尼龙分类及鉴定方法

T100186

2018/07/03
微谱技术团队

私聊

元素分析综合讨论

聚酰胺（尼龙，PA）是指分子链含有酰胺键

的聚合物，一般由二元胺和二元酸缩聚而成，也可由ω-氨基酸或内酰胺自聚而成。
Ø 常见尼龙分类及名称：

尼龙类型

代表物质

脂肪族P型

PA 3、4、6、7、8、9、11、12

脂肪族MP型

66、46、610、1010、1212

半芳香族PA

尼龙6I、6T、9T、MXD6、透明尼龙

芳香族PA

芳纶1313、芳纶1414

其他

脂环族PA，含杂环的PA

Ø 众多尼龙依靠什么来区分呢？
1.利用红外光谱区分不同的尼龙
（1）聚酰胺红外光谱的共同特征：3300cm^-1（NH-伸缩振动），1640cm^-1（酰胺吸收带Ⅰ），1560cm^-1（酰胺吸收带Ⅰ）。在不同聚酰胺中，上述峰位移不大，强度较接近，以此可用来快速确定聚酰胺。

（2）半芳香族聚酰胺和芳香族聚酰胺在红外上有明显苯环的出峰（1500cm^-1），以此可以与脂肪族聚酰胺进行区分。

脂肪族尼龙在化学上的差别只是由于-（CH2）- 链的不同，在熔融温度以下，不同的聚酰胺结晶区域分子间的相互作用不同，其红外光谱是由差别的，可用于鉴别。
几种脂肪族聚酰胺的特征出峰：

表1 常见脂肪族聚酰胺的IR特征出峰

尼龙名称	特征峰/cm^-1
PA6	960、930
PA66	935、906
PA11	1279、1261、1242、1225
PA12	1288、1271、1246、1223
PA610	3061、1240、1292
PA612	3062、1234、1281

然而很多时候，非专业人士依靠红外还是无法区别各种尼龙。所以需要运用更多的手段去鉴别。
2.利用DSC测熔点可以区分大部分尼龙。

表2 常见尼龙的合成单体及熔点

尼龙种类	合成单体	熔点/℃
PA6	己内酰胺	220
PA66	己二胺+己二酸	260
PA46	丁二胺+己二酸	290
PA11	十一内酰胺	186
PA12	十二内酰胺	178
PA612	己二胺+十二碳二元酸	218
PA610	癸二酸+己二胺	210
PA1010	癸二酸+癸二胺	200-210
PA6T	对苯二甲酸+己二胺	370
PA9T	对苯二甲酸+壬二胺	308
PA10T	对苯二甲酸+癸二胺	300-316
PA1313	间苯二甲酰氯+间苯二胺	/
PA1414	对苯二甲酸+对苯二胺	/

3. NMR
将尼龙在氘代溶剂中溶解后测NMR氢谱，位于分子链不同官能团位置碳上的氢原子有不同的化学位移，其中3.5ppm处吸收峰归属于与氮原子相连的亚甲基质子，2.7ppm处吸收峰归属于与羰基碳相连的亚甲基质子，1.0-2.0ppm处吸收峰归属于剩余亚甲基质子，不同的聚酰胺，三处的峰面积比例不同，由此可根据积分面积区别不同尼龙。

表3 常见尼龙的NMR积分比例

尼龙名称	NMR积分比例
PA6	1:1:3
PA66	1:1:3
PA46	1:1:2
PA11	1:1:8
PA12	1:1:9
PA610	1:1:5
PA612	1:1:6
PA1010	1:1:7
PA1212	1:1:9
PA6T	1:1:2
PA9T	2:2:7

尽管方法看似很多了，但是上述方法只能对付一些简单的产品，对于共混或者多元共聚尼龙，以上方法就显得力不从心了。这时候我们就需要必杀技MS。
4.MS
做MS需要对产品进行复杂的前处理，一般是将尼龙从高聚物状态水解成二酸和二铵盐，然后再经过专业的前处理，送样测试。利用MS的特征离子出峰解析聚酰胺的合成单体。如下图中，114、132体现PA6单体的相关信息，117、145体现PA66单体的相关信息。对于复杂体系的单体判断，必要时也可结合MS的联用技术，如GC-MS、Py-GCMS等。