Магнитные свойства битумов
Спектры ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Ядерный магнитный резонанс недавно начали применять при исследованиях битумов. Вращающееся ядро молекулы ведет себя как магнит и ориентируется в магнитном поле. Атомы, имеющие ядерный спин и обычно входящие в состав органических соединений, — это атомы водорода и азота. Большинство измерений ЯМР проведено на атомах водорода, поэтому этот метод называют также протонной магнитной резонансной спектроскопией. Методом ЯМР можно определить водородные атомы, входящие в состав гидроксильных, метиленовых, метальных, фенильных групп. Метод применялся для определения изменений, происходящих в битуме в процессе окисления. При проведении анализа раствор испытуемого материала помещают в магнитное поле и подвергают действию радиочастотного поля.
Пики на спектре соответствуют протонам с различными частотами у разных атомов водорода. Площадь под пикой на кривой пропорциональна количеству этих атомов.
Спектры электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Метод обусловлен магнитным резонансом неспаренных электронов. Эта область представляет часть спектра, которая находится между дальней инфракрасной и радиочастотной областями. Метод ЭПР применяют для молекул, имеющих неспаренный электрон, т. е. обладающих магнитным моментом.
Метод применен для определения числа неспаренных электронов в компонентах битума. Эти электроны обусловливают образование ассоциатов. Неспаренные электроны обнаружены в ароматических фракциях и асфальтенах, они небыли найдены в парафиновых и циклопарафиновых фракциях. Асфальтены в битумах являются основными носителями парамагнитных центров.
Число неспаренных электронов в асфальтенах зависит от среды, в которой они находятся.