：化學工業(yè)出版社，2000.

［4］周麗云，王樂，宋諍.雙酚A 型聚芳酯／半芳香族聚酰胺共聚物的合成與性能［J］.高分子材料科學與工程，2013，29（2）：26－30.

［5］李光銑，尼龍品種的紅外光譜測定［J］.浙江化工，1994，3.

［6］張潔.PA 6T／1010共聚物熱性能研究［J］.塑料科技，2013，41（2）：63－66.