用esr研究真丝绸预辐照接枝工艺参数对自由基的影响

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2、析.通过ESR图谱分析发现,辐照剂量率对自由基浓度影响不大,自由基含量随辐照剂量的增加而增加,在氧气中自由基在5min内是比较稳定的.关键词:电子自旋共振;真丝绸;预辐照;接枝;自由基中图分类号:TS195.521文献标识码:A文章编号:1001—7003(2001)05—0(]O5—03织物抗皱整理中,辐照接枝有许多化学接枝方法无可比拟的优点,前人在棉,化纤等接枝改性中有很多成功应用的报道.我们采用预辐照接枝的方法对真丝绸进行抗皱改性研究,其中辐照剂量,辐照剂量率是辐照过程中的两个主要参数,氧气储存时间等则是影响沦陷自由

3、基稳定性的因素.为了便于确定预辐照接枝的工艺参数,本文采用电子自旋共振技术(ESR)对这些问题进行研究1ESR的测试原理l1J在丝素分子中,C,H,O,N,S,P等组成原子是通过化学键连接起来的,每一个键由一对电子组成,在这些键中每个电子有磁自旋运动,与其成对的另一个电子的磁自旋运动相等而方向相反,因此一对电子的静磁矩等于零.而受辐射作用后产生的自由基中带有不成对电子,由于不成对电子的磁自旋运动没有被中和掉,因此这个电子的磁矩作用可用电子自旋共振谱测定出来电子自旋共振又称电子顺磁共振(EPR),ESR与核磁共振相似,所不同

4、的是ESR是由未成对电子的自旋产生的磁矩引起的共振吸收,在外加磁场中具有自旋量子数:1/2的电子将仅具有两种取向,分别对应于不同的能级,其能量为:Em:ms(=±1/2)此二能级差为:△E=gH收稿日期:2000一I1一如作者简介:胡盼盼.女1949年生,副研究员,主要从事纤维材料的成形机理,结构性能及改性等研究6式中g为光谱分裂常数,称g因子(通称无量纲Lande因子),对无束缚的电子g=2002319,有机自由基的g因子一般偏离此值不会超过0.5%;口为Bohr磁子;日为外磁场.所以,当施加的电磁辐射恰好等于跃迁能量时

5、,就可以发生共振吸收可垂直于H加一频率为u的射频场,当满足:hu=△E=g时,电子从射频场吸收能量发生自旋跃迁,产生所谓的电子自旋共振.2实验设备与方法主要实验设备与仪器:co6o7-射线源,中国科学院上海原子核物理研究所新艺材料公司提供;ESR测试仪;毛细管,直径lmm.实验方法:将真丝织物剪成一定大小并卷成柱状体,扎紧后,置于毛细管中,充氮气,密封.置于Cc607-射线源中辐照一定时间后,取出,退火处理后在ESR测试仪上进行测试.经辐照后,毛细管的颜色由无色变为红棕色,主要是因为毛细管在辐照过程中也产生了自由基的缘故,

6、如果不去除这部分自由基的话,所测自由基的含量势必偏高.在前人的研究中发现,此种自由基的衰减随温度的升高丽加快,在高温下将会很快消失,所以本实验中采用煤气灯灼烧法,去除毛细管中所产生的自由基,使得ESR测试出的自由基基本上都是真丝织物所产生的自由基.3实验结果与讨论3.1剂量率对自由基含量的影响图1为辐照总剂量80kGy的真丝织物ESR谱图,丝绸2001年第5期图1a剂量率为8OkGy/h,样品尺寸3cm×1.5era,放大倍数100倍;图1b辐照剂量率42.11kGy/h,样品尺寸3cm×lcm,放大倍数160倍为了简单起

7、见,这里就ESR吸收峰的峰高作一对比,在辐照总剂量一致的条件下,辐照剂量率对自由基含量的影响.图1b的峰高为31mm,而图1a的峰高为28mm,考虑到放大倍数及试样大小的影响,则31/160×1.528/100.由此可见,在辐照总剂量一样时,辐照剂量率对自由基浓度的影响不是很大,这一特点使得预辐照接枝聚合的工业化连续生产的前景更加明朗化.为达到同一辐照剂量,可采用高剂量率下短时间辐照,也可采用低剂量率下长时间辐照.而”短时间”正是工业化连续生产过程中提高产量所需要的.图1辐照总剂量80kGy的真丝织物ESR谱形辐照剂量率对

8、预辐照接枝的影响和文献报道的共辐照液相接枝的影响是不一样的.前人在研究共辐照液相接枝聚合反应时.发现在同一剂量下,低剂量率条件下辐照接枝比高剂量率下辐照接枝所得产物的接枝率高.这是因为同--N量下,低剂量率条件下的织物辐照时间长,单体向织物内部扩散充分,织物内部的自由基也参加了接枝反应.而高剂量率条件下