聚酯型胶粘剂的成分分析

杨云翠;李俊平;路晓娟

【摘 要】高温碱性条件下,利用化学降解方法将高分子化合物分离成小分子化合物。采用红外光谱分析和质谱法,对各组分傅立叶变换红外光谱和色谱/质谱联用的分析谱图进行解析,确定了胶粘剂中高聚物和助剂成分。结果表明,该胶粘剂是以聚酯型聚氨酯为黏合剂、炭黑为粉末填料的聚酯型胶粘剂。%Under alkali and high temperature conditions,the high-molecular compound was separated into small molecular compound by degradation separation method.The fourier transform infrared spectrogram and spectrogram of chroma-mass spectrometer were used to analyze each composition.The high polymer and assistant compositions of the unknown adhesive were identified.The results showed that the unknown adhesive was polyester adhesive usinge as adhesive and carbon black as filler. 【期刊名称】《山西化工》 【年(卷),期】2011(031)006 【总页数】5页(P32-36)

【关键词】胶粘剂;红外光谱;质谱;成分分析 【作 者】杨云翠;李俊平;路晓娟

【作者单位】山西省高分子材料研究及检测重点实验室,山西太原030024;山西北方兴安化学工业有限公司,山西太原030008;山西北方兴安化学工业有限公司,山西太原030008

【正文语种】中 文 【中图分类】TQ433.9 引言

胶粘剂也称黏合剂，是一种具有优良黏合性能和界面浸润性能的高分子物质，它通过物理与化学作用将不同的材料粘接在一起。胶粘剂通常是以高聚物为基础制成的合成材料，除了基体为高分子聚合物外，还需添加许多小分子助剂和一些无机添加剂。

本文利用红外光谱分析和质谱法对应用于某俄制燃气发生器的胶粘剂进行了研究，对其组成进行了分析鉴定，确定了该胶粘剂的基本组成，为该燃气发生器的修理应用和胶粘剂的模仿研究提供了较为充分的依据。 1 实验部分 1.1 主要仪器

红外光谱仪，GenesisⅡ，美国Mattson;气质联用仪，TRACE GC/MS，美国Thermo Finnigan;X射线衍射仪，D8 ADVANCE，德国BRUKER。 1.2 实验试剂

乙醚，工业级，自制;NaOH、盐酸，分析纯，天津市化学试剂三厂。 1.3 实验条件

红外光谱仪，扫描范围400 cm-1～4 000 cm-1。GC/MS联用仪，DB-5MS石英毛细管柱，30 m× 0.25 mm×0.25 μm;载气，高纯氦气;离子源，EI源，离子源温度，200℃;接口温度，280℃;进样口温度，280℃;质量扫描范围30 amu～400 amu。 1.4 样品处理

1.4.1 原样的乙醚提取

对原样分别进行红外光谱扫描和用乙醚提取后的GC/MS分析，见图1。 图1 原样的乙醚提取处理

1.4.2 样品的高温水解处理［1，2］

根据文献资料确定第33页图2方案，对样品进行高温水解处理。 2 结果与讨论 2.1 胶粘剂的初步鉴定 图2 原样的高温水解处理

该胶粘剂外观呈黑色，为黏稠胶状物，第33页图3为其红外光谱图。红外光谱分析［3，4］可知，在1 730 cm-1附近的强峰为酯基的特征吸收峰，经检索为聚氨酯胶粘剂。图3中，3 384 cm-1、1 531 cm-1是N—H振动特征峰，1 731 cm-1、1 300 cm-1～1 100 cm-1是RO—C═O的特征峰。初步鉴定，该胶粘剂可能为聚酯型聚氨酯的高分子化合物。 2.2 胶粘剂的分离鉴别 2.2.1 原样的分离鉴别

原样的乙醚提取液A经GC/MS分析鉴别，得到的单体物质为六亚甲基二异氰酸酯。图4为标准六亚甲基二异氰酸酯的质谱图与该胶粘剂谱图的比较。 图3 原样红外光谱图

图4 标准六亚甲基二异氰酸酯与未知胶粘剂的质谱比较图

由图4看出，未知胶粘剂与标准六亚甲基二异氰酸酯有相同的质量碎片(m/z)99、85、69、56、41。

六亚甲基二异氰酸酯可能的裂解机理如第34页图5［5，6］。

原样的乙醚提取残渣B，经干燥、丙酮溶解后离心分离，不溶物经红外光谱与X衍射综合分析，鉴别为炭黑。

2.2.2 化学降解分离 2.2.2.1 多元醇的分析

将原样高温水解产物进行GC/MS分析，确定得到的单体物质分别为乙酸乙酯和一缩二乙二醇。图6为水解产物酸化后得到的一缩二乙二醇的总离子流图和质谱图。 图5 六亚甲基二异氰酸酯的裂解机理 图6 一缩二乙二醇的总离子流图和质谱图

由图6看出，水解产物酸化后得到的物质的质量碎片(m/z)有75、45、31等，其裂解形成机理如第35页图7［5，6］。 2.2.2.2 多元酸的分析

化学降解后的多元酸物质由质谱确定为己二酸，其水解产物酸化后得到的总离子流图和质谱图如图8。

图7 一缩二乙二醇的裂解机理

由图8看出，水解产物酸化后得到的物质的质量碎片(m/z)有128、100、45、27等，其裂解形成机理如图9［5，6］。 图8 己二酸的总离子流图和质谱图 图9 己二酸的裂解机理 3 结论

1)通过对未知物的分离鉴别和光谱、质谱的解析，得到该未知胶粘剂是以聚酯型聚氨酯为黏合剂、炭黑为粉末填料的聚酯型胶粘剂。

2)红外光谱法和质谱法是结构分析的一种十分有效的手段，配合样品的预处理和其他分析技术，能较好地完成对未知物的成分分析。 参考文献:

［1］ 王敬尊，翟慧生.复杂样品的综合分析［M］.北京:化学工业出版社，2000:297-299.

［2］ 董炎明.高分子材料实用剖析技术［M］.北京:中国石化出版社，1997:53-58. ［3］ 吴瑾光.近代傅立叶变换红外光谱技术及应用［M］.北京:科学技术文献出版社，2000:426-427.

［4］ 中橡集团沈阳橡胶研究设计院.GB/T7764-2001橡胶鉴定:红外光谱法［S］.北京:中国标准出版社，2001.

［5］ 陈耀祖，涂亚平.有机质谱原理及应用［M］.北京:科学技术出版社，2000:134-154.

［6］ Mclafferty F W.质谱解析［M］.汪聪慧译.北京:化学工业出版社，1987:205-255.