Identifieringsmetoder för syntetfibrer- Jiaxing Fuda Chemical Fiber Factory

Vanliga syntetiska fibrer avser huvudsakligen de sex traditionella fibrerna, nämligen polyester, nylon, akryl, polypropen, vinylon och kloropren. Spandex, som en vanlig elastisk filament, används också i stor utsträckning.

1. Morfologin och strukturen hos olika syntetiska fibrer

På grund av de olika kemiska sammansättningarna av olika syntetiska fibrer varierar även deras spinning och formningsmetoder. Spinnnings- och formningsmetoderna har en betydande inverkan på fibrernas morfologi och struktur.

Smältspinning används för polyester-, nylon- och polypropenfibrer; De flesta akrylfibrer, vinylonstapelfibrer och klorfibrer är våtspunnna; Spandex, lite vinylon och akrylfibrer snurras torrt. Under smältspinning pressas den smälta polymeren ut genom spinnmunstyckets hål och kyls och stelnar i luft. Fibertvärsnittet är relaterat till formen på spinndyshålet, och det konventionella tvärsnittet är cirkulärt. De våtspunna sidenremsorna stelnar i lösning på grund av lösningsmedelsutfällning, med mestadels icke-cirkulärt tvärsnitt och tydlig hudkärnstruktur. De longitudinella och tvärsnitts morfologiska egenskaperna hos vanliga syntetiska fibrer visas i tabell 6-1 och figurer 6-1-4.

2. Förbränningsegenskaper hos olika syntetiska fibrer

När man använder förbränningsmetoden för att identifiera fibrer är det viktigt att fokusera på att observera fibrernas tillstånd när de närmar sig, kommer i kontakt med och lämnar lågan, och uppmärksamma lukten som genereras under förbränningen och egenskaperna hos resterna. efter förbränning. Förbränningsegenskaperna för vanliga syntetiska fibrer visas i Tabell 6-2.

3. Kemisk löslighetsprestanda för olika syntetiska fibrer

Stabiliteten hos olika fibermaterial mot kemiska reagenser såsom syror, alkalier och organiska lösningsmedel varierar. Lösligheten för vanliga syntetiska fibrer visas i Tabell 6-3.

4. Smältpunkt för olika syntetiska fibrer

Den temperatur vid vilken kristallerna i en polymer helt försvinner, det vill säga den temperatur vid vilken kristallerna smälter, kallas för smältpunkt. Syntetiska fibrer genomgår förändringar i den intermolekylära bindningsstrukturen under hög temperatur, mjuknar först och smälter sedan. De flesta syntetiska fibrer har inte exakta smältpunkter som rena kristaller, och samma fiber kan ha olika smältpunkter på grund av olika tillverkare eller batchnummer. Smältpunkterna för samma fibertyp är dock fixerade inom ett relativt snävt område, vilket kan avgöra fibertypen. Naturliga cellulosafibrer, regenererade cellulosafibrer och proteinfibrer, på grund av deras smältpunkt högre än sönderdelningspunkten, smälter inte under hög temperatur och sönderdelas eller förkolnas.

Smältpunktsmetoden är generellt tillämpbar för att identifiera syntetiska fibrer med uppenbara smältpunktsegenskaper, men inte på naturliga cellulosafibrer, regenererade cellulosafibrer och proteinfibrer. I allmänhet används det inte som ett separat sätt för kvalitativ identifiering, utan kan användas som en kompletterande metod för bekräftelse på grundval av andra identifieringsmetoder.

Observation av temperaturen för fibersläckning under en smältpunktsmätare eller ett polariserande mikroskop med uppvärmnings- och temperaturmätningsanordningar för att bestämma smältpunkten för fibrer, för att identifiera typen av fiber. Speciellt för syntetiska fibrer som polyester, nylon och polypropen är deras morfologiska egenskaper i längdled och tvärsnitt och förbränningsprestanda mycket lika, och användningen av smältpunktsmetoden för identifiering har betydande fördelar. Smältpunkterna för de huvudsakliga syntetfibrerna visas i Tabell 6-4.

5. Infraröda spektra av vanliga fibrer

Studiet av infraröd spektroskopi (IR) började i början av 1900-talet, när forskare hade publicerat infraröda spektra av över 100 organiska föreningar, vilket gav ett kraftfullt sätt att identifiera okända föreningar. Efter 1970-talet, på grundval av utvecklingen av elektronisk datorteknik, gick Fourier transform infraröd spektroskopi (FTIR) experimentell teknologi in i moderna kemisters laboratorium och blev ett viktigt verktyg för strukturanalys.

(1) De grundläggande principerna för infraröd spektroskopi

När en stråle av infrarött ljus med kontinuerliga våglängder bestrålas på det testade provet, och vibrations- eller rotationsfrekvensen för en viss grupp i ämnesmolekylen är densamma som frekvensen av infrarött ljus, övergår den absorberade energin hos molekylen från den ursprungliga marktillstånd vibration (rotation) kinetisk energinivå till högre energi vibration (rotation) kinetisk energinivå. Efter att molekylen absorberat strålningsenergin från infrarött ljus sker övergången av vibrations- och rotationsenerginivåerna, och ljuset vid den våglängden absorberas av ämnet. Registrera absorptionen av infrarött ljus av molekyler med hjälp av ett instrument för att erhålla ett infrarött spektrogram. Därför är infraröd spektroskopi analysen av fiberstrukturen med användning av ämnens absorptionsegenskaper till infrarött ljus. Varje karakteristiskt absorptionsband i spektrumet innehåller information om provets molekylära grupper och bindningar, och olika ämnen har olika infraröda absorptionsspektra.

Infraröda spektrogram använder vanligtvis våglängd（ λ) eller vågnummer（ σ) Den horisontella axeln representerar positionen för absorptionstoppen, och den vertikala axeln representerar absorptionsintensiteten med användning av transmittans (T%) eller absorbans (A).

(2) Zonindelning av infraröd spektroskopi

Våglängdsområdet för det infraröda spektrumet är cirka 0,75 till 1000 μM. Det infraröda spektrumet delas vanligtvis in i tre regioner: nära infraröd region, mellaninfraröd region och fjärrinfraröd region. Sambandet mellan våglängd och vågnummer visas i Tabell 6-5.

Rotationsspektra och vibrationsspektra för vissa grupper. På grund av det faktum att de grundläggande absorptionsbanden för de flesta organiska och oorganiska ämnen förekommer i det mellaninfraröda området, är det mellaninfraröda området det mest studerade och tillämpade området, och det som vanligtvis kallas infraröd spektroskopi hänvisar till det mellaninfraröda spektrumet.

Beroende på källan till absorptionstoppen kan det mellaninfraröda spektrumet grovt delas in i två regioner: det karakteristiska frekvensområdet och fingeravtrycksområdet.

① Karakteristiskt frekvensområde (4000-1300cm-1): Absorptionstopparna i det karakteristiska frekvensområdet genereras huvudsakligen av de funktionella gruppernas sträckande vibrationer, med ett litet antal men stark karakteristik. Därför är de mycket värdefulla i gruppidentifieringsarbete och används främst för att identifiera funktionella grupper. Till exempel uppvisar karbonylgrupper, oavsett om det är i föreningar som ketoner, syror, estrar eller amider, alltid en töjningsvibration på 5,9 μ En stark absorptionstopp visas runt m, som visas i figur 5.9 i spektrumet μ Om det finns en stark absorptionstopp runt m, kan man grovt bestämma att det finns karbonylgrupper i molekylen.

② Fingeravtryckarea (1300-400cm2): Flera och komplexa toppar utan starka egenskaper, huvudsakligen genererade av vibrationer av någon enkelbindning C-O, C-N, CH, O-H och andra funktionella grupper. När den molekylära strukturen är något annorlunda, finns det subtila skillnader i absorption i denna region. Denna situation är som att alla har olika fingeravtryck, därför kallas det fingeravtrycksområdet. Fingeravtrycksområdet är mycket användbart för att särskilja föreningar med liknande strukturer.

(3) Infraröda spektra av vanliga fibrer

De karakteristiska grupperna av polymera ämnen har tre huvudegenskaper på det infraröda spektrumet: positionen och intensiteten av absorptionstoppen, såväl som formen på absorptionstoppen. Det finns betydande skillnader i olika ämnens infraröda spektra, och denna princip kan användas för att identifiera textilfibrer.

När man använder infraröd spektroskopi för att identifiera textilfibrer finns det två huvudprocesser: "spektrummätning" och "spektrumavläsning". Spektralmätning innebär att man mäter det infraröda spektrumet av okända fibrer. Att läsa spektrumet innebär att jämföra det infraröda spektrumet av okända fibrer med standardspektrumet för kända fibrer, och därigenom bestämma kategorin av okända fibrer. Den kvalitativa analysen av textilfibrer med infraröd spektroskopi har egenskaperna att vara snabb och bekväm och har använts i stor utsträckning.

De infraröda spektra för vanliga textilfibrer visas i figurerna 6-5 till 6-12, och de huvudsakliga karaktäristiska absorptionsspektra för olika fibrer kan ses i andra referensmaterial.