Page 197 - 《精细化工》2021年第1期

第 1 期 倪美乐，等: 淀粉-阳离子接枝共聚荧光乳液的制备及性能 ·187·

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3433 cm 处出现了强而宽的吸收峰，此峰为淀粉中 曲线均呈现良好的对称性，这说明产物在激发和发
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缔合—OH 的吸收峰；1641、1548 cm 处出现了苯 射过程中构型变化不大，振动能级的间隔相同，能
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乙烯的苯环骨架伸缩振动吸收峰；1391 cm 处出现 量损失较小。由图 5 还可以看出，产物的最大激发
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—CH 3 对称弯曲振动峰，1046 cm 处出现 C—O 键 波长均为 336 nm，最大发射波长均为 433 nm，发射
的伸缩振动吸收峰。通过以上对产物的结构分析， 波长均位于蓝光区内，说明乳液中的荧光基团可以
进一步证实目标产物成功合成。 吸收波长在 275~400 nm 范围内的紫外光，并放出 433
2.1.3 紫外光谱分析 nm 的蓝色荧光，表明其作用于纸张上可以一定程度
将产物 FBs、ST-DMDAAC-FBs、ST-DMC-FBs 上提高纸张白度。且发现 ST-DMDAAC-FBs 荧光强
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用蒸馏水分别配制成荧光单体质量浓度为 510 g/L 度比 ST-DMC-FBs 的荧 光强度强 。这是由于
的溶液，用紫外-可见分光光度计扫描溶液在紫外光 DMDAAC 通过接枝共聚会形成环状结构，增大了分
照射 2 h 前后的紫外吸收光谱，波长范围取 200~500 nm， 子的空间位阻，抑制了二苯乙烯型荧光增白剂构象
结果如图 4 所示。由图 4 可知，单体的最大吸收波 的变化，从而有效地发挥荧光性能。结合紫外吸收
长为 340 nm，荧光乳液的最大吸收波长位于 320 nm， 光谱与荧光光谱分析，可知 ST-DMDAAC-FBs、
说明合成的产物对紫外线均有较强的屏蔽作用，但 ST-DMC-FBs 均具有良好的光学性能，将其作用于
荧光乳液的最大吸收波长与紫外吸收强度均低于荧 纸张上会有良好的荧光增白性能和抑制返黄效果。
光单体。这是由于荧光乳液中引入了季铵盐阳离子，
季铵盐阳离子不能起到助色团的作用，且在荧光乳
液制备过程中，部分荧光单体未能被引发参与接枝
共聚，导致流失，因此紫外吸收强度有所降低，同
时季铵盐阳离子降低了整个分子的共轭效应，使波
长发生蓝移。对产物进行 2 h 紫外光照射发现，单
体在 280 nm 处出现了顺式异构体吸收峰，且 340 nm
左右处的反式异构体吸收峰略有降低，这说明单体
在紫外光诱导下结构发生了顺反异构，导致荧光性

能降低；而荧光乳液在经过 2 h 紫外光照射后，均
未出现异构峰。这是由于二苯乙烯型荧光分子链被 图 5 单体及两种荧光乳液的荧光光谱
Fig. 5 Fluorescence spectra of monomer and copolymer
淀粉的大分子链固定，阻止了荧光分子发生顺反异 emulsions
构，从而保留了荧光增白剂的荧光性能。
荧光量子产率（QY）指激发态分子中通过发射

荧光而回到基态的分子占全部激发态分子的比率，
QY 值越大表明化合物的荧光越强。
通过荧光分光光度法测试产物 FBs、ST-DMDAAC-
FBs、ST-DMC-FBs 的荧光量子产率。测得荧光单体
的荧光量子产率为 5.11%，ST-DMDAAC-FBs、ST-
DMC-FBs 的荧光量子产率分别为 3.96%、3.65%，
荧光乳液的荧光量子产率略低于荧光单体，原因在
于加入的荧光单体不能完全与淀粉进行接枝共聚，
部分荧光单体会随着后处理流失，因此荧光乳液的

图 4 单体及荧光乳液的紫外光谱 荧光量子产率略低于荧光单体。且发现，ST-DMDAAC-
Fig. 4 UV spectra of monomer and copolymer emulsions FBs 的荧光量子产率略高于 ST-DMC-FBs，说明在

2.1.4 荧光光谱分析及荧光量子产率 相同的制备条件下，ST-DMDAAC-FBs 的接枝效率
将产物 FBs、ST-DMDAAC-FBs、ST-DMC-FBs 更高，因而其具有更好的光学性能。
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用蒸馏水分别配制成荧光单体质量浓度为 510 g/L 2.1.5 乳液稳定性
的溶液，以紫外光谱的最大吸收波长作为激发波长， 图 6 为 FBs、ST-DMDAAC-FBs、ST-DMC-FBs
扫描产物的荧光激发-发射光谱图，结果如图 5 所示。 的稳定性测试。不稳定系数（TSI）是通过透射光和
由图 5 可知，产物 FBs、ST-DMDAAC-FBs、ST-DMC-FBs 背散射光的信号直接计算得到，用来反映样品的不
的激发光谱和发射光谱的出峰位置均相同，且三者 稳定程度，TSI 值越小表明乳液的稳定性越好 [19] 。