傅立葉紅外光譜(ATR)法鑒別尼龍6和尼龍66

（煙臺市產品質量監督檢驗所，國家機動車配件產品質量監督檢驗中心，山東 煙臺 264003）

聚酰胺俗稱尼龍 (Nylon)，簡稱PA[1]。隨著塑料行業的發展，尼龍制品用途日益擴大，用量增加。其中，尼龍6和尼龍66是兩種最為常用的品種。尼龍6為聚己內酰胺，尼龍66為聚己二酰己二胺。尼龍6和尼龍66在性能和應用上基本相似，但尼龍66的熔點較高，耐熱性較好[2]。尼龍6具有熱塑性、輕質、韌性好、耐化學品和耐久性好等特性，一般用于汽車零部件、機械部件、電子電器產品、工程配件等產品。尼龍66則更廣泛應用于汽車工業、儀器殼體以及其它需要有抗沖擊性和高強度要求的產品。

快速鑒別尼龍6和66種類分析方法的重要性日益凸顯。本文采用傅立葉紅外光譜(ATR：Attenuated Total Refraction，衰減全反射）法對尼龍材質進行快速鑒別，為尼龍的材質鑒定提供一種可靠的檢驗依據。試驗證明，傅立葉紅外光譜法（ATR）對于尼龍材質的鑒定具有分析時間短、樣品需求量小、幾乎不破壞樣品、不消耗檢材、快速簡便、分析結果滿意等優點。

1、實驗

1.1 實驗儀器設備

Nicolet 6700型傅立葉紅外光譜儀、水平ATR裝置。

1.2 實驗樣品

兩件尼龍樣品（一號、二號）。

1.3 實驗目的

快速鑒別兩件尼龍樣品的材質。

1.4 實驗步驟

(1)實驗參數設定：掃描范圍設定為4000cm-1～650cm-1，掃描次數設定為32次，分辨率設定為4cm-1，然后掃描一個背景光譜。

(2)將兩件尼龍樣品上用刀切下一塊小薄片，切面平整，平整部分面積最少為2mm，樣品盡量薄，直接置于水平ATR儀鍺晶體表面上，蓋住鍺晶體（直徑2mm）即可，壓平。

(3)每件樣品掃描約1min，即可采集樣品紅外光譜譜圖，如圖1、圖2所示。

(4)紅外光譜譜圖處理。

圖1 一號樣品紅外譜圖Fig 1 Infrared Spectrum of Sample No.1

圖2 二號樣品紅外譜圖 Fig 2 Infrared Spectrum of Sample No.2

2 結果分析

首先，對比聚酰胺（尼龍）紅外光譜圖共同特征圖（圖3），在3300 cm-1左右處有胺基的吸收峰，在2938 cm-1、2867cm-1左右處有亞甲基的吸收峰。在不同品種的聚酰胺中，上述特征峰峰位置相近，都在所列波數3300 cm-1、2938cm-1、2867cm-1附近，且峰的相對強度均相近。且不論是脂肪族還是芳香族聚酰胺的紅外光譜圖，均在1638cm-1處有由C=O伸縮振動引起的酰胺Ⅰ的吸收峰，在1542 cm-1處有N-H變形振動引起的酰胺Ⅱ的吸收峰[3]。對比圖1～圖3，可以確認兩件樣品的材質均為聚酰胺（尼龍）。

圖3 聚酰胺（尼龍）紅外光譜圖共同特征Fig 3 Common Features of Infrared Spectrum of Polyamide (nylon)

進一步分析，不同尼龍品種的區分主要依據為800cm-1～1 400cm-1間弱峰的差別，這些峰與結晶結構有關[4]。從尼龍66紅外標準譜圖（圖4）可以看出: 尼龍66在1 000cm-1～900cm-1范圍內有兩個特征吸收峰，在935 cm-1、901 cm-1附近，其中935cm-1屬于中等強度吸收，901cm-1處是弱吸收，吸收峰強度差別較大。從尼龍6紅外標準譜圖（圖5）可以看出:同樣在1000cm-1～900 cm-1范圍內，尼龍6也有兩個明顯的吸收峰，在959 cm-1、928 cm-1附近，其吸收峰強度差別較小。從以上特征峰可判斷并區別尼龍6和尼龍66。

圖5 尼龍6紅外標準譜圖（出自設備譜圖庫）Fig 5 Infrared Standard Spectrum of Nylon 6 (From equipment spectrum library)

綜合分析圖1～圖5紅外光譜圖，觀察分析其特征峰位置可得：圖1與圖4、圖2與圖5特征譜峰存在的位置整體僅存在微小偏差。由此分析可得，圖1與圖3屬于同一種物質，即一號樣品為尼龍66；圖2與圖5屬于同一種物質，即二號樣品為尼龍6。

3結論

傅立葉紅外光譜法（ATR）具有簡便、靈敏、快速、準確，對產品幾乎無損傷，無需預處理，易實現現場自動化測試等優點[5]。此方法能簡捷準確地鑒別出尼龍材質的種類，為尼龍的材質鑒定提供一種可靠的檢測依據。