赤外スペクトル解析のポイント －脂肪族飽和炭化水素（パラフィン）編－

PEにおける結晶性（密度）の違いー高密度PEと低密度PEー

高密度PE（High-Density PE：HDPE）と低密度PE（LowDensity PE：LDPE）は、伸縮性やガス透過性、透明性などに違いがあるため、目的に応じて使い分けられています。
分子構造の観点では、HDPEは側鎖の少ない構造を取っていますが、LDPEは長い側鎖を多く持つため分子が詰まりにくい構造をしています（図6参照）。

また、図7には1,600～1,200 cm^-1におけるHDPEとLDPEの透過法における赤外スペクトル重ね描きを示しました。

LDPEにおけるメチレン基の炭素鎖末端にはメチル基があるため（図6におけるLDPE構造イメージ図の赤点位置）、図7に示したように、HDPEと比較すると微弱ながらメチル基の吸収（図7におけるδ（CH₃））が確認されます。
一方、密度の高いHDPEでは、LDPEと比較するとメチレン基が多く存在しており、CH₂はさみ振動（図7におけるδ（CH₂））が相対的に強く現れます。
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PPにおける分子配向に影響する分子振動モード

化合物の分子配向によって、特定の方向への寸法安定性や強度を持たせることが可能となります。ここで、改めて図5に示したPPの赤外スペクトルを確認すると、1,300～800 cm^-1付近に帰属していないピークが複数あります。これらのピークは、主に複数の分子振動が混成した振動によるものです。これらのピークを化合物の定性に活用するのは難しいですが、振動に方向性を持っているために分子配向を調べることができます。図8にPP製の紐を長軸に垂直な偏光と長軸に平行な偏光で測定した例を示します。
荷造りに使われるPP製の紐は長軸方向の引張りに強いですが、短軸方向には簡単に手で裂くことができるため、長軸方向に分子配向していると予想されます。長軸に平行な偏光で測定した赤外スペクトル（緑線）は、1,304 cm^-1のCH₂縦ゆれ振動とCH₂ひねり振動、1,256 cm^-1の CH₂ひねり振動とC-H変角振動、1,168 cm^-1と841 cm^-1の2箇所に出現するC-C伸縮振動とCH₃横ゆれ振動などが強く検出されます。一方で、長軸に垂直な偏光で測定した赤外スペクトル（オレンジ線）は、899 cm^-1のCH₃横ゆれ振動とCH₂横ゆれ振動、809 cm^-1のC-C伸縮振動とCH₂横ゆれ振動などが強く検出されることがわかります。分子配向に平行な分子振動と垂直な分子振動を知っていると、偏光測定によって分子配向を調べることができます。マクロなスケールの評価だけでなく、赤外顕微測定を組み合わせると面内のミクロなスケールの分子配向を調べることも可能です。