“百業助劑”聚丙烯酰胺(Polyaeryamide,簡稱 PAM)是一類重要的水溶性高分子聚合物,是很好 的高吸水性樹脂,常用于生產尿不濕[1_3]。尿不濕 由于使用方便,很受消費者歡迎。正因為如此,不少 生產聚丙烯酰胺的廠家,為了牟取不正當利益,向生 產尿不濕的廠家銷售假冒偽劣產品,以致生產出來 的尿不濕不合格,尤其被兒童用后,常發生過敏反 應,對于男孩,甚至影響生殖器官的發育,日后有可 能患不育癥;對于女童,常常侵犯外陰、尿道口等部 位。為了杜絕假冒偽劣尿不濕的生產,有必要在生 產聚丙烯酰胺尿不濕之前,對聚丙烯酰胺原材料進 行早期鑒別。本文對某尿不濕生產廠家提供的聚丙 烯酰胺樣品進行了紅外光譜分析,結果發現,在所提 供的聚丙烯酰胺樣品中,有七個是聚丙烯酰胺的正 品,有兩個是聚丙烯酰胺的偽品,為該廠家選材和退 貨提供了理論依據,挽回了一定的經濟損失。
2實驗部分
2.1實驗儀器
NexuSFTIR(美國 ThermoNieolet 公司)。
2.2樣品及試劑
聚丙烯酰胺樣品九個。溴化鉀壓片法制樣。 溴化鉀粉末(分析純),無水乙醇。
苯、乙醚、酯類、丙酮等有機溶劑及蒸餾水。
2.3溶解性實驗
對聚丙烯酰胺進行有機溶劑及蒸餾水溶解實 驗。
3.1樣品外觀
所有樣品外觀均為白色粉末,易溶于水,幾乎不 溶于苯、乙醚、酯類、丙酮等有機溶劑,其水溶液幾近 透明的粘稠液體。目測無明顯區別。
3.2紅外光譜分析結果
對9個聚丙烯酰胺樣品進行了紅外光譜分析, 得到的譜圖如圖1?圖9所示。
圖1為聚丙烯酰胺樣品1的紅外光譜圖。在圖 1中,3415CHT1處為游離-NH2的特征吸收峰, 3201cm-1為締合-NH2的特征吸收峰,2922CHT1為 亞甲基反對稱伸縮振動的特征吸收峰,2852CHT1為 亞甲基對稱伸縮振動的特征吸收峰,l^TcnT1處為 幾基的特征吸收峰,對應于酰胺I (C = 0伸縮振 動hieUcuT1處為酰胺n(N-H彎曲振動)的特征 峰,1454CDT1處為亞甲基變形的特征吸收峰,
S5 o 5 5 5 4
1561CIIT1為仲酰胺N-H彎曲振動,陽離子化之后, 該峰強度明顯增大,表明聚丙烯酰胺N-H已經被 N-R取代,1182CHT1和1119COT1處吸收峰在陽離 子化產物譜圖中表現明顯,與C-N伸縮振動有關, 說明樣品1為陽離子聚丙烯酰胺,査找標準紅外圖 譜,發現上述特征吸收峰與聚丙烯酰胺的標準紅外 圖譜基本吻合,因此判斷聚丙烯酰胺樣品1是純品。
圖2為聚丙烯酰胺樣品2的紅外光譜圖。在圖 2中,34160TT1處為游離-NH2的特征吸收峰, 3211CHT1為締合-NH2的特征吸收峰,2926CHT1為 亞甲基反對稱伸縮振動的特征吸收峰,28550TT1為 亞甲基對稱伸縮振動的特征吸收峰,1665CIXT1處為 親基的特征吸收峰,對應于酰胺I (C=0伸縮振 動hlSZOcnT1處為酰胺n(N_H彎曲振動)的特征 峰,1453cm-1處為亞甲基變形的特征吸收峰, 1561cm—1為仲酰胺N-H彎曲振動,陽離子化之后, 該峰強度明顯增大,表明聚丙烯酰胺N-H已經被 N-R取代,1174cm—1和1119CHT1處吸收峰在陽離 子化產物譜圖中表現明顯,與C-N伸縮振動有關, 說明樣品2為陽離子聚丙烯酰胺,査找標準紅外圖 譜,發現上述特征吸收峰與聚丙烯酰胺的標準紅外 圖譜基本吻合,因此判斷聚丙烯酰胺樣品2是純品。
圖3為聚丙烯酰胺樣品3的紅外光譜圖,在圖 3中,SWTcnr1處為游離-NH2的特征吸收峰, 3205cm—1為締合-NH2的特征吸收峰,2933CHT1 為亞甲基反對稱伸縮振動的特征吸收峰,2855cm-1 為亞甲基對稱伸縮振動的特征吸收峰,leTOcnr1處 為羰基的特征吸收峰,對應于酰胺I (C=0伸縮振 動hlSMcrrT1處為酰胺n(N-H彎曲振動)的特征 峰,1453CHT1處為亞甲基變形的特征吸收峰, 1561CJTT1為仲酰胺N-H彎曲振動,陽離子化之后, 該峰強度明顯增大,表明聚丙烯酰胺N-H已經被 N-R取代,1182CHT1和1120CHT1處吸收峰在陽離 子化產物譜圖中表現明顯,與C-N伸縮振動有關, 說明樣品3為陽離子聚丙烯酰胺,査找標準紅外圖 譜,發現上述特征吸收峰與聚丙烯酰胺的標準紅外 圖譜基本吻合,因此判斷聚丙烯酰胺樣品3是純品。
100 r
90 ->v
80 ■ I/\
圖3聚丙烯酰胺樣品3的紅外光譜圖
圖4為聚丙烯酰胺樣品4的紅外光譜圖。在圖 4中,3420COT1處為游離-NH2的特征吸收峰, 3195cm-1為締合-NH2的特征吸收峰,2928CHT1 為亞甲基反對稱伸縮振動的特征吸收峰,2854CHT1 為亞甲基對稱伸縮振動的特征吸收峰,16640IT1處 為羰基的特征吸收峰,對應于酰胺I (C = 0伸縮振 動),1611cm-1處為酰胺n(N-H彎曲振動)的特征 峰,USknT1處為亞甲基變形的特征吸收峰, llSknT1和1122CDT1處吸收峰在陽離子化產物譜 圖中表現明顯,與C-N伸縮振動有關,說明樣品4 為陽離子聚丙烯酰胺,査找標準紅外圖譜,發現上述 特征吸收峰與聚丙烯酰胺的標準紅外圖譜基本吻 合,因此判斷聚丙烯酰胺樣品4是純品。
1001^ A 90 - \\
圖5為聚丙烯酰胺樣品5的紅外光譜圖。在圖 5中,SlZScnT1處為游離-NH2的特征吸收峰, 3201cm—1為締合-NHZ的特征吸收峰,2928CHT1為 亞甲基反對稱伸縮振動的特征吸收峰,2863CHT1為 亞甲基對稱伸縮振動的特征吸收峰,1661CHT1處為 簾基的特征吸收峰,對應于酰胺I (C=0伸縮振 動),1614cm-1處為酰胺IKN-H彎曲振動)的特征 峰,1453C1XT1處為亞甲基變形的特征吸收峰, llSAcnT1和11220IT1處吸收峰在陽離子化產物譜 圖中表現明顯,與C-N伸縮振動有關,說明樣品5 為陽離子聚丙烯酰胺,查找標準紅外圖譜,發現上述 特征吸收峰與聚丙烯酰胺的標準紅外圖譜基本吻 合,因此判斷聚丙烯酰胺樣品5是純品。
圖6為聚丙烯酰胺樣品6的紅外光譜圖。在圖 6中,3417cm 1處為游離-NH2的特征吸收峰, 3208cm-1為締合-NH2的特征吸收峰,292801^為 亞甲基反對稱伸縮振動的特征吸收峰,ZSSScnT1為 亞甲基對稱伸縮振動的特征吸收峰,16670TT1處為 幾基的特征吸收峰,對應于酰胺I (C = 0伸縮振 動^WlScnT1處為酰胺D(N-H彎曲振動)的特征 峰,MS&rrT1處為亞甲基變形的特征吸收峰, 1560cm-1為仲酰胺N-H彎曲振動,陽離子化之后, 該峰強度明顯增大,表明聚丙烯酰胺N-H已經被 N-R取代,1167cm-1和1126cm-1處吸收峰在陽離 子化產物譜圖中表現明顯,與C-N伸縮振動有關, 說明樣品6為陽離子聚丙烯酰胺,査找標準紅外圖 譜,發現上述特征吸收峰與聚丙烯酰胺的標準紅外
圖譜基本吻合,因此判斷聚丙烯酰胺樣品6是純品。 60「
圖7為聚丙烯酰胺樣品7的紅外光譜圖。在圖 7中,3426CHT1處為游離-NH2的特征吸收峰, 3205cm—1為締合-NH2的特征吸收峰,2924cm—1為 亞甲基反對稱伸縮振動的特征吸收峰,〖SSSorT1為 亞甲基對稱伸縮振動的特征吸收峰,1659 cnT1處為 壤基的特征吸收峰,對應于酰胺I (C = 0伸縮振 動hlSWcnT1處為酰胺U(N-H彎曲振動)的特征 峰,1453cm-1處為亞甲基變形的特征吸收峰, 1179CHT1和lWScttT1處吸收峰在陽離子化產物譜 圖中表現明顯,與C-N伸縮振動有關,說明樣品7 為陽離子聚丙烯酰胺,查找標準紅外圖譜,發現上述 特征吸收峰與聚丙烯酰胺的標準紅外圖譜基本吻
L
u C
合,因此判斷聚丙烯酰胺樣品7是純品。
100 r
圖8為聚丙烯酰胺樣品8的紅外光譜圖。在圖 8中,3350〇1^處為游離-NH2的特征吸收峰, SWScnT1為締合-NH2的特征吸收峰,2931CHT1 為亞甲基反對稱伸縮振動的特征吸收峰,〖SSScnT1 為亞甲基對稱伸縮振動的特征吸收峰,166301^*處 為羰基的特征吸收峰,對應于酰胺I (C=0伸縮振 動),處為酰胺n (N-H彎曲振動)的特 征峰,1452CHT1處為亞甲基變形的特征吸收峰, 1127cm-1處吸收峰在陽離子化產物譜圖中表現明 顯,與C-N伸縮振動有關,說明樣品8為陽離子聚 丙烯酰胺,查找標準紅外圖譜,發現上述特征吸收峰 與聚丙烯酰胺的標準紅外圖譜基本吻合,但有很多 雜質峰,說明樣品8是摻雜了雜質的聚丙烯酰胺,因 此我們認為聚丙烯酰胺樣品8是偽品,其雜質成分 尚在探討之中。
100?^.A
圖9為聚丙烯酰胺樣品9的紅外光譜圖。在圖 9中,34220IT1處為游離-NH2的特征吸收峰, 3200cm-1為締合-NH2的特征吸收峰,2939cm—1 為亞甲基反對稱伸縮振動的特征吸收峰,2856CHT1 為亞甲基對稱伸縮振動的特征吸收峰,1662cm-1處 為羰基的特征吸收峰,對應于酰胺I (C=0伸縮振 動),1616cm-1處為酰胺D(N-H彎曲振動)的特 征峰.MSScnT1處為亞甲基變形的特征吸收峰, 1129CHT1處吸收峰在陽離子化產物譜圖中表現明 顯,與C-N伸縮振動有關,査找標準紅外圖譜,發 現上述特征吸收峰與聚丙烯酰胺的標準紅外圖譜基 本吻合,但含有無水硫酸鈉的特征吸收峰1129CHT1 (此峰與聚丙烯酰胺重疊)1638CHT1 J17C1XT1,說明 樣品中摻雜了無水硫酸鈉,因此我們認為聚丙烯釀 胺樣品9是偽品。
為了驗證無水硫酸鈉的存在,將樣品9在 600 °C鍛燒,得到白色粉末,對白色粉末進行紅外光 譜測試,得到圖10。在圖10中,其特征吸收峰 1127CHT1 JSScnT1、616cm-1與無水芒硝(無水硫酸 鈉)的圖譜完全一致[4],進一步說明樣品9摻雜了無 水硫酸鈉,樣品9是聚丙烯酰胺的偽品。
由以上可看出,真品只含有聚丙烯酰胺,偽品除 含有聚丙烯酰胺外,還含有雜質,這些雜質對人的身 體有很大的影響,所以我們一定要選擇聚丙烯酰胺 的純品做尿不濕。
另外,從圖1、圖2、圖3可看出,3張譜圖基本 一致,基本判斷為一個生產廠家的產品,事實上,它 們的確是一個生產廠家3批產品;從圖4、圖5可看出,兩張譜圖基本一致,也基本判斷為一個生產廠家 的產品,事實上,它們的確是一個生產廠家兩批產 品。
我們分析的只是聚丙烯酰胺的原料,就發現有 偽品,聚丙烯酰胺的尿不濕又如何呢?聚丙烯酰胺 的尿不濕是一個更復雜的體系,更容易做成偽品,因 此,下一步,我們打算對聚丙烯酰胺的尿不濕進行分 析鑒別。為保障消費者的權益,有關部門應該從尿 不濕使用的原材料上嚴格把關。