一种未知胶粘剂的剖析

李俊平，路晓娟，刘秉爱，程秋霞

（山西北方兴安化学工业有限公司，太原 030008）

一种未知胶粘剂的剖析

李俊平，路晓娟，刘秉爱，程秋霞

（山西北方兴安化学工业有限公司，太原 030008）

采用在高温碱性条件下，将高分子化合物化学降解为小分子化合物后进行分离的方法，对未知物各组分的傅里叶变换红外光谱和色谱–质谱联用的分析谱图进行解析，鉴定了未知物所含的高聚物组分和助剂组分，确定了未知胶粘剂的组成。

红外光谱；胶粘剂；质谱；剖析

胶粘剂是指通过粘结作用，能使被粘物结合在一起的物质，是以高聚物为基础制成的合成材料，除了基体的高分子化合物外，通常还含有许多小分子助剂和一些无机添加剂。

笔者利用红外光谱法和质谱法对应用于某俄制燃气发生器的胶粘剂进行了分析，对其组成进行了鉴定，确定了未知胶粘剂的基本组成，对该燃气发生器的修理应用和胶粘剂的仿制提供了较为充分的依据。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

气相色谱-质谱联用仪：TRACE GC与TRACE MS联用仪，美国菲尼根质谱公司；

红外光谱仪：Mattson Genesis II型，美国热电公司；

工业乙醚；

氢氧化钠溶液：质量分数为50%；

盐酸：ρ=1.19 g／mL。

1.2 GC-MS联用仪工作条件

石英毛细管柱：DB-5MS型（30 m×0.25 mm,0.25μm）；载气：高纯氦气；离子源：EI源；离子源温度：200℃；接口温度：280℃；进样口温度：280℃；质量扫描范围： 30～400 u。

红外光谱仪扫描范围：400～4 000 cm-1。

1.3 样品处理

（1）乙醚提取

样品经乙醚提取后分为两部分，提取液经GC-MS分析，确定其中小分子化合物的成分［1］。

提取残渣利用红外光谱和X衍射作综合分析。

（2）高温降解

样品用NaOH水溶液于150℃降解后，用乙醚萃取，对乙醚萃取液浓缩物进行GC-MS分析；水层经酸化后用乙醚萃取，萃取液用于GC-MS分析［2］。

2 结果与讨论

2.1 未知物的初步鉴定

未知物呈黑色粘稠胶状物，样品经红外光谱分析，图谱如图1所示，图中于1 730 cm-1附近的强峰为酯基的特征吸收峰，1 531，3 384 cm-1峰由N—H震动引起；1 300～1 100 cm-1，1 731 cm-1峰是 RO—C=O的特征峰，以上鉴定结果显示，未知物可能为聚酯型聚氨酯类的高分子化合物［3，4］。

2.2 未知物的分离鉴别

（1）样品的乙醚提取液经GC-MS鉴定，利用NIST库检索，计算机筛选出的标准谱图为六亚甲基二异氰酸酯，在谱图中没有出现分子离子峰，说明该化合物容易裂解为各种不同的碎片离子，m／z126，99，85，56均为烷基异氰酸酯类断裂后形成的特征离子，故初步判断该化合物为六亚甲基二异氰酸酯。图2为六亚甲基二异氰酸酯的标准质谱图与未知物质谱图。

（2）样品经乙醚提取后剩余残渣干燥后用丙酮溶解、离心分离，不溶物经红外光谱仪与X射线衍射仪综合分析为炭黑。

（3）水解产物经GC-MS分析得到的单体物质为：乙酸乙酯、一缩二乙二醇；水解产物经乙醚萃取酸化后得到的化合物为己二酸。图3的质谱图显示一缩二乙二醇没有明显的分子离子峰，这是由于离子化的羟基所引发的反应使得该化合物的分解更加容易，因此从质谱图上看不到分子离子峰。图4、图5分别为水解产物经乙醚萃取后及酸化后的总离子流图，图6为水解并酸化后产物的质谱图，与标准的己二酸质谱图（略）相似度为90%，各碎片离子的形成符合己二酸的裂解机理。

2.3 各化合物可能的裂解机理［5,6］

2.3.1 六亚甲基二异氰酸酯

（1）六亚甲基二异氰酸酯裂解反应一

（2）六亚甲基二异氰酸酯裂解反应二

2.3.2 一缩二乙二醇

2.3.3 己二酸

（1）己二酸裂解反应一

（2）己二酸裂解反应二

3 结论

（1）通过相关资料的查阅，己二酸与一缩二乙二醇是制备聚酯二元醇的主要原材料，六亚甲基二异氰酸酯作为固化剂而存在［7］。

（2）通过对未知物的分离鉴别和光谱、质谱谱图的解析，得知未知物是以酯型聚氨酯为粘合剂，以碳黑为粉末填料的聚酯型粘合剂。由此看来，红外光谱法和质谱法是结构分析的一种十分有效的手段，配合样品的预处理和其它分析技术，能较好完成未知物的剖析。

［1］董炎明.高分子材料实用剖析技术［M］.北京：中国石化出版社，1997: 53–58.

［2］王敬尊，翟慧生.复杂样品的综合分析［M］.北京：化学工业出版社，2000: 297–299.

［3］吴璋光.近代傅立叶变换红外光谱技术及应用［M］.北京：科学技术文献出版社，2000: 426–427.

［4］GB／T 7764-2001 橡胶鉴定 红外光谱法［S］.

［5］陈耀祖,涂亚平.有机质谱原理及应用［M］.北京：科学技术出版社，2000.

［6］McLafferty F W. 质谱解析［M］. 王光辉，姜龙飞，汪聪慧，译 .北京：化学工业出版社，1987.

［7］李少雄，刘益军.聚氨酯胶粘剂［M］.北京：化学工业出版社，1998: 72–73.

Analysis of an Unknow Adhesive

Li Junping, Lu Xiaojuan, Liu Bingai, Cheng Qiuxia
（Shanxi North Xing’an Chemistry Industry Co. Ltd., Tai Yuan 030008, China)

In alkali high temperature conditions, by using the degradation seperation method from high-molecular compound, analyzing Fourier transform infrared spectrogram and spectrogram of GC-MS spectrometer for each composition,high polymer composition and assistant composition of unknown matter were identified and the unknown adhesive composition was confirmed。

infrared spectrometry; adhesive; mass spectrum; analysis

O657.7

A

1008–6145(2012)02–0078-03

10.3969／j.issn.1008–6145.2012.02.024

联系人：李俊平； E-mail: ljp69011853770@sina.com

2011–12–28