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第 6 期 钱 涛，等: 梳状改性苯乙烯-马来酸酐共聚物制备与性能 ·1025·

由图 4a 可知，固含量 20%时，反应 6 h 仍未达
反应终点，而固含量 25%时，反应到达终点需 4 h，
当固含量达 30%，反应 2 h 即可到达反应终点，且
再增加反应物的浓度，MA 的最终转化率不会提高。
这是因为反应体系中，反应物的浓度提高，可以增
加 SMA 与 IP 反应几率，但反应体系的固含量达 35%
时，溶剂用量降低，SMA 溶解度下降，限制了 MA
转化率的进一步提高。对比图 4b 可知，增加反应物
支链 IP550 的用量，对 MA 最终的转化率有提升作 图 6 SMA-IP550 的核磁共振氢谱图
1
Fig. 6 HNMR spectrum of SMA-IP550
用。这是由于反应物支链 IP550 的用量增加，与 MA

基团的反应几率提高，使得 MA 转化率提高。但 图 6 中，δ（D 2 O）：4.7 为溶剂峰，δ（a~c）：
MA 被 IP550 进攻后，其长支链会对邻近的 MA 基 6.6~6.8 主要为主链苯环上的 H，δ（d~g）：7.1~7.6
团产生较大的空间位阻，不易被 IP550 继续改性， 主要为支链苯环上的 H，δ：3.6 为支链乙氧基上的
因此，即使提高 1 倍支链物质的量，MA 转化率仅 H，δ（l）：3.3 为支链端甲基上的 H，δ（h~k）：1.1~3.0
提高了 2.5%。考虑到节省物料成本，选择反应体系 为主链上亚甲基、次亚甲基的 H。因此，结合核磁
的固含量为 30%，n(IP550)∶n(MA)=0.5∶1，在 140 ℃ 和红外谱图可以证实被改性的 SMA 是期望的产物。
下反应 2 h，得到接枝率为 42.5%的改性苯乙烯-马 2.4 应用性能分析
来酸酐共聚物（SMA-IP550）。 2.4.1 分散性能分析
2.3 SMA-IP550 的表征 通过在分散染料中加入合成的带有不同支链长
2.3.1 红外光谱分析 度的改性 SMA（质量分数 10%），测试研磨后染料
采用红外 光 谱对未改 性 SMA 和提纯后的 的粒径分布，如图 7 所示。
SMA-IP550 的官能团进行鉴定，如图 5 所示。

图 7 SMA 系列分散剂对 C.I 分散橙 30 的粒径分布曲线
图 5 SMA-IP550 和 SMA 的红外谱图 Fig. 7 Particlesize distributions of C. I disperse orange 30
Fig. 5 FTIR spectra of SMA-IP550 and SMA using SMA-IP series samples as dispersants

由图 5 可知，对比改性的 SMA-IP550 与未改性 由图 7 可知，支链长度由 200 增至 750 的过程
–1
的 SMA 的红外图谱，1853、1773 cm 处 SMA 上环 中，染料粒径先减小后增大，通过粒径仪计算的平
–1
状酸酐 C==O 特征伸缩振动吸收峰消失，1219 cm 处 均粒径大小分别为 497.9、414.6、356.1、454.2 nm，
环状酸酐的醚键吸收峰消失，改性 SMA 中 1720 cm –1 尤其是使用 SMA-IP 分散的染液中，染料粒径分布

为活性支链上酯羰基 C==O 吸收峰。另外，在 窄，更均匀。这是因为此改性 SMA 的梳状结构在分
–1
1555 cm 处出现了酰胺键上 N—H 弯曲振动吸收峰， 散液中具有显著的优势，一方面其主链的碳以及碳
–1
1400 cm 处出现酰胺键上 C—N 吸收峰，759 cm –1 上连接的苯环结构与分散染料粒子表面形成强的疏
为活性支链上苯环特征吸收峰。以上特征结构表明， 水作用力，且亲水长链向外在染料粒子表面形成厚
带有伯氨基的活性支链使得 SMA 上的环状酸酐发 的水化层；另一方面由于其多个羧酸根离子可以在
生开环反应，生成酰胺键，成功接枝到主链上。 染料粒子之间提供稳定的静电斥力。因此，在空间
2.3.2 核磁共振波谱分析 位阻以及静电斥力的协同作用下，当分散剂带有合
采用核磁共振波谱仪对提纯后的 SMA-IP550 的 适支链长度时，分散染料的粒径可以极大地降低，
化学结构进行表征，如图 6 所示。 分散性 能 排序为 SMA-IP550>SMA-IP400>SMA-