Caracterização de Polímeros: Infravermelho

com Transformada de Fourier (FT-IR)

Prof. Dr. Fábio Herbst Florenzano

Infravermelho

• Técnica espectroscópica• Absorção de radiação eletromagnética• Energia na região das transições vibracionais (ν~5000nm)• Também são quantizadas• Só são ativas aquelas vibrações que levam à mudança no momento

de dipolo das ligações (as que não mudam o momento de dipolo são ativas na técnica conhecida por espectroscopia Raman)

FIR, MIR e NIR

• O Mid infrared (MIR) é a faixa mais usada para a caracterização de polímeros e outras moléculas orgânicas• O Near Infrared (NIR) está sendo bastante usado na atualidade para o

monitoramento de processos industriais, inclusive polimerizações, combinada com princípios de quimiometria• O Far Infrared (FIR) é pouco utilizada• Em todas elas costuma-se usar o número de onda (1/λ em cm-1) para

determinar a frequência de absorção

Tipos de vibração

• Link para o IRTutor

FT-IR: Instrumentação

Região da carbonila

Exemplos de Espectro

• Link para o IRTutor

Refletância Total Atenuada (ATR)

• Um acessório muito útil para o estudo de polímeros por FTIR é a ATR• Por meio dessa técnica é possível usar o material no estado sólido• Usa o princípio da onda evanescente• Um cristal de alto índice de refração é colocado em contato com a

amostra, com a seguinte montagem

Um esquema de ATR horizontal

Preparação da amostra

• Pastilha de KBr• A amostra, se sólida, é triturada separadamente e misturada a KBr seco que,

após prensagem, forma uma pastilha, através da qual passará a radiação• Umidade é crítica (absorção da água)• Trituração e mistura também são importantes

• ATR• A princípio nenhuma preparação é necessária, apenas uma superfície lisa• O contato com o cristal é importante

• Outras• Óleo mineral, etc...

Exemplos da aplicação de FTIR - identificação

Espectro FTIR de uma fibra acrílica

Nylon 6,6

Algodão

Outras aplicações do FT-IR na área de polímeros• Confirmação de transformações químicas• Funcionalizações, esterificações, etc.• Modificação da estrutura química por oxidação, por exemplo

• Presença de aditivos• Plastificantes• Antioxidantes• Outros

• Na síntese de novos materiais poliméricos