網(wǎng)球拍吸汗帶分子結(jié)構(gòu)研究

孟 露,孫 皓,秦佳慧,黃 靖,賈 涵,何宇涵,吳子騰,于宏偉

(1.石家莊學(xué)院化工學(xué)院,河北 石家莊 050035；2.石家莊學(xué)院體育學(xué)院,河北 石家莊 050035)

網(wǎng)球拍吸汗帶是一類特殊紡織用品,首先是令使用者的握拍變得更為舒適、牢固,起到吸汗防滑的效果,同時(shí)保護(hù)內(nèi)柄皮和拍柄材料不受到磨損和浸蝕。此外,網(wǎng)球拍吸汗帶還可以調(diào)節(jié)拍柄的粗細(xì)[1-3]。延展性和彈性是判斷網(wǎng)球拍吸汗帶好壞的重要標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)也與網(wǎng)球拍吸汗帶特殊的分子結(jié)構(gòu)有關(guān),而相關(guān)研究,具有重要的應(yīng)用研究價(jià)值。中紅外(MIR)光譜具有方便、快捷的優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于有機(jī)物結(jié)構(gòu)研究領(lǐng)域[4-15],而網(wǎng)球拍吸汗帶結(jié)構(gòu)研究未見報(bào)道。本文采用 MIR 光譜,開展了市場上常見的網(wǎng)球拍吸汗帶的結(jié)構(gòu)研究,為我國企業(yè)研發(fā)相關(guān)體育紡織品,提供了重要的科學(xué)參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料

網(wǎng)球拍吸汗帶(泰摩牌、HEAD牌和ALPHA牌),石家莊學(xué)院體育學(xué)院提供。

1.2 儀器

Spectrum 100 型傅里葉紅外光譜儀(美國 PE公司)；Golden Gate型單次內(nèi)反射ATR-FTIR附件。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

303 K 的溫度條件下,以空氣為背景,每次對于信號進(jìn)行8次掃描累加,MIR光譜數(shù)據(jù)的獲得采用PE公司Spectrum v 6.3.5 操作軟件。

2 結(jié)果與討論

采用MIR光譜分別開展了網(wǎng)球拍吸汗帶分子結(jié)構(gòu)研究。

2.1 網(wǎng)球拍吸汗帶分子一維 MIR 光譜研究

采用一維MIR光譜開展了網(wǎng)球拍吸汗帶分子結(jié)構(gòu)研究(圖1)。

圖1 網(wǎng)球拍吸汗帶分子一維 MIR 光譜(303 K)

3種品牌網(wǎng)球拍吸汗帶一維MIR光譜類似,以泰摩牌為例,進(jìn)行相應(yīng)分子結(jié)構(gòu)研究(圖1A)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),3321.43 cm-1處的吸收峰是N-H伸縮振動(dòng)模式(νNH-泰摩牌-一維)；2926.09 cm-1處的吸收峰是CH2不對稱伸縮振動(dòng)模式(νasCH2-泰摩牌-一維)；1724.97 cm-1處的吸收峰是C=O伸縮振動(dòng)模式(νC=O-泰摩牌-一維)；1599.26 cm-1處的吸收峰是苯環(huán)C=C伸縮振動(dòng)模式(νC=C-泰摩牌-一維)。其它品牌網(wǎng)球拍吸汗帶分子一維MIR光譜數(shù)據(jù)見表1。

表1 網(wǎng)球拍吸汗帶分子一維 MIR 光譜數(shù)據(jù)(303 K)

3種品牌網(wǎng)球拍吸汗帶二階導(dǎo)數(shù) MIR 光譜類似,以泰摩牌為例,進(jìn)行相應(yīng)分子結(jié)構(gòu)研究(圖2A)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),2956.28 cm-1處的吸收峰是νasCH3-泰摩牌-二階導(dǎo)數(shù)；2922.97 cm-1處 的 吸 收 峰 是νasCH2-泰摩牌-二階導(dǎo)數(shù)；2853.49 cm-1處 的 吸 收 峰 是νsCH2-泰摩牌-二階導(dǎo)數(shù)；1730.50 cm-1和1720.00 cm-1處的吸 收 峰 是νC=O-泰摩牌-二階導(dǎo)數(shù)；1598.75 cm-1和1578.20 cm-1處的吸收峰是νC=C-泰摩牌-二階導(dǎo)數(shù)。其它品牌網(wǎng)球拍吸汗帶分子二階導(dǎo)數(shù)MIR光譜數(shù)據(jù)見表2。

表2 網(wǎng)球拍吸汗帶分子二階導(dǎo)數(shù) MIR 光譜數(shù)據(jù)(303 K)

2.2 網(wǎng)球拍吸汗帶分子二階導(dǎo)數(shù) MIR 光譜研究

采用二階導(dǎo)數(shù) MIR 光譜開展了網(wǎng)球拍吸汗帶的分子結(jié)構(gòu)研究(下頁圖2)。

圖2 網(wǎng)球拍吸汗帶分子二階導(dǎo)數(shù) MIR 光譜(303 K)

2.3 網(wǎng)球拍吸汗帶分子四階導(dǎo)數(shù) MIR 光譜研究

采用四階導(dǎo)數(shù) MIR 光譜開展了網(wǎng)球拍吸汗帶分子結(jié)構(gòu)研究(下頁圖3)。

圖3 網(wǎng)球拍吸汗帶分子四階導(dǎo)數(shù) MIR 光譜(303 K)

?

3種品牌網(wǎng)球拍吸汗帶四階導(dǎo)數(shù)MIR光譜類似,但譜圖分辨能力進(jìn)一步降低,以泰摩牌為例,進(jìn)行相應(yīng)分子結(jié)構(gòu)研究(圖3A)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),1731.97 cm-1、1726.11 cm-1和1718.75 cm-1處的吸收峰是νC=O-泰摩牌-四階導(dǎo)數(shù)；1597.97 cm-1處吸收峰是νC=C-泰摩牌-四階導(dǎo)數(shù)。其它品牌網(wǎng)球拍吸汗帶分子四階導(dǎo)數(shù) MIR 光譜數(shù)據(jù)見表3。

表3 網(wǎng)球拍吸汗帶分子四階導(dǎo)數(shù) MIR 光譜數(shù)據(jù)(303 K)

2.4 網(wǎng)球拍吸汗帶分子去卷積 MIR 光譜研究

采用去卷積 MIR 光譜開展了網(wǎng)球拍吸汗帶分子的結(jié)構(gòu)研究(圖4)。

圖4 網(wǎng)球拍吸汗帶分子去卷積 MIR 光譜(303 K)

3種品牌網(wǎng)球拍吸汗帶去卷積MIR光譜類似,其譜圖分辨能力并沒有明顯的提高。以泰摩牌為例,進(jìn)行相應(yīng)分子結(jié)構(gòu)研究(圖4A)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),2926.52 cm-1處 吸 收 峰 是νasCH2-泰摩牌-去卷積；1738.95 cm-1、1737.05cm-1、1733.27cm-1、1728.00 cm-1和1717.99 cm-1處 吸 收 峰 是νC=O-泰摩牌-去卷積；1599.06 cm-1和1577.04 cm-1處吸收峰是νC=C-泰摩牌-去卷積。其它品牌網(wǎng)球拍吸汗帶分子去卷積 MIR 光譜數(shù)據(jù)見下頁表4。

表4 網(wǎng)球拍吸汗帶分子去卷積 MIR 光譜數(shù)據(jù)(303 K)

開展了3種品牌網(wǎng)球拍吸汗帶的MIR光譜研究,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),網(wǎng)球拍吸汗帶二階導(dǎo)數(shù)MIR光譜的分辨能力要優(yōu)于相應(yīng)的一維MIR光譜、四階導(dǎo)數(shù)MIR光譜和去卷積MIR光譜。研究發(fā)現(xiàn),3種品牌網(wǎng)球拍吸汗帶的主要化學(xué)結(jié)構(gòu)相同,均為聚氨酯。

2.5 網(wǎng)球拍吸汗帶分子結(jié)構(gòu)差異性研究

采用二階導(dǎo)數(shù)MIR光譜,進(jìn)一步開展了3種品牌網(wǎng)球拍吸汗帶分子結(jié)構(gòu)差異性研究(表5)。

表5 網(wǎng)球拍吸汗帶分子二階導(dǎo)數(shù) MIR 光譜數(shù)據(jù)(303 K)

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),3種品牌網(wǎng)球拍吸汗帶νC=O-二階導(dǎo)數(shù)和νC=C-二階導(dǎo)數(shù)對應(yīng)的吸收頻率存在著一定的差異性。聚氨酯結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,通常是由多元異氰酸酯與聚酯型多元醇或聚醚型多元醇加成聚合而成。而不同的原料及生產(chǎn)工藝制備聚氨酯,其理化性能存在著一定的差異性,相關(guān)結(jié)構(gòu)差異性研究還需進(jìn)一步進(jìn)行。

3 結(jié)論

3種品牌網(wǎng)球拍吸汗帶的紅外吸收模式主要包括:νasCH3、νasCH2、νsCH3、νsCH2、νC=O和νC=C。網(wǎng)球拍吸汗帶的二階導(dǎo)數(shù)MIR光譜的譜圖分辨能力要優(yōu)于相應(yīng)的一維MIR光譜、四階導(dǎo)數(shù)MIR光譜和去卷積MIR光譜。3種品牌網(wǎng)球拍吸汗帶主要化學(xué)結(jié)構(gòu)相同,均為聚氨酯。