2.2.1　環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)的表征方法

（1）紅外光譜分析

紅外光譜是分子振動(dòng)光譜。紅外線的輻射能量遠(yuǎn)小于紫外線，前者只能激發(fā)分子內(nèi)原子核之間振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷，即紅外是通過(guò)測(cè)定這兩種能級(jí)躍遷的信息來(lái)研究分子結(jié)構(gòu)的。紅外波長(zhǎng)為0.75～100μm，分為近紅外、中紅外及遠(yuǎn)紅外。一般所說(shuō)的紅外光譜就是指中紅外光譜，其波數(shù)范圍為4000～400cm^-1。紅外光譜圖的縱坐標(biāo)為線性透光率或線性吸光度，橫坐標(biāo)為光的波數(shù)（單位為cm^-1）。

紅外光譜固體試樣制作方法如下。

①KBr壓片法。這是固體試樣最常用的方法。該法是將約1mg樣品與約100mg干燥的溴化鉀在瑪瑙研缽內(nèi)研細(xì)調(diào)勻，然后壓成幾乎透明的薄片。

②研糊法。將2～5mg樣品放入瑪瑙研缽中，研磨成細(xì)粒，再滴加1～2滴石蠟油進(jìn)一步研磨至均勻的糊狀物，然后將其置于氯化鈉晶片間即可。石蠟油干擾甲基、亞甲基的吸收，故有時(shí)改用氟化煤油或六氯-1，3-丁二烯作分散劑。

③粉末法。將樣品研細(xì)后，懸浮于易揮發(fā)的溶劑中，然后在鹽窗上將溶劑揮發(fā)掉，即可形成均勻的薄層試樣。

紅外光譜液體試樣制作方法如下：將試樣滴于兩片拋光的鹽窗間形成液膜，即可用于測(cè)試。也可用試樣稀溶液代替液體試樣，常用的溶劑是二硫化碳和四氯化碳。但溶劑對(duì)測(cè)定有干擾。

（2）核磁共振光譜分析

核磁共振光譜是用頻率為兆赫數(shù)量級(jí)的、波長(zhǎng)很長(zhǎng)、能量很低的電磁波照射分子，不會(huì)引起振動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷，更不會(huì)引起電子能級(jí)的躍遷，但這種電磁波能與暴露在強(qiáng)磁場(chǎng)中的磁性原子核相互作用，引起磁性的原子核在外磁場(chǎng)中發(fā)生磁能級(jí)的共振躍遷，從而產(chǎn)生吸收信號(hào)。這種原子核對(duì)射頻輻射的吸收稱為核磁共振光譜。根據(jù)核磁共振光譜圖上吸收峰的位置、強(qiáng)度和精細(xì)結(jié)構(gòu)可以研究化合物的分子結(jié)構(gòu)。用于研究有機(jī)物的核磁共振光譜，通常是質(zhì)子和碳13核磁譜，分別表示為¹HNMR和¹³CNMR。¹HNMR譜圖提供的主要信息是：①化學(xué)位移值（δ）——確認(rèn)氫原子所處的化學(xué)及核環(huán)境；②耦合常數(shù)（J）——推斷相鄰氫原子的關(guān)系和結(jié)構(gòu)；③吸收峰面積——確定分子中各類氫原子的數(shù)目比。¹³CNMR對(duì)研究阻燃材料中的碳骨架結(jié)構(gòu)和碳的歸屬十分有用。¹³CNMR與¹HNMR比較，¹³CNMR靈敏度較低，約為¹HNMR的1/6000。但其化學(xué)位移一般可達(dá)300，約為¹HNMR的20倍，因此分辨率較高。還有用¹³CNMR可直接測(cè)定分子骨架，并獲得CO、C≡N和季碳原子等在¹HNMR譜中測(cè)不到的信息。

測(cè)定核磁圖譜的操作方法如下。

測(cè)試試樣應(yīng)有足夠的純度。對(duì)于固體樣品，必須配成溶液測(cè)定（固體核磁除外），內(nèi)標(biāo)（常用TMS）與樣品儀器放在樣品管中。一般制備0.4mL約10%的樣品溶液，加1%～2%TMS。黏度不大的液體樣品測(cè)定時(shí)，將樣品溶液倒入內(nèi)徑4mm的樣品管中，樣品管插入樣品管座內(nèi)。為防止局部磁場(chǎng)不均勻，在測(cè)試時(shí)要將樣品管不停地旋轉(zhuǎn)。

如果樣品很少，可采用容量0.025mL的微量管。若試樣中含有灰塵或順磁性雜質(zhì)，應(yīng)將樣品過(guò)濾。

所用溶劑應(yīng)不含質(zhì)子，沸點(diǎn)低，與樣品不起反應(yīng)，且要有足夠的溶解度。常用氘代溶劑，如D₂O、CDCl₃、CD₃COCD₃、CD₃SOCD₃等。也可采用非氘代溶劑，如CCl₄、CS₂等。值得注意的是，樣品中活潑氫會(huì)被重氫交換，因此這類質(zhì)子的信號(hào)不會(huì)出現(xiàn)。三氟乙酸是一個(gè)很好的溶劑，能溶解很多強(qiáng)極性樣品，但對(duì)含有多羥基的化合物可引起脫水反應(yīng)或其他副反應(yīng)。此外，在不同溶劑中測(cè)定NMR譜時(shí)，信號(hào)位置可能有所移動(dòng)。

由于紫外光譜及質(zhì)譜在阻燃材料結(jié)構(gòu)表征中使用較少，在此未編入。