Espectros de infrarrojo cercano de poliestireno, poli(metacrilato de metilo) y policarbonato

Near-Infrared Spectra of Polystyrene, Poly(Methyl Methacrylate) and Polycarbonate

Se han estudiado los espectros de infrarrojo cercano (NIR) de los polímeros amorfos poliestireno (PS), poli(metacrilato de metilo) (PMMA) y policarbonato (PC). La asignación tentativa de las frecuencias de armónicos y de combinación se realiza utilizando los cálculos de ajuste de curvas y la teoría del modo local. La corrección de anarmonicidad y la frecuencia mecánica se determinaron a partir de un gráfico de Birge-Sponer. Una asignación provisional de la frecuencia de armónicos extensibles de los grupos funcionales CH₂ y CH de PS; Se han elaborado los grupos funcionales CH₃ y CO de PMMA y los grupos funcionales CH, CH₃ y CO de PC. Se obtuvo una corrección de anarmonicidad de 57 y 58 cm^-1 para los modos de estiramiento CH₂ y CH de PS; 59 y 9 cm^-1 para los modos de estiramiento CH₃ y CO de PMMA y 53, 59 y 10 cm^-1 para los modos de estiramiento CH, CH₃ y CO de PC, respectivamente.

INTRODUCCIÓN

En contraste con el número de investigaciones científicas dirigidas a obtener aplicaciones prácticas de la espectroscopia NIR (12.000 a 4.000 cm-1) para analizar las propiedades físicas, químicas, de control de procesos y de calidad de los sistemas poliméricos[16], los estudios que proporcionan la base para correlacionar el espectro NIR con una propiedad deseada han quedado relegados a un segundo plano y no se han investigado en la misma medida que la región espectral del infrarrojo medio[7,8].

Esto se debe en parte a las dificultades experimentales, en parte a la complejidad de la interpretación del espectro NIR y muy probablemente también al hecho de que el uso de la espectroscopia NIR en materiales poliméricos no se encuentra en una fase avanzada. Sin embargo, debido a los avances instrumentales y matemáticos que se produjeron principalmente en la década de 1980, se han realizado algunas asignaciones basadas en la teoría de los modos locales del espectro NIR, aunque empíricas, para algunos polímeros estudiados en disolución[9,10].

La teoría de los modos normales, utilizada por los espectroscopistas para analizar los espectros vibracionales, considera que, en las moléculas poliatómicas, la vibración de los átomos a determinadas frecuencias está formada por modos vibracionales de deformación angular, estiramiento simétrico y asimétrico, y otros tipos de modos vibracionales que se consideran movimientos vibracionales naturales de las moléculas poliatómicas y que estos movimientos vibracionales siguen una ley de potencia armónica. La aproximación armónica es válida para amplitudes vibratorias infinitesimales en torno a la posición de equilibrio. Sin embargo, para amplitudes finitas (movimientos vibracionales anarmónicos), la teoría de los modos normales y las coordenadas normales asociadas encuentran dificultades para describir las transiciones vibracionales de alta energía.