熱裂解法與衰減全反射法用于紅外光譜鑒別橡膠時的比較

詹宇杰

（重慶市食品藥品檢驗所·重慶市藥物過程與質量控制工程技術研究中心，重慶 401121）

在藥品包裝材料檢驗中，對橡膠的定性分析常采用紅外光譜法。按照國家食品藥品監督管理總局國家藥品包裝容器（材料）標準（試行）中的規定[1]，包裝材料紅外光譜測定法中收載的第三法為熱裂解法，第四法為衰減全反射法（ATR法），且標準中指明這2種方法均適合于橡膠產品的紅外光譜測定。筆者分別用2種方法對國內幾家橡膠廠的橡膠樣品進行測定，得到的紅外光圖譜存在較大差異。現將對比研究結果報道如下。

1 材料與儀器

1.1 材料

丁基橡膠原料（樣品編號1，來源于某橡膠廠）；注射液用鹵化丁基橡膠塞（樣品編號2，江蘇博生橡膠有限公司，批號為12072672；樣品編號3，重慶市涪陵三海蘭陵有限責任公司，批號為 121151178－38；樣品編號4，盛州橡塑膠＜蘇州＞有限公司，批號為13062401；樣品編號5，Datwyler公司，批號為1206063；樣品編號6，江蘇華蘭藥用新材料股份有限公司，批號為0910114－62）。

1.2 儀器

AVATAR 370型FT－IR傅里葉變換紅外分光光度計（美國Nicolet公司），分辨率為 4 cm－1，附件 ATR[硒化鋅（ZnSe）晶片]。

2 方法與結果

2.1 衰減全反射法（ATR法）

按照國家食品藥品監督管理總局國家藥品包裝容器（材料）標準（試行）YBB00262004第四法測定[1]：取表面清潔平整的樣品適量，將其緊壓在 ATR附件所使用的晶片[硒化鋅（ZnSe）]上，背景掃描次數32次，樣品采集次數32次，通過反射直接錄制紅外光譜。

2.2 熱裂解法

按照國家食品藥品監督管理局國家藥品包裝容器（材料）標準（試行）YBB00262004第三法[1]測定：取2種橡膠，分別切成小塊，置試管底部，然后用試管夾水平地將試管移到酒精燈上加熱。當出現裂解產物冷凝在試管壁前端時，用毛細管取裂解物涂在溴化鉀晶片上，經紅外燈干燥去除可能存在的水分后，立刻通過透射錄制紅外光譜。

2.3 試驗結果

結果見圖1至圖3。與橡膠標準圖譜（圖1）[2]比較，ATR法所得圖譜具有橡膠的1 370 cm－1及1 390 cm－12個特征吸收峰；熱裂解法所得圖譜具有關于橡膠的1 370，1 390，885 cm－13個特征吸收峰，更接近標準圖譜。

圖1 橡膠標準圖譜

圖3 熱裂解法所得橡膠圖譜

3 討論

丁基橡膠的主要特征吸收峰有波數1 370，1 390，885 cm－1均應有強的峰強度[2]。本試驗結果顯示，裂解法所得圖譜吸收峰在這3個位置均有強吸收；ATR法所得圖譜吸收峰在1 000 cm－1左右是塌陷的，且無法檢測到885 cm－1（此位置本應有橡膠的特征峰）；橡膠原料和幾個廠家膠塞的圖譜都基本一致。

由于FTIR傅里葉變換紅外分光光度計具有高能量輸出功能，并配有高靈敏度檢測器，因而近年來ATR法被廣泛用于橡膠及其助劑的分析。ATR法是一種較新的分析方法，可測試常規透過法不能測試的樣品，不需試樣制備即能直接分析表面涂層和難以制樣的材料，比傳統測試方法方便、制樣快。ATR法原理與傳統方法有點區別，其利用光的全反射中衰減時的信號變化進行測量，不易得到理想的圖譜。ATR法雖然相對簡便，但從以上藥品包裝材料丁基橡膠的ATR法所得紅外光譜圖中可見，特征吸收峰少，會給鑒別判斷帶來困難，實際工作中應謹慎應用。

熱裂解法是通過熱裂解制樣的常規方法，所需試樣量少，能得到理想的圖譜，已廣泛應用于橡膠的分析鑒定中，被許多國家列為鑒定高分子物質的標準測試方法。但該方法需要熱裂解制樣，較ATR法繁雜、耗時。熱裂解法所得樣品紅外光譜圖的特征吸收峰個數與標準圖譜一致，雖然相對ATR法費時、操作麻煩，但能準確鑒別。特別是當采用其他方法鑒別遇到困惑時或進行仲裁檢驗時，采用熱裂解法更合適。

參考文獻：

[1] 國家食品藥品監督管理局.直接接觸藥品的包裝材料和容器標準匯編（第五輯）[M].北京：中國標準出版社，2005：157－159.

[2] GB/T 7764－2001，中華人民共和國國家標準·橡膠鑒定·紅外光譜法[S].