聚丙烯酰胺的紅外光譜研究

聚丙烯酰胺的紅外光譜研究

1聚丙烯酰胺尿不濕原材料“100個添加劑”聚醚（pam）是一種重要的親水聚合物。這是一種很好的高吸收樹脂，用于生產(chǎn)不濕尿。尿不濕由于使用方便,很受消費者歡迎。正因為如此,不少生產(chǎn)聚丙烯酰胺的廠家,為了牟取不正當利益,向生產(chǎn)尿不濕的廠家銷售假冒偽劣產(chǎn)品,以致生產(chǎn)出來的尿不濕不合格,尤其被兒童用后,常發(fā)生過敏反應,對于男孩,甚至影響生殖器官的發(fā)育,日后有可能患不育癥;對于女童,常常侵犯外陰、尿道口等部位。為了杜絕假冒偽劣尿不濕的生產(chǎn),有必要在生產(chǎn)聚丙烯酰胺尿不濕之前,對聚丙烯酰胺原材料進行早期鑒別。本文對某尿不濕生產(chǎn)廠家提供的聚丙烯酰胺樣品進行了紅外光譜分析,結果發(fā)現(xiàn),在所提供的聚丙烯酰胺樣品中,有七個是聚丙烯酰胺的正品,有兩個是聚丙烯酰胺的偽品,為該廠家選材和退貨提供了理論依據(jù),挽回了一定的經(jīng)濟損失。2實驗部分2.1聚丙烯酰胺及其他有機溶劑NexuSFTIR(美國ThermoNieolet公司)。聚丙烯酰胺樣品九個。溴化鉀壓片法制樣。溴化鉀粉末(分析純),無水乙醇。苯、乙醚、酯類、丙酮等有機溶劑及蒸餾水。對聚丙烯酰胺進行有機溶劑及蒸餾水溶解實驗。3結果與討論3.1樣品外觀所有樣品外觀均為白色粉末,易溶于水,幾乎不溶于苯、乙醚、酯類、丙酮等有機溶劑,其水溶液幾近透明的粘稠液體。目測無明顯區(qū)別。3.2聚丙烯酰胺樣品的結構表征對9個聚丙烯酰胺樣品進行了紅外光譜分析,得到的譜圖如圖1~圖9所示。圖1為聚丙烯酰胺樣品1的紅外光譜圖。在圖1中,3415cm-1處為游離-NH2的特征吸收峰,3201cm-1為締合-NH2的特征吸收峰,2922cm-1為亞甲基反對稱伸縮振動的特征吸收峰,2852cm-1為亞甲基對稱伸縮振動的特征吸收峰,1667cm-1處為羰基的特征吸收峰,對應于酰胺Ⅰ(C=O伸縮振動),1617cm-1處為酰胺Ⅱ(N-H彎曲振動)的特征峰,1454cm-1處為亞甲基變形的特征吸收峰,1561cm-1為仲酰胺N-H彎曲振動,陽離子化之后,該峰強度明顯增大,表明聚丙烯酰胺N-H已經(jīng)被N-R取代,1182cm-1和1119cm-1處吸收峰在陽離子化產(chǎn)物譜圖中表現(xiàn)明顯,與C-N伸縮振動有關,說明樣品1為陽離子聚丙烯酰胺,查找標準紅外圖譜,發(fā)現(xiàn)上述特征吸收峰與聚丙烯酰胺的標準紅外圖譜基本吻合,因此判斷聚丙烯酰胺樣品1是純品。圖2為聚丙烯酰胺樣品2的紅外光譜圖。在圖2中,3416cm-1處為游離-NH2的特征吸收峰,3211cm-1為締合-NH2的特征吸收峰,2926cm-1為亞甲基反對稱伸縮振動的特征吸收峰,2855cm-1為亞甲基對稱伸縮振動的特征吸收峰,1665cm-1處為羰基的特征吸收峰,對應于酰胺Ⅰ(C=O伸縮振動),1620cm-1處為酰胺Ⅱ(N-H彎曲振動)的特征峰,1453cm-1處為亞甲基變形的特征吸收峰,1561cm-1為仲酰胺N-H彎曲振動,陽離子化之后,該峰強度明顯增大,表明聚丙烯酰胺N-H已經(jīng)被N-R取代,1174cm-1和1119cm-1處吸收峰在陽離子化產(chǎn)物譜圖中表現(xiàn)明顯,與C-N伸縮振動有關,說明樣品2為陽離子聚丙烯酰胺,查找標準紅外圖譜,發(fā)現(xiàn)上述特征吸收峰與聚丙烯酰胺的標準紅外圖譜基本吻合,因此判斷聚丙烯酰胺樣品2是純品。圖3為聚丙烯酰胺樣品3的紅外光譜圖,在圖3中,3417cm-1處為游離-NH2的特征吸收峰,3205cm-1為締合-NH2的特征吸收峰,2933cm-1為亞甲基反對稱伸縮振動的特征吸收峰,2855cm-1為亞甲基對稱伸縮振動的特征吸收峰,1670cm-1處為羰基的特征吸收峰,對應于酰胺Ⅰ(C=O伸縮振動),1614cm-1處為酰胺Ⅱ(N-H彎曲振動)的特征峰,1453cm-1處為亞甲基變形的特征吸收峰,1561cm-1為仲酰胺N-H彎曲振動,陽離子化之后,該峰強度明顯增大,表明聚丙烯酰胺N-H已經(jīng)被N-R取代,1182cm-1和1120cm-1處吸收峰在陽離子化產(chǎn)物譜圖中表現(xiàn)明顯,與C-N伸縮振動有關,說明樣品3為陽離子聚丙烯酰胺,查找標準紅外圖譜,發(fā)現(xiàn)上述特征吸收峰與聚丙烯酰胺的標準紅外圖譜基本吻合,因此判斷聚丙烯酰胺樣品3是純品。圖4為聚丙烯酰胺樣品4的紅外光譜圖。在圖4中,3420cm-1處為游離-NH2的特征吸收峰,3195cm-1為締合-NH2的特征吸收峰,2928cm-1為亞甲基反對稱伸縮振動的特征吸收峰,2854cm-1為亞甲基對稱伸縮振動的特征吸收峰,1664cm-1處為羰基的特征吸收峰,對應于酰胺Ⅰ(C=O伸縮振動),1611cm-1處為酰胺Ⅱ(N-H彎曲振動)的特征峰,1454cm-1處為亞甲基變形的特征吸收峰,1184cm-1和1122cm-1處吸收峰在陽離子化產(chǎn)物譜圖中表現(xiàn)明顯,與C-N伸縮振動有關,說明樣品4為陽離子聚丙烯酰胺,查找標準紅外圖譜,發(fā)現(xiàn)上述特征吸收峰與聚丙烯酰胺的標準紅外圖譜基本吻合,因此判斷聚丙烯酰胺樣品4是純品。圖5為聚丙烯酰胺樣品5的紅外光譜圖。在圖5中,3425cm-1處為游離-NH2的特征吸收峰,3201cm-1為締合-NH2的特征吸收峰,2928cm-1為亞甲基反對稱伸縮振動的特征吸收峰,2863cm-1為亞甲基對稱伸縮振動的特征吸收峰,1661cm-1處為羰基的特征吸收峰,對應于酰胺Ⅰ(C=O伸縮振動),1614cm-1處為酰胺Ⅱ(N-H彎曲振動)的特征峰,1453cm-1處為亞甲基變形的特征吸收峰,1184cm-1和1122cm-1處吸收峰在陽離子化產(chǎn)物譜圖中表現(xiàn)明顯,與C-N伸縮振動有關,說明樣品5為陽離子聚丙烯酰胺,查找標準紅外圖譜,發(fā)現(xiàn)上述特征吸收峰與聚丙烯酰胺的標準紅外圖譜基本吻合,因此判斷聚丙烯酰胺樣品5是純品。圖6為聚丙烯酰胺樣品6的紅外光譜圖。在圖6中,3417cm-1處為游離-NH2的特征吸收峰,3208cm-1為締合-NH2的特征吸收峰,2928cm-1為亞甲基反對稱伸縮振動的特征吸收峰,2858cm-1為亞甲基對稱伸縮振動的特征吸收峰,1667cm-1處為羰基的特征吸收峰,對應于酰胺Ⅰ(C=O伸縮振動),1618cm-1處為酰胺Ⅱ(N-H彎曲振動)的特征峰,1454cm-1處為亞甲基變形的特征吸收峰,1560cm-1為仲酰胺N-H彎曲振動,陽離子化之后,該峰強度明顯增大,表明聚丙烯酰胺N-H已經(jīng)被N-R取代,1167cm-1和1126cm-1處吸收峰在陽離子化產(chǎn)物譜圖中表現(xiàn)明顯,與C-N伸縮振動有關,說明樣品6為陽離子聚丙烯酰胺,查找標準紅外圖譜,發(fā)現(xiàn)上述特征吸收峰與聚丙烯酰胺的標準紅外圖譜基本吻合,因此判斷聚丙烯酰胺樣品6是純品。圖7為聚丙烯酰胺樣品7的紅外光譜圖。在圖7中,3426cm-1處為游離-NH2的特征吸收峰,3205cm-1為締合-NH2的特征吸收峰,2924cm-1為亞甲基反對稱伸縮振動的特征吸收峰,2853cm-1為亞甲基對稱伸縮振動的特征吸收峰,1659cm-1處為羰基的特征吸收峰,對應于酰胺Ⅰ(C=O伸縮振動),1616cm-1處為酰胺Ⅱ(N-H彎曲振動)的特征峰,1453cm-1處為亞甲基變形的特征吸收峰,1179cm-1和1128cm-1處吸收峰在陽離子化產(chǎn)物譜圖中表現(xiàn)明顯,與C-N伸縮振動有關,說明樣品7為陽離子聚丙烯酰胺,查找標準紅外圖譜,發(fā)現(xiàn)上述特征吸收峰與聚丙烯酰胺的標準紅外圖譜基本吻合,因此判斷聚丙烯酰胺樣品7是純品。圖8為聚丙烯酰胺樣品8的紅外光譜圖。在圖8中,3350cm-1處為游離-NH2的特征吸收峰,3198cm-1為締合-NH2的特征吸收峰,2931cm-1為亞甲基反對稱伸縮振動的特征吸收峰,2863cm-1為亞甲基對稱伸縮振動的特征吸收峰,1663cm-1處為羰基的特征吸收峰,對應于酰胺Ⅰ(C=O伸縮振動),1617cm-1處為酰胺Ⅱ(N-H彎曲振動)的特征峰,1452cm-1處為亞甲基變形的特征吸收峰,1127cm-1處吸收峰在陽離子化產(chǎn)物譜圖中表現(xiàn)明顯,與C-N伸縮振動有關,說明樣品8為陽離子聚丙烯酰胺,查找標準紅外圖譜,發(fā)現(xiàn)上述特征吸收峰與聚丙烯酰胺的標準紅外圖譜基本吻合,但有很多雜質峰,說明樣品8是摻雜了雜質的聚丙烯酰胺,因此我們認為聚丙烯酰胺樣品8是偽品,其雜質成分尚在探討之中。圖9為聚丙烯酰胺樣品9的紅外光譜圖。在圖9中,3422cm-1處為游離-NH2的特征吸收峰,3200cm-1為締合-NH2的特征吸收峰,2939cm-1為亞甲基反對稱伸縮振動的特征吸收峰,2856cm-1為亞甲基對稱伸縮振動的特征吸收峰,1662cm-1處為羰基的特征吸收峰,對應于酰胺Ⅰ(C=O伸縮振動),1616cm-1處為酰胺Ⅱ(N-H彎曲振動)的特征峰,1455cm-1處為亞甲基變形的特征吸收峰,1129cm-1處吸收峰在陽離子化產(chǎn)物譜圖中表現(xiàn)明顯,與C-N伸縮振動有關,查找標準紅外圖譜,發(fā)現(xiàn)上述特征吸收峰與聚丙烯酰胺的標準紅外圖譜基本吻合,但含有無水硫酸鈉的特征吸收峰l129cm-1(此峰與聚丙烯酰胺重疊)、638cm-1、617cm-1,說明樣品中摻雜了無水硫酸鈉,因此我們認為聚丙烯酰胺樣品9是偽品。為了驗證無水硫酸鈉的存在,將樣品9在600℃鍛燒,得到白色粉末,對白色粉末進行紅外光譜測試,得到圖10。在圖10中,其特征吸收峰l127cm-1、638cm-1、616cm-1與無水芒硝(無水硫酸鈉)的圖譜完全一致,進一步說明樣品9摻雜了無水硫酸鈉,樣品9是聚丙烯酰胺的偽品。由以上可看出,真品只含有聚丙烯酰胺,偽品除含有聚丙烯酰胺外,還含有雜質,這些雜質對人的身體有很大的影響,所以我們一定要選擇聚丙烯酰胺的純品做尿不濕。另外,從圖1、圖2、圖3可看出,3張譜圖基本一致,基本判斷為一個生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品,事實上,