ATR-FTIR和DSC测定的比较分析

通过ATR-FTIR来观察PFS/M-4/1样品表面的基团红外吸收变化情况。从图5-2中可以看到，1 730 cm-1处的吸收峰属于PFS主链上的羰基吸收峰。1 700 cm-1处属于M 2的羰基吸收峰随着M 2溶液浓度的增高而增强。添加的M2分子的比例分数（F M-add）可以通过公式（4-2）计算。

计算得到的F M-add列于图5-2（c）中。

图5-2　经过不同浓度的M2溶液处理的PFS/M薄膜样品ATR-FTIR光谱图

（a）PFS和马来酰亚胺的羰基吸收峰；（b）马来酰亚胺的C==C双键吸收峰；（c）未反应的M2和添加M2分数；（d）经过不同浓度的M2溶液处理的PFS/M样品的T g变化；（e）经过不同浓度的M 2溶液处理的PFS/M的DSC曲线

另外，位于700 cm-1处的属于自由马来酰亚胺基团的C==C双键吸收峰在经过M 2溶液处理后强度升高，并随着M 2溶液浓度的升高而增强，表明未反应的马来酰亚胺基团含量随着M 2溶液浓度的上升而增加，如图5-2（c）。这些未反应的马来酰亚胺基团分数F M-ur可以通过1 700 cm-1和700 cm-1两处吸收峰的积分面积计算出：(www.xing528.com)

式中，I C==O（M2）和I C==C（M2）表示纯M 2的红外吸收峰积分强度，I C==C和I C==O为样品中的吸收峰积分强度。表5-3中列出了各个样品的F M-ur。

经过35 g·L-1，50 g·L-1和100 g·L-1M2溶液处理过的PFS/M，F M-add分别达到47%，87%和190%。也就是说经过M2溶液交联的部分F/M比降低了。对于原始样品来说，F/M比为4/1，对于经过35 g·L-1，50 g·L-1和100 g·L-1处理过的PFS/M，F/M比分别下降到4/1.47，4/1.87和4/2.9。另外，从图5-2（c）中可以看到，原始样品的F M-ur为2%，经过35 g·L-1，50 g·L-1和100 g·L-1M2溶液处理后分别上升到3%，7%和23%。

如果将原始样品中马来酰亚胺基团的总含量（M）看作1，那么经过35 g·L-1，50 g·L-1和100 g·L-1处理后的样品中，马来酰亚胺基团的总含量分别为1.47，1.87和2.9。已反应的马来酰亚胺基团总含量（Mr）就可以表示为M（1-F M-ur）。于是原始样品和经过35 g·L-1，50 g·L-1和100 g·L-1处理后的样品中Mr分别为0.98，1.43，1.74和2.23。从结果可以看出，经过最高M2溶液浓度处理的样品，同时具有最高的未反应马来酰亚胺基团分数F M-ur和已反应马来酰亚胺基团总含量Mr，表明样品在高交联度的条件下，分子运动性降低并阻碍了呋喃和马来酰亚胺之间的DA反应。

DSC结果表明，样品的T g随着M 2溶液浓度的上升而逐渐上升。从原始样品的16.8℃上升到52.7℃，并且位于120℃～150℃的DA逆反应吸热峰面积也随之增大，表明样品中存在更多的DA交联点，也证实添加的M2确实与PFS/M中的自由呋喃基团发生了反应，如图5-2（d）和5-2（e）。从DSC的结果可以看出，M 2溶液中的M 2分子与PFS/M中的自由呋喃基团发生了交联反应，并且通过调节M 2溶液的浓度能够得到可控的T g。