聚酰胺（尼龍，PA，是指分子鏈含有酰胺鍵
的聚合物，一般由二元胺和二元酸縮聚而成，也可由ω-氨基酸或內(nèi)酰胺自聚而成）， 是應(yīng)用極為廣泛的一種工程塑料，被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、電子電器、交通器材、紡織等各大領(lǐng)域。
尼龍種類(lèi)很多，各項(xiàng)物理、化學(xué)性能也不盡相同，在實(shí)際選材過(guò)程中， 對(duì)于鑒別各類(lèi)尼龍就顯得尤為重要。下面將詳細(xì)介紹尼龍的分類(lèi)以及如何通過(guò)紅外、DSC、NMR以及MS等儀器快速識(shí)別各類(lèi)尼龍，讓您在鑒別尼龍時(shí)，不再迷茫。
表1 常見(jiàn)尼龍分類(lèi)及代表物質(zhì)
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尼龍類(lèi)型 |
代表物質(zhì) |
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脂肪族P型 |
PA 3、4、6、7、8、9、11、12 |
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脂肪族MP型 |
66、46、610、1010、1212 |
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半芳香族PA |
尼龍6I、6T、9T、MXD6、透明尼龍 |
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芳香族PA |
芳綸1313、芳綸1414 |
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其他 |
脂環(huán)族PA，含雜環(huán)的PA |
（1）聚酰胺紅外光譜的共同特征（參考圖1-1）：3300cm-1（NH-伸縮振動(dòng)），1635cm-1（酰胺吸收帶Ⅰ），1540cm-1（酰胺吸收帶Ⅱ），1282-1260cm-1（酰胺吸收帶Ⅲ）。在不同聚酰胺中，上述峰位移差別不大，強(qiáng)度較接近，以此可用來(lái)快速確定聚酰胺。
圖1-1 樣品A的紅外譜圖
（2）半芳香族聚酰胺和芳香族聚酰胺在紅外上有明顯苯環(huán)的出峰（1500cm-1），以此可以與脂肪族聚酰胺進(jìn)行區(qū)分（參考圖1-2）。
圖1-2 樣品B的紅外譜圖
（3）脂肪族尼龍?jiān)诨瘜W(xué)上的差別只是由于-（CH2）- 鏈的不同，在熔融溫度以下，不同的聚酰胺結(jié)晶區(qū)域分子間的相互作用不同，其紅外光譜也是有差別的，可用于鑒別。
幾種脂肪族聚酰胺的特征出峰可參考表2：
表2 常見(jiàn)脂肪族聚酰胺的IR特征出峰
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尼龍名稱(chēng) |
特征峰/cm-1 |
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PA6 |
960、930 |
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PA66 |
935 |
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PA11 |
1279、1261、1242、1225 |
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PA12 |
1288、1271、1246、1223 |
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PA610 |
3061、1240、1292 |
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PA612 |
3062、1234、1281 |
然而很多時(shí)候，僅僅通過(guò)紅外還是較難區(qū)別各種尼龍，所以需要運(yùn)用更多的手段去鑒別。
通過(guò)熔點(diǎn)也是快速鑒定尼龍的一種方法，不同的尼龍熔點(diǎn)也有差異，這也反映了不同尼龍耐溫性方面的差異。以圖2樣品C的DSC結(jié)果為例，結(jié)合樣品C的紅外就可以判斷樣品中含有PA6和PA66。
圖2 樣品C的DSC測(cè)試曲線(xiàn)
表3 常見(jiàn)尼龍的合成單體及熔點(diǎn)
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尼龍種類(lèi) |
合成單體 |
熔點(diǎn)/℃ |
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PA6 |
己內(nèi)酰胺 |
220-230 |
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PA66 |
己二胺+己二酸 |
250-260 |
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PA46 |
丁二胺+己二酸 |
290 |
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PA11 |
十一內(nèi)酰胺 |
186 |
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PA12 |
十二內(nèi)酰胺 |
178 |
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PA612 |
己二胺+十二碳二元酸 |
210 |
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PA610 |
癸二酸+己二胺 |
210 |
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PA1010 |
癸二酸+癸二胺 |
200-210 |
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PA6T |
對(duì)苯二甲酸+己二胺 |
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PA9T |
對(duì)苯二甲酸+壬二胺 |
308 |
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PA6I |
間苯二甲酸+己二胺 |
300-310 |
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PA10T |
對(duì)苯二甲酸+癸二胺 |
300-316 |
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PA1313 |
間苯二甲酸+間苯二胺 |
/ |
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PA1414 |
對(duì)苯二甲酸+對(duì)苯二胺 |
/ |
將尼龍?jiān)陔軇┲腥芙夂鬁y(cè)NMR氫譜，位于分子鏈不同官能團(tuán)位置碳上的氫原子有不同的化學(xué)位移。以PA66為例（見(jiàn)圖3），其中3.5ppm處吸收峰歸屬于與氮原子相連的亞甲基質(zhì)子，2.7ppm處吸收峰歸屬于與羰基碳相連的亞甲基質(zhì)子，1.0-2.0ppm處吸收峰歸屬于剩余亞甲基質(zhì)子，不同的聚酰胺，三處的峰面積比例不同，由此可根據(jù)積分面積區(qū)別不同尼龍。
圖3 PA66的NMR譜圖
表4 常見(jiàn)尼龍的NMR積分比例
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尼龍名稱(chēng) |
NMR積分比例 |
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PA6 |
1:1:3 |
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PA66 |
1:1:3 |
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PA46 |
1:1:2 |
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PA11 |
1:1:8 |
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PA12 |
1:1:9 |
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PA610 |
1:1:5 |
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PA612 |
1:1:6 |
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PA1010 |
1:1:7 |
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PA1212 |
1:1:9 |
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PA6T |
1:1:2 |
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PA9T |
2:2:7 |
掌握了以上方法，大部分的單一尼龍都可以輕松搞定了。但如果遇到共混或者多元共聚尼龍，以上方法就顯得力不從心了，這時(shí)候就需要使用“必殺技”MS。
做MS需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行復(fù)雜的前處理，一般是將尼龍從高聚物狀態(tài)水解成二酸和二銨鹽，然后再經(jīng)過(guò)專(zhuān)業(yè)的前處理，送樣測(cè)試。利用MS的特征離子出峰解析聚酰胺的合成單體。如圖4中，114、132體現(xiàn)PA6單體的相關(guān)信息，117、145體現(xiàn)PA66單體的相關(guān)信息。對(duì)于復(fù)雜體系的單體判斷，必要時(shí)也可結(jié)合MS的聯(lián)用技術(shù)，如GC-MS、Py-GCMS等。 
圖4 樣品D的MS譜圖
然而，情況往往都是復(fù)雜的，如果在工業(yè)生產(chǎn)或產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中，需要準(zhǔn)確了解尼龍種類(lèi)，一般可以通過(guò)上述方法實(shí)現(xiàn)，但是遇到兩種甚至多種尼龍共混等復(fù)雜體系的產(chǎn)品時(shí)，這就需要通過(guò)各種物理、化學(xué)手段進(jìn)行處理，結(jié)合各種分析手段進(jìn)行綜合分析。
微譜集團(tuán)簡(jiǎn)介
微譜集團(tuán)（全稱(chēng)：上海微譜化工技術(shù)服務(wù)有限公司）成立于2008年，是一家材料與化學(xué)領(lǐng)域?qū)I(yè)的綜合型科技服務(wù)商。集團(tuán)旗下?lián)碛形⒆V技術(shù)、創(chuàng)化研究院、微析檢測(cè)、微略咨詢(xún)四大核心品牌。 業(yè)務(wù)覆蓋材料、化學(xué)、環(huán)保、食品以及生物醫(yī)藥等多個(gè)領(lǐng)域，針對(duì)企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)、質(zhì)量控制、知識(shí)產(chǎn)權(quán)中遇到的問(wèn)題，可提供配方分析、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、產(chǎn)品檢測(cè)、專(zhuān)利申請(qǐng)等綜合解決方案。 截至2016年9月，集團(tuán)擁有全職員工600余人，精密儀器200余臺(tái)、建立各類(lèi)譜圖數(shù)據(jù)庫(kù)100多萬(wàn)條，實(shí)驗(yàn)室獲CNAS及CMA資質(zhì)。并已與包括眾多500強(qiáng)企業(yè)在內(nèi)的30000多家客戶(hù)建立了合作，服務(wù)地區(qū)覆蓋中國(guó)及多個(gè)海外地區(qū)。
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