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1、聚苯硫醚红外光谱分析SpectrochimicaActaPartA51(1995)2397-2409DeanA.Zimmerman,JackL.Koenig,HatssuoIshida*美国俄亥俄州克里夫兰，凯斯西储大学，大分子科学系1994－9－16受到，1995－1－9接受摘要傅立叶转换红外光谱用于考察聚苯硫醚（PPS）。PPS的基础振动的归属是以已知的对位取代的苯模式为基础的。得到了退火和淬火的PPS的光谱。以这些光谱为基础，得到了提高结晶度的PPS傅立叶光谱。在分子对称的基础上PPS的光谱被
2、解释。加热的晶胞被用于研究在线的PPS熔融状态和固态结晶进程的IR光谱变化。从不同的光谱检测结晶过程中的变化。熟化的和熔融状态的PPS光谱也被考察。高和低分子量PPS光谱也被研究。1绪言聚苯硫醚是重要的半结晶工程聚合物,具有韧性,化学惰性和温度稳定性的很好的结合[1].聚苯硫醚的这些性能是受它的热处理的和很大的影响是已经知道的.[2]在热处理期间分子出现的变化能够使用振动光谱来考察.IR光谱已用于研究在结晶过程中[3-5],压缩模塑[6],硫化[7-8],化学氧化[9]和PPS的掺杂[5,10-12
3、]中出现的变化.拉曼光谱也可用于考察由于结晶过程引起的变化,[4,13].使用振动光谱研究分子变化要求对不同振动模的基本的理解.波谱的归属研究在前面已经通过使用基团频率[6],模化合物[4,13]和理论方法[14-16]实现.对于这些研究,在大多数的主要波谱上是普遍一致的.然而,在某些弱波谱上仍有不确定性和缺乏波谱的完全的理解.本文在对位取代芳香族化合物的基础上通过波谱的归属提供PPS光谱的更好的理解.使用符号或注解完全地叙述振动是很难的(例如C-H变形);因此在取代苯模型基础上叙述振动模式应当给出
4、PPS振动模的完全的理解.因为PPS是对位取代的芳香族,卤素对位取代苯衍生物[17-24]是特别感兴趣的,能够预期由于卤素在质量和电负性的相似性.当含硫的衍生物和卤代苯比较时他们的峰的位置和强度是不同，然而必须呈现相同的基础谱带。因此在30个苯模型（例如3N－6，这里N是原子数）能够归属许多PPS谱峰，这将使用Wilson符号系统叙述。此外，谱峰结构的敏感性通过得到的提高结晶度波谱和在原位完成结晶过程考察，能够给出更好的洞察在这一过程中出现的光谱的变化。谱峰的结构敏感性也能够考察硫化和熔融状态的PP
5、S研究。2实验两类PPS用于傅立叶转化红外光谱分析（FTIR）：低分子量L－PPS（RytonV－1，Phillips）和线性高分子量H－PPS（RytonPR28,Phillips）。制得的每个薄膜用于FTIR分析。PPS首先四氢呋喃萃取18h，然后在150℃干燥4h。萃取剂为分析被浓缩。清洗后的聚合物被溶解在200℃α－氯萘中（0。5wt%）滴几滴在薄层（1mm）KBr颗粒上。颗粒在空气中加热到250℃除去溶剂，然后加热到310℃2分钟，然再在液氮中淬火以便消除热历史，。KBr溶解在脱离子水中，
6、得到聚合物薄膜。退火的样品在250℃加热14h得到。退火后这个硫化的样品在350℃加热14h得到。对于退火的研究，FTIR光谱在BomenMichelsonMB光谱仪上完成的，使用液氮冷却碲镉汞（MCT）－1检测器。加热池被用于考察退火过程，每20s使用5次扫描，分辨2cm。MCT检测器的特殊的检测度101/2－1D*,是1×10cmHzW.所有其它的光谱使用具有DTGS检测器的BioradFTS-60A光谱仪得到的,使用－1－1100次扫描,1cm分辨,具有较低的截止.使用分辨2cm的加热池(康涅
7、狄格州仪器)被用于研究熔融状态结晶过程.13结果和讨论3.1PPS基础振动的归属重要的是考虑分子的对称,以便理解PPS光谱和退火时的变化.PPS的结晶结构[25]是由沿着[100]面的取向±45º的苯环构成.在这个正交晶胞中有两个链.PPS分子的对称元素是倒像(i)的中心,两倍的旋转轴(C2)和对称面σ(xy).因此具有C2h线对称,和C2h点阵[4,13]同晶形.展示在图1中表示C2h点阵平面和对位取代苯的D2h点阵一道是本篇研究的基础.C2h对称群能够直接和对位取代的苯的D2h对称相关[26].
8、图1PPS的C2h(上)和D2h(下面)点基团吸收－1波长(cm)图2淬火和退火(在250℃12h)的L-PPS的FTIR光谱图根据对称分析,IR和Ramman波谱将被相互排斥,由于存在倒逆中心.然而,这个光谱没有被相互排斥[4,13,14].为了假设C2h对称,具有倒逆中心,分子链具有一个规则链结构是必须的.然而,由于无定形材料的混乱的性质,这个对称没有呈现.另外,每一条Raman线具有相应的结构敏感性的IR谱峰.见到对结晶过程敏感的波峰,能够考察增加的波峰.得到的
