对位芳纶中间位结构单元含量的定量分析

doi:10.19894/j.issn.1000-0518.240064

摘要/Abstract

摘要：

在聚对苯二甲酰对苯二胺（PPTA）中引入间位结构可以调控其结晶和加工性能，因此确定其中的间位组分含量具有重要的实际意义。本文将PPTA和间位芳纶（PMIA）共混，采集其红外光谱，发现位于689 cm^-1处的间位取代苯环的C—H面内振动谱带强度与PMIA的含量呈现良好的线性正比关系，可以检测出共混样品中含有的质量分数2.0%的PMIA。以拉曼光谱分析共混物，利用位于1002 cm^-1的苯环呼吸振动谱带作为PMIA的特征峰，建立了峰强度与PMIA含量的标准曲线，具有良好的线性关系，能够检测出样品中低至质量分数0.25%的PMIA。 2种方法对比，拉曼光谱法具有更高的准确度和灵敏度，优于红外光谱法。

关键词: 芳纶, 定量分析, 拉曼光谱, 红外光谱

Abstract:

Introduction of meta-aramid units into poly（p-phenylene terephthalamide）（PPTA） allows regulation of its crystallization and processing properties， therefore， quantitation of the meta units in PPTA is of practical importance. In this paper， blends of PPTA with poly（m-phenylene isophthalamide）（PMIA） were prepared and analyzed by infrared and Raman spectroscopies. In the infrared spectra， it was found that the absorption band at 659 cm^-1 attributed to C—H in-plane wagging vibration of the m-disubstituted benzene ring can be utilized for quantitative analysis of PMIA， the intensity of which exhibited good linear relationship with PMIA content， allowing detection of meta units of 2.0%（mass percent） and above. In the Raman spectra of the blends， the breathing vibration of the meta-disubstituted benzene ring at 1002 cm^-1 characteristic of PMIA was found to exhibit an intensity proportional to its content with excellent linear correlation， which enabled detection of meta units of a low content of 0.25%（mass percent）. In conclusion， the Raman method is more accurate with a lower detection limit， and therefore is superior to the IR method for quantitation of meta units in para-aramids.

Key words: Aramids, Quantitation, Raman spectroscopy, Infrared spectroscopy

中图分类号:

O631

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图/表 4

图1 PPTA和PMIA的红外光谱

Fig.1 Infrared spectra of PPTA and PMIA

图2 （A）不同PMIA质量分数共混物在950~650 cm－1区域的红外光谱和（B）PMIA和PPTA红外特征峰强度比与二者组成比之间的定量关系

Fig.2 （A） FT-IR spectra of PMIA/PPTA blends with different PMIA contents in the 950~650 cm-1 region and （B） correlation between ratios of characteristic peaks and contents for PMIA and PPTA

图3 PPTA和PMIA的拉曼光谱

Fig.3 Raman spectra of PPTA and PMIA

图4 （A）不同PMIA质量分数共混物在1150~950 cm-1区域的拉曼光谱和（B） PMIA和PPTA拉曼特征峰强度比与二者组成比之间的定量关系

Fig.4 （A） Raman spectra of PMIA/PPTA blends with different PMIA contents， and （B） correlation between ratios of characteristic Raman peaks and contents for PMIA and PPTA

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