Page 69 - 《橡塑技术与装备》2023年3期
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理论与研究 豆鹏飞·聚苯乙烯 / 聚苯胺核壳型复合材料的合成表征研究
电镜图，从图上可以看出整体上聚苯乙烯微球球粒大 速度，但包裹效果不好，会出现团聚，因此反应温度
小较为均匀，球形度比较理想，但表面不是很光滑， 不易过高 [28~30] 。
且排列不紧密，个别微球大小不一，导致间隙的出现，
这主要可能由于反应条件控制不好，温度过高，搅拌
不均等都会导致述现象。从图 (a)和图(b) 可以计算出
球粒的粒径为 200 nm 左右。其中图 (c)和(d) 是聚苯
乙烯 / 聚苯胺核壳复合材料电镜图，从图上可以看出，
原本表面光滑的聚苯乙烯微球不再光滑，表面变得粗 图 2 PS/PANI 核壳材料 TEM 图
糙，此时球粒的直径为 250 nm 左右，说明聚苯胺在
同时，由电镜图可知，聚苯乙烯 / 聚苯胺核壳材
聚苯乙烯表面合成，使聚苯乙烯表面粗糙，粒径增加。
料有团聚现像，原因主要是搅拌不均匀的原因，在聚
合反应完成之后，经洗涤，离心，干燥之后，打破原
来的分散状态，造成了较大的粒子的团聚。
2.3 磺化聚苯乙烯红外光谱图分析
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由图 3 可知 ： 2 992 cm ， 3 021 cm -1 的两个峰
为苯环 C—H 键伸缩振动吸收峰。而聚苯乙烯磺化
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前后主要变化发在 1 000 cm ~1 500 cm 。分别位于
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1 503 cm ，1 454 cm ，755 cm ，698 cm ，592
cm -1 处的吸收峰是典型的聚苯乙烯吸收峰。而 1 026
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cm ，1 180 cm ，1 190 cm -1 则是磺酸基的特征吸
收峰，其中 1 190 cm -1 吸收峰是砜基的特征吸收峰，
在 1 026 cm -1 的弱峰则是—SO 3 H 基团的振动所致，
这证明聚苯乙烯经磺化处理后，引入了亲水的磺酸基，
图 1 PS 及 PS/PANI 的 FESEM 图
实现了聚苯乙烯的微球的化学改性处理。
同时，由图可以看出，聚苯胺对聚乙烯微球包裹
不完全，包裹后的球粒大小不均匀，其主要原因是 ：
由于聚苯乙烯的磺化效果产不是很理想，聚苯乙烯磺
化是为了在其表面引入磺酸基，增加聚苯乙烯微球电
负性，以便聚苯胺较容易在聚苯乙烯微球合成 [21~23] 。
因此当聚苯乙烯微球磺化不理想时，对后面的包裹会
产生很大影响。温度的影响，本实验温度为 25 ℃，而
聚苯胺合成是放热，反应温度会相应的升高，温度较
高，会加快反应速度，从而使聚苯胺不能均匀的包裹
在聚苯乙烯微球上的表面。
2.2 透射电镜分析
从图 2 PS/PANI 核壳材料 TEM 图可知，聚苯胺
包裹在聚苯乙烯微球之后，仍保持良好的球型度，同 图 3 聚苯乙烯微球磺化前后红外光谱对比图
时周围絮状的物质出说明有单独聚苯胺的生成，并没 2.4 PS/PANI 核壳材料的红外光谱分析
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有在聚苯乙烯微球上合成，其主要原因是 ：磺化效果 由图 4 可知 ：位于 3 750 cm ，3 676 cm -1 两个
不理想，聚苯乙烯微球经过磺化后，有利于聚苯胺在 峰是 C—H 键的伸缩振动引起的吸收峰，1 503 cm -1
微球上合成 [24~27] 。由于苯胺单体量较多，导致多余苯 处特征峰是 PSS 中 C=C 的伸缩振动，由此说明了
胺没有在聚苯乙烯微球合成。反应的温度也有关系， 苯环的存在。位于在 1 550 cm -1 特征吸收峰属于
聚苯胺反应是放热反应，反应温度过高，会加快反应 PANI 醌式结构与苯式结构 C=N 的伸缩振动。位于 1
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2023 第 49 卷 ·21·
