Page 85 - 《精细化工》2023年第11期

第 11 期 辛 华，等: 聚多巴胺/SiO 2 改性聚氨酯制备含结构色复合材料 ·2397·

拉伸速率 100 mm/min。其中断裂伸长率及拉伸强度按
式（1）和（2）进行计算：
L  L
 /%= 0 h  100 （1）
L 0
F
 = （2）
S
式中：ε 为断裂伸长率，%；L 0 为最初标距长度，
mm；L h 为最终标距长度，mm；σ 为拉伸强度，MPa；
2
F 为断裂负荷值，N；S 为试样原横截面，mm 。
2 结果与讨论

2.1 单分散 SiO 2 微球的表征
2.1.1 FTIR 分析
图 1 为 SiO 2 -a 的 FTIR 谱图。

图 2 SiO 2 -a（a）、SiO 2 -b（b）和 SiO 2 -c（c）的粒径分布
Fig. 2 Particle size distribution of SiO 2 -a (a), SiO 2 -b (b)
and SiO 2 -c (c)

利用 Barrg- Snell 公式 [14] 可推算出，光子带隙形
成的反射峰位置与单分散 SiO 2 微球的粒径关系为

图 1 SiO 2 -a 的 FTIR 谱图   2.3874d （其中，λ 为反射光的波长，nm；d 为
Fig. 1 FTIR spectrum of monodisperse SiO 2 -a 单分散 SiO 2 微球的粒径，nm），带入可见光范围内

–1
由图 1 可知，3450 和 1641 cm 处两个吸收峰 的反射光中心波长（390~780 nm），即可得到理论所
分别为 SiO 2 中结合水的—OH 键的反对称伸缩振动 需单分散 SiO 2 微球粒径范围（163~318 nm）。对比
–1
及弯曲振动。位于 1090、800、470 cm 处的 3 个吸 实验结果，合成的单分散 SiO 2 微球的直径在理论值
收峰归属于 Si—O 键的反对称伸缩振动、对称伸缩 的合理范畴内。已知，红色波长范围（760~620 nm）、
振动及弯曲振动，证明单分散 SiO 2 微球制备成功。 绿 色波长范围 （ 577~492 nm ）、蓝 色波 长 范 围
2.1.2 DLS 分析 （492~435 nm） [15] 。将 230、270、309 nm 带入上
图 2 为通过控制不同 TEOS 体积分数合成的单 述公式可得，对应光子带隙的理论光子带隙的中心
分散 SiO 2 微球的粒径分布与平均粒径。由图 2 可以 波长及对应颜色。具体数值如表 4 所示，其中，D DLS
看出，单分散 SiO 2 微球的粒径随着 TEOS 体积分数 为 DLS 测得的单分散 SiO 2 微球的水合粒径，nm；
的增加而增大，SiO 2-a、SiO 2-b、SiO 2-c 的平均粒径分 λ DLS 为单分散 SiO 2 微球的水合粒径对应光子带隙的
别为 230、270、309 nm。 中心波长，nm。

表 4 TEOS 体积分数对单分散 SiO 2 微球粒径分布的影响
Table 4 Effect of TEOS volume fraction on particle size
distribution of monodisperse SiO 2 microspheres
样品 φ(TEOS)/% D DLS/nm λ DLS/nm
SiO 2-a 2.5 230 549
SiO 2-b 4.5 270 644
SiO 2-c 6.5 309 737

2.1.3 SEM 分析
图 3 为单分散 SiO 2 微球的 SEM 图，具体参数