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红外光谱解析—聚丁二烯、聚苯乙烯


上期我们讲了聚乙烯和聚丙烯,实际上等于是对甲基(-CH3)和亚甲基(-CH2-)的解析,上期中还遗留了一下问题,就是在聚丙烯中,亚甲基的摇摆振动峰消失了。具体是什么原因呢?主要因为亚甲基的摇摆振动(720cm-1)只有在多个亚甲基连接的时候才会出(n>4),而聚丙烯的结构中,无法出现多个亚甲基连接情况,所以才没有出现亚甲基的摇摆振动峰。本期我们继续来学习两个新的基团,用一些比较特征物质的红外谱图来讲解。









聚丁二烯


以常见的顺1,4-丁二烯为例(也叫顺丁橡胶),我们从上面的结构可以看出,其主要的基团为亚甲基,以及碳碳双键(C=C),亚甲基的特征出峰我们之前已经学过,我们来看看多出来的这个C=C会有那些特征峰,如下图所示:

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如上图所示,多加了一个C=C增加了很多峰,这些峰可以做个分类:

1.最特征的峰:它是直接由C=C产生的振动峰,因此最有代表性。

2.次特征的峰:如上图中黄色标识所示的3000-3070cm-1与900-1000cm-1左右的峰,他们出峰比较强,是由直接与C=C相连的C-H键的出峰,在这当中又由3073cm-1与3004cm-1为特征,因为900-1000cm-1的出峰连接双键的形式有关,会导致出峰位置与峰形都有变化,这也是判断双键连接的方式。









聚苯乙烯


如下图所示为苯乙烯的结构,基本上为苯环与亚甲基,次甲基的出峰,其中亚甲基与次甲基的出峰应该基本类似,这些我们之前就学过,那么多出来苯基又会出哪些峰呢?具体如下图所示:

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如上图所示,多了一个苯环多了很多的峰,我们也对这些峰进行一下分类:

1.最特征的峰:如上图表格至那个的3000-3100cm-1与1450-1600cm-1的2组特征峰,

2.次特征峰:如图中所示756cm-1与698cm-1的特征峰,因为它会随着苯环被取代的方式不一样为发生改变




解析小技巧
01


通过对比烯烃与苯环的出峰,我们发现他们都在3000-3100cm-1左右有出峰,但是仔细观察就知道他们峰形与各峰强度是有区别的,这个就与我们之前所说的红外光谱不仅需要看峰位置,还得看峰形

02

在聚丁二烯中是不是也出现了一个720cm-1左右的峰,与亚甲基的出峰类似很难辨别?这个还是上一条所说的,需要看峰形,他们虽然都是亚甲基出峰,但是峰形不一样,在烷烃中出现为细而尖的单峰,而在烯烃中出峰是个宽峰。也是因为这样,我们可以这些细微差距进行细微的结构判断。

03

对比烯烃与苯环的出峰,除了在3000cm-1以上的位置,烯烃在1640cm-1附近,苯环在 1450-1600cm-1附近四重峰。也是相关联的特征峰,因此就说到另一个红外光谱解析的要点:结合相关峰,例如只通过3000cm-1以上的出峰我们没法进行判断到底是烯烃还是苯环,的时候,去找相关峰,有1640的是烯烃,有1600等四重峰的是苯环。

综上所述,本期主要介绍烯烃(C=C)与苯基(-C6H6)的红外主要特征,一般用于判断是否含有这类基团,同时通过一些特殊的位于指纹区(位于红外光谱右侧)的特征峰,还可以进行细微结构的判断。后续我们将继续介绍红外光谱解析其它材料,欢迎大家一起探讨交流~

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往期回顾

REVIEW

红外光谱常见基团峰值

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创建时间:2025-08-18 15:14
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