由于磺酸基的強極性以及它的強水溶性，使得反應體系不需要加堿中和就可以分散于水中。在反應過程中，每隔半小時取樣，直接加水稀釋，觀測其水溶性。發現在反應進行到1.5h 時，體系就可以穩定分散于水中，形成平滑均一略帶藍光的乳液。但到5 h 時所取的樣品，水分散性開始變差，體系中有微小的顆粒懸浮。反應結束后再取樣加水，就很難均勻地分散于水中，只能得到有明顯的顆粒存在的懸濁液。

取反應進行到 2 h、3.5 h 和6 h 時的產物，在50℃水浴中乳化0.5 h，得到的乳液做粒徑分析的結果如圖4 所示。反應3.5 h 時獲得樣品粒徑分布最窄，平均約為140 nm；反應2 h時的粒徑分布稍寬，平均約146 nm；到反應結束時取樣，發現有大量凝聚物產生，說明此時的水溶性已變差。這是因為反應開始不久，進入環氧樹脂的磺酸基團較少，整個體系水溶性不是很好；反應時間過長，磺酸基團消耗過多，且改性產物的相對分子質量也變得更大，乳化效果又變差，隨之粒徑分布變寬，水溶性下降。

圖4 乳液粒徑分布示意圖

2.6 改性產物紅外光譜解析

圖 5 是溶液聚合反應產物經過提純之后的沉淀的紅外光譜圖。3417.58 cm－1 處有一寬的吸收峰，對應于磺酸鍵上O-H 鍵的伸縮吸收，2918.85 cm－1 是脂肪族C-H 鍵的振動吸收。826.05 cm^－1 和1238 cm^－1 分別是由環氧基的不對稱伸縮振動和對稱伸縮振動引起，這和原料反應條件：原料配比 EP:AMPS＝10:4，BPO% = 1.5%，反應溫度為115℃。環氧樹脂譜圖中相應波數處的吸收吻合較好。1300.49 cm^－1和1179.77 cm^－1處對應了磺酸基團中S＝O 鍵的不對稱伸縮振動和對稱伸縮振動的吸收，1340.64 cm^－1和1380.71 cm^－1之間的弱吸收是磺酸酯表現出來的。酰胺上N-H 上的吸收并不明顯，是被磺酸基團O-H 鍵的吸收掩蓋所致。

圖5   改性產物的紅外光譜圖

3 結論

（1）通過體系粘度的測量和酸度的變化初步推斷出反應進行的歷程。發現共有兩類反應發生：環氧基和磺酸基的反應和自由基接枝反應。前者貫穿始終，后者在后期占次要地位。

（2）研究了共聚物收率及水溶性隨時間的變化規律，發現最高收率可達76.72%。反應進行1.5 h 時產物已獲得了水溶性；但超過3.5 h 后，隨著反應時間的延長，聚合物的水溶性又會變差。

（3）磺酸基具有很強的親水性，使得反應體系不需要加堿中和就具備良好的水分散性。

（4）紅外光譜圖較好地說明了共聚物的結構，大部分環氧基被保留下來，其余生成了磺酸酯。共聚物加入常規的環氧樹脂固化劑后，熱固化形成不溶不熔的聚合物。