红外分析实例.docxVIP

图1 是 SBS 红外光谱图, 可以看出 2921cm-1、2846cm-1为- CH2- 的伸缩振动吸收峰, 1601cm-1、1493cm-1为苯核的动吸收峰, 699cm-1、757cm-1为单取代苯环的振动吸收峰, 966cm-1为 C=C 的扭曲振动吸收峰, 911cm-1为=CH2面外摇摆振动吸收峰。从图2、图 3 可以看出各特征峰所对应的基团 :2924cm-1、2853cm-1为- CH2- 的伸缩振动吸收峰, 2960cm-1为- CH3伸缩振动吸收峰,1460cm-1为- CH2- 的剪式振动吸收峰, 1377cm-1为- CH3剪式振动吸收峰。由图1可见，基质沥青红外光谱图中出现了3处吸收峰，其中波数650～910cm-1区域是苯环取代区，出现的几个吸收峰是由苯环上C-H面外摇摆振动形成的；而波数1375cm-1和1458cm-1处的吸收峰则由 C-CH3和-CH2-中C-H面内伸缩振动形成的；波数2800～3000cn-1范围内的吸收峰比较强，是环烷烃和烷烃的C-H 伸缩振动的结果，由-CH2-伸缩振动形成的。由全波段的红外光谱（图3）可知，改性沥青与基质沥青在2800～3000cm-1左右出现的强吸收峰带基本相同，吸收峰的位置没有发生变化。就改性沥青而言，整个功能团没有发现新的吸收峰，但吸收峰的强度随SBD改性剂含量的增大而略有增强。由650～1100cm-1波区的红外光谱（图\4、图5）可知，在指纹区改性沥青与基质沥青的吸收峰存在明显差异，即在波数690～710cm-1和950～980cm-1处，SBS改性沥青的红外波区吸收相对较强，并在966.1cm-1和698cm-1处出现了吸收峰，虽然 波 数698cm-1的绝对吸收峰值较波 966.1cm-1处的大，但波数966.1cm-1处的吸峰特征更为明显。每种物质分子都有一个由其组成和结构所决定的红外特征吸收峰，它只吸收一些特定波长的红外光。由于掺入的SBS改性剂与基质沥青并没有发生化学反应，亦即聚苯乙烯和聚丁二烯并没有发生化学变化，所以SBS改性沥青的红外光谱只是在基质沥青的红外光谱上简单叠加了聚苯乙烯与聚丁二烯的红外光谱，而相应的吸收峰位置和强度基本保持不变，是基质沥青和SBS改性剂的红外光谱的简单合成图。与基质沥青比较，SBS改性沥青的红外光谱在698cm-1和966.1cm-1处出现了明显的特征吸收峰，分别由SBS改性剂中的聚苯乙烯苯环和聚丁二烯双键等特征官能团形成。本文测试了五种不同产地的沥青的红外光谱，其图谱如上图。为了解析图谱和推导结构的方便，习惯上把红外光谱按照波数范围分为四大峰区（也有分为五大峰区的）每个峰区对应某些特征振动吸收。第一峰区（3700-2500cm-1）为 X-H 的伸缩振动，第二峰区（2500-1900cm-1）为三键和累积双键的伸缩振动，第三峰区（1900-1500cm-1）为双键的伸缩振动及 H-O，H-N的弯曲振动。除氢外的单键（Y-X）伸缩振动及各类弯曲振动位于第四峰区（1500-600cm-1）又称指纹区。从图2-2 可以看出，对不同种类沥青试样测试得到的红外光谱进行对比，在沥青红外谱图中普遍存在有10个较为明显的吸收谱带，对应的波数分别为2924cm-1、2853cm-1、1600cm-1、1461cm-1、1377cm-1、1031cm-1、868cm-1、812cm-1、747cm-1和 722cm-1，其中指纹区小于 1000cm-1的谱带未在上图 2-2 标出。壳牌-70和双龙-70 除了以上 10 个吸收谱带外，在波数为1686cm-1、1671cm-1处分别还出现了一个新的吸收谱带。 对沥青红外光谱图中的吸收谱带分别进行解析，结果见表 2-2。由表可知，沥青在化学组分的构成上主要为脂肪族化合物、芳香族化合物以及杂原子衍生物。壳牌-70 中出现了明显的 C=O 吸收谱带，双龙-70 沥青中出现了伯酰胺羰基C=O 的伸缩振动吸收谱带，表明沥青在制备过程中即发生了氧化反应。但是由于沥青样品的不同、被氧化的官能团不同，导致红外中的峰值有所区别。 通过对不同沥青红外光谱的红外峰值进行分析，发现大部分沥青所含有的官能团结构相似，但是其组成和含量的不导致不同种类的沥青在物理性能上区别很大，其中壳牌-70 和双龙-70 易于被氧化，在短期加热的制备过程中就出现了 C=O 的官能团，但是对于沥青具体的结构的区分通过简单的外图谱的峰值很难进行细分。进一步对沥青各个官能团的含量进行比较，但是在测试时由于红外光谱受浓度影响较大，测试只能达到半定量，谱线峰面积的绝对含量比较意义不大，需要通过计算相对含量来对官能团的峰面积进行定量的分析。基质沥青的红外光谱图如图7.1所示。图7.1 AS90基质沥青红外光谱图由图7.1可