聚酰胺的傅里叶变换红外光谱分析

彭 鹏，牟 丹，盛 曼

（1.国家电网重庆市电力公司 电力科学研究院，重庆 401123；2.上海市塑料研究所，上海 200090）

聚酰胺（polyamide，PA）俗称尼龙，包括脂肪族PA、芳香族PA，其中脂肪族PA 品种多，产量大，应用广泛。PA 6和PA 66占绝对主导地位，还有PA 8，PA 1010，PA 46及芳香族尼龙PPA 等。由于结构、性能和用途的差异，所以鉴别聚酰胺的种类对其加工和应用非常重要。而红外吸收光谱分析法是鉴定化合物和测定分子结构最常用的方法。

1 实验

1.1 样品

样品均为乳白色颗粒，市售。

1.2 红外光谱分析方法

1.2.1 透射成膜法

将压片机预热到样品的熔融温度，并将试样颗粒均匀地分散在两层铝纸间，然后上下外加两片不锈钢板，放入模具中进行熔融、加压、冷却成膜。将制好的薄膜放在样品架上，扫描，采集谱图。

1.2.2 ATR 衰减全反射法

一般用于不宜制备的热固性树脂。尽量切取表面光滑的薄片，使之与附件的晶体表面接触良好，压实。

1.3 仪器设备

Bruker OPUS 红外光谱仪，德国布鲁克公司。

2 谱图分析

聚酰胺是一类分子主链上含有许多重复的酰胺基团的高分子化合物。聚酰胺共有的主要特征峰：3 305cm－1处为N—H 伸缩振动；1 541cm－1和690cm－1处为N—H 弯曲振动；3 068cm－1处为C—N 偶合振动；1 202cm－1处为C—N 伸缩振动；1 636cm－1处为C＝O 伸缩振动；2 935cm－1处为—CH2—伸缩振动；2 860cm－1处为—CH—伸缩振动［1］。受分子链其他基团的影响，不同种类聚酰胺的上述吸收峰的位置会有所偏移，但偏移不大。

2.1 PA 66和PA 6

图1为PA 66 的红外光谱图。由图1 可见：PA 66在935cm－1处出现尖锐的吸收峰。图2为PA 6的红外光谱图。由图2 可见：PA 6 在929 cm－1，960cm－1，1 028cm－1处呈现三个轻度中等的弱吸收峰［2］。另外，PA 66的熔点比PA 6的高。

图1 PA 66的红外光谱图

图2 PA 6的红外光谱图

2.2 PA 8和PA 1 010

PA 8在1 110cm－1处出现较强的吸收峰。位置690cm－1处的聚酰胺的特征吸收峰受基团的影响向高波数偏移，移至722cm－1处，如图3 所示。

PA 1 010在1 238cm－1处有中等强度、分辨率较差、且复杂的吸收峰；1 192cm－1，1 009cm－1，941cm－1处为明显的弱吸收峰，如图4所示。另外，从用途上看，PA 8一般用于熔融纺丝，在制样、涂覆过程中极易成丝［3］；PA 1 010主要用于管材，且PA 8的熔点比PA 1 010的低50 ℃左右。

图3 PA 8的红外光谱图

图4 PA 1 010的红外光谱图

2.3 PA 46和芳香尼龙PPA

图5 PA 46的红外光谱图

图6 PPA的红外光谱图

聚己二酰丁二胺（PA 46）是一种具有高熔点和高结晶度的脂肪族尼龙。在1 288cm－1处有较强的吸收峰［4］，如图5所示。图6为聚邻苯二甲酰胺（PPA）的红外光谱图。由图6可见：PPA中含有苯环，在1 497cm－1处有苯环振动吸收峰，在731 cm－1，698cm－1，655cm－1处有三个中等强度的吸收峰［5］。PPA 具有耐高温的特性，PPA 的熔融温度在310 ℃左右，比PA 46的高［6］。

3 结论

根据聚合物的官能团的特征吸收峰，在3 305cm－1，3 068cm－1，1 636cm－1，1 541cm－1，1 202cm－1，690～730cm－1处有吸收的为聚酰胺。除了上述吸收峰外，在650～1 500cm－1范围内采用红外光谱法能有效地区分不同类别的聚酰胺。另外，还可参考聚酰胺熔融温度的差异。按熔融温度递增的顺序排列：PA 8＜PA 1 010＜PA 6＜PA 66＜PA 46＜PPA。

红外光谱分析法操作简便，用样量少，光谱特征性强，具有广泛的应用价值。

［1］王正熙.聚合物红外光谱分析和鉴定［M］.成都：四川大学出版社，1989.

［2］朱吴兰.红外光谱法鉴别不同种类的聚酰胺［J］.塑料，2009，38（3）42－44.

［3］董慧茹.仪器分析［J］.北京：化学工业出版社，2000.

［4］周丽云，王乐，宋诤.双酚A 型聚芳酯／半芳香族聚酰胺共聚物的合成与性能［J］.高分子材料科学与工程，2013，29（2）：26－30.

［5］李光铣，尼龙品种的红外光谱测定［J］.浙江化工，1994，3.

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