Page 114 - 《精细化工》2022年第1期

·104· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

系中的胶体粒子团簇不断长大，Si—O—Si 网络结构
不断变大，由其所制备的涂层结构也变得致密。

图 2 MPTMS、MATMS 和 MPMA 的 FTIR 谱图（a）和
1 HNMR 谱图（b）
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Fig. 2 FTIR (a) and HNMR (b) spectra of MPTMS, MATMS
and MPMA

2.2 溶胶及涂层的化学结构
对老化一定时间的溶胶进行 FTIR 测试，观察是
否进行了水解-缩聚反应。图 3a 是溶胶老化 30 h 的红
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外光谱图，可以观察到 904 cm 处出现因发生水解反
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应而产生的较强的 Si—OH 峰，3395 cm 处则对应未
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缩聚—OH 的伸缩振动吸收峰，1078 cm 处为未发生
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水解的 Si—O—C 的伸缩振动吸收峰，1034 cm 则

归属于发生缩聚反应而产生的 Si—O—Si 的特征吸
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收峰，且 1034 cm 处吸收峰强于 1078 cm 处，说明 图 3 老化时间为 30 h 的 MPMA 溶胶（a）和老化时间
分别为 10、20、30 和 40 h 的 MPMA 涂层的 FTIR
在 30 h 时溶胶中的水解-缩聚程度较高。在 2974 cm –1 29
谱图（b）；MPMA 涂层的 SiMASNMR 谱图（c）
处还有甲基的存在，说明水解-缩聚反应未完全。 Fig. 3 FTIR spectra of MPMA sol with aging time of 30 h
将老化时间分别为 10、20、30 和 40 h 的溶胶 (a) and MPMA coatings fabricated by sols with
different aging time of 10, 20, 30 and 40 h (b);
通过浸渍-提拉的方式沉积在载玻片上，在常温下老 29 SiMASNMR spectrum of MPMA coating (c)
化 5 d 后将涂层刮下，采用溴化钾压片法对其进行
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红外光谱测试，结果如图 3b 所示。从图中可看出， 为了对涂层结构进行定量分析，采用 SiMASNMR
随着老化时间的延长，Si—O—C 特征吸收峰相对于 对老化时间为 30 h 的胶体通过浸渍-提拉方式沉积
Si—O—Si 特征吸收峰逐渐减弱，是因为 Si—O—C 在载玻片上的涂层进行测试，结果如图 3c 所示。其
上的甲氧基不断发生水解，而水解产生的羟基进一 中，δ –49.3 处的核磁共振峰是 T 1 的特征峰，表明涂
步缩聚形成 Si—O—Si 网络结构。同时，随溶胶老 层结构中存在 RSi(OSi)(OR′) 2 化学结构（其中：R
化时间的延长，Si—O—C 的特征吸收峰发生蓝移， 为有机桥连基团；R′为 H 或 CH 3 ）；δ –58.4 处的核
即老化时间为 10 h 时 Si—O—C 吸收峰位置为 磁共振峰是 T 2 的特征峰，表明涂层结构中存在
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1089 cm ，20 h 为 1110 cm ，30 h 为 1112 cm ，40 h RSi(OSi) 2 (OR′)化学结构；δ –67.7 处的核磁共振峰是
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时变为 1114 cm 。出现这一现象的原因可能是随着 T 3 的特征峰，表明涂层结构中存在 RSi(OSi) 3 化学结
老化时间的延长，水解-缩聚反应不断进行，胶体体 构。采用下式计算产物的缩聚度（DC）：