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光谱学与光谱分析990311 光谱学与光谱分析 GUANG PU XUE YU GUANG PU FEN XI 1999年　第3期 第19卷　No.3　Vol.19　 1999 磺化聚苯乙烯(SPS)及其离聚物的光谱特性 李 谷 席世平 刘振兴 黄月娥 摘　要　聚苯乙烯磺化及离子化后其红外光谱产生一系列特征变化，磺化度不同的聚 苯乙烯其 磺酸基团伸缩振动强度不同。磺化度的提高会引起磺化聚苯乙烯(SPS)红外光谱的分 裂。SPS的 离子化使得磺酸基团的对称性被破坏，1 200 cm-1附近磺酸阴离子－S＝O基团的非对称 伸缩振 动吸收峰发生分裂，随着离子化引入的金属离子的不同，峰的分裂形态也不同。此外 本文还就 磺化聚苯乙烯及其离聚体的二氯甲烷溶液的荧光发射光谱进行了讨论，结果表明，磺 化程度和 离子化对聚合物的荧光发射峰的强度和位置都有一定影响。 主题词　磺化聚苯乙烯(SPS)，　离聚物，　荧光发射光谱，　激基缔合物 Ionomers Gu LI,Shiping XI,Zhenxing LIU and Yuee HUANG 　　Abstract 　　Keywords Excimer 光谱学与光谱分析990311 　　聚苯乙烯是一非极性通用高分子材料，和极性高聚物共混时相容性差。为了增进 其与极性 高分子材料共混体系的相容性，在聚苯乙烯分子链上引入少量的极性磺酸及磺酸盐基 团，以期 通过分子链间偶极-偶极，离子-偶极相互作用改善共混体系的相容性，从而得到综合性 能优良 的新型复合材料。聚苯乙烯磺化及形成锌、镧离聚物后，由于极性基团的引入，产物 的红外光 谱与荧光发射光谱都出现一些有规律的特征变化。本工作着重研究了磺化聚苯乙烯及 其离聚物 的红外光谱及荧光发射光谱与磺化度及离子化的关系。反之，也可将这些光谱特征作 为低磺化 度聚苯乙烯及其离聚物合成的判据。 1　实验部分 1.1　磺化聚苯乙烯及其离聚物的合成 　　将纯化后的PS溶于三氯甲烷溶剂中，控制温度及PS浓度在一定范围，以利于搅拌 和反应的 均匀进行，用乙酰硫酸为磺化试剂［1］，制得系列磺化度不同的产物，纯化及测得准 确磺化 度后，分别用过量20%的水合Zn(Ac)2及LaCl3，将其离子化，得白色磺化聚苯乙烯锌、 镧离聚 物。 1.2　测试 　　1　红外光谱：将合成的磺化聚苯乙烯及其离聚物真空干燥至恒重，于15.0 MPa 下，熔融 压膜，室温自然冷却，得红外样品。使用NICOLET-205型傅里叶变换红外光谱仪，空 气为背景， 测定红外光谱。 2 荧光发射光谱：用二氯甲烷为溶剂，将干燥至恒重的试样，配成准确浓度的溶液， 待测 荧光发射光谱。使用FDU-3，DR-15，RF-5000，SHIMADZU荧光光谱仪，测定溶液荧 光发射光谱。 测试条件：c=1.0×10-3 g/mL，狭缝宽度15 nm，温度10 ℃，激发波长：260 nm。 2 　结果与讨论 2.1　磺化度对磺化聚苯乙烯红外光谱的影响 　　图1为一系列磺化度不同的磺化聚苯乙烯的红外光谱，随着磺化度的增加，聚苯乙 烯在1 018cm-1处的吸收分裂为1 030与1 005 cm-1附近的双重峰，这是由于苯环C－H面内弯折 振动 受S＝O对称伸缩振动的影响而产生的［2］，磺化度越高，分裂的程度越大，且两峰分 别向高 光谱学与光谱分析990311 低频方向移动，如表1。红外光谱中，1 027～1 032 cm-1处的吸收峰也可认为是磺酸基团 的对 称伸缩振动吸收峰。由于S＝O反对称伸缩振动的影响，苯环C－H在1 145与1 194 cm-1 处的吸 收峰增强，并随着磺化度的增加而变成一个宽的强吸收谱带。1 125 cm-1附近的吸收峰 是由于 磺酸的S＝O反对称伸缩振动而产生的［3］。随着磺化度的提高，吸收强度增加，吸收 范围加 磺酸 基团S＝O反对称伸缩振动吸收峰和对称伸缩振动吸收峰。由于磺酸基团的对称