Identifikasjonsmetoder for syntetiske fibre- Jiaxing Fuda Chemical Fiber Factory

Vanlige syntetiske fibre refererer hovedsakelig til de seks tradisjonelle fibrene, nemlig polyester, nylon, akryl, polypropylen, vinylon og kloropren. Spandex, som et ofte brukt elastisk filament, er også mye brukt.

1. Morfologien og strukturen til ulike syntetiske fibre

På grunn av de forskjellige kjemiske sammensetningene til forskjellige syntetiske fibre, varierer også spinning- og formingsmetodene deres. Spinne- og formingsmetodene har en betydelig innvirkning på fibrenes morfologi og struktur.

Smeltespinning brukes til polyester-, nylon- og polypropylenfibre; De fleste akrylfibre, vinylonstapelfibre og klorfibre er våtspunnet; Spandex, noe vinylon og akrylfibre spinnes tørre. Under smeltespinning presses den smeltede polymeren ut gjennom spinnedysehullet og avkjøles og størkner i luft. Fibertverrsnittet er relatert til formen på spinnedysehullet, og det konvensjonelle tverrsnittet er sirkulært. De våtspunnede silkestripene størkner i løsning på grunn av løsemiddelutfelling, med stort sett ikke-sirkulært tverrsnitt og tydelig hudkjernestruktur. De langsgående og tverrsnitts morfologiske egenskapene til vanlige syntetiske fibre er vist i tabell 6-1 og figurer 6-1-4.

2. Forbrenningsegenskaper til ulike syntetiske fibre

Når man bruker forbrenningsmetoden for å identifisere fibre, er det viktig å fokusere på å observere fibrenes tilstand når de nærmer seg, kommer i kontakt med og forlater flammen, og ta hensyn til lukten som genereres under forbrenningen og egenskapene til restene. etter forbrenning. Forbrenningsegenskapene til vanlig brukte syntetiske fibre er vist i tabell 6-2.

3. Kjemisk løselighet ytelse av ulike syntetiske fibre

Stabiliteten til ulike fibermaterialer overfor kjemiske reagenser som syrer, alkalier og organiske løsningsmidler varierer. Løseligheten til vanlig brukte syntetiske fibre er vist i tabell 6-3.

4. Smeltepunkt for ulike syntetiske fibre

Temperaturen hvor krystallene i en polymer forsvinner helt, dvs. temperaturen hvor krystallene smelter, kalles smeltepunktet. Syntetiske fibre gjennomgår endringer i den intermolekylære koblingsstrukturen under høy temperatur, mykner først og smelter deretter. De fleste syntetiske fibre har ikke eksakte smeltepunkter som rene krystaller, og den samme fiberen kan ha forskjellige smeltepunkter på grunn av forskjellige produsenter eller batchnummer. Imidlertid er smeltepunktene til samme type fiber fastsatt innenfor et relativt smalt område, som kan bestemme fibertypen. Naturlige cellulosefibre, regenererte cellulosefibre og proteinfibre, på grunn av deres smeltepunkt høyere enn nedbrytningspunktet, smelter ikke under høy temperatur og brytes ned eller karboniseres.

Smeltepunktmetoden er generelt anvendelig for å identifisere syntetiske fibre med åpenbare smeltepunktegenskaper, men ikke for naturlige cellulosefibre, regenererte cellulosefibre og proteinfibre. Generelt brukes det ikke som et eget middel for kvalitativ identifikasjon, men kan brukes som en supplerende metode for bekreftelse på grunnlag av andre identifikasjonsmetoder.

Observere temperaturen ved fiberutryddelse under en smeltepunktsmåler eller et polariserende mikroskop med oppvarmings- og temperaturmålingsenheter for å bestemme smeltepunktet til fibre, for å identifisere fibertypen. Spesielt for syntetiske fibre som polyester, nylon og polypropylen er deres langsgående og tverrsnitts morfologiske egenskaper og forbrenningsytelse svært like, og bruk av smeltepunktmetoden for identifikasjon har betydelige fordeler. Smeltepunktene til de viktigste syntetiske fibrene er vist i tabell 6-4.

5. Infrarøde spektra av vanlige fibre

Studiet av infrarød spektroskopi (IR) begynte tidlig på 1900-tallet, da forskere hadde publisert infrarøde spektre av over 100 organiske forbindelser, noe som ga en kraftig måte å identifisere ukjente forbindelser. Etter 1970-tallet, på grunnlag av utviklingen av elektronisk datateknologi, gikk Fourier transform infrarød spektroskopi (FTIR) eksperimentell teknologi inn i laboratoriet til moderne kjemikere og ble et viktig verktøy for strukturell analyse.

(1) De grunnleggende prinsippene for infrarød spektroskopi

Når en stråle av infrarødt lys med kontinuerlige bølgelengder bestråles på den testede prøven, og vibrasjons- eller rotasjonsfrekvensen til en viss gruppe i stoffmolekylet er den samme som frekvensen av infrarødt lys, går den absorberte energien til molekylet over fra den opprinnelige grunntilstand vibrasjon (rotasjon) kinetisk energinivå til høyere energi vibrasjon (rotasjon) kinetisk energinivå. Etter at molekylet absorberer strålingsenergien til infrarødt lys, skjer overgangen til vibrasjons- og rotasjonsenerginivåene, og lyset ved den bølgelengden absorberes av stoffet. Registrer absorpsjon av infrarødt lys av molekyler ved å bruke et instrument for å oppnå et infrarødt spektrogram. Derfor er infrarød spektroskopi analysen av fiberstrukturen ved å bruke absorpsjonsegenskapene til stoffer til infrarødt lys. Hvert karakteristisk absorpsjonsbånd i spekteret inneholder informasjon om prøvemolekylære grupper og bindinger, og forskjellige stoffer har forskjellige infrarøde absorpsjonsspektra.

Infrarøde spektrogrammer bruker vanligvis bølgelengde（ λ) eller bølgetall（ σ) Den horisontale aksen representerer posisjonen til absorpsjonstoppen, og den vertikale aksen representerer absorpsjonsintensiteten ved bruk av transmittans (T%) eller absorbans (A).

(2) Sonering av infrarød spektroskopi

Bølgelengdeområdet til det infrarøde spekteret er omtrent 0,75 til 1000 μM. Det infrarøde spekteret er vanligvis delt inn i tre områder: nær infrarød region, midt infrarød region og fjern infrarød region. Sammenhengen mellom bølgelengde og bølgetall er vist i Tabell 6-5.

Rotasjonsspektra og vibrasjonsspektra for visse grupper. På grunn av det faktum at de grunnleggende absorpsjonsbåndene til de fleste organiske og uorganiske stoffer forekommer i den midtre infrarøde regionen, er den midtre infrarøde regionen den mest studerte og anvendte regionen, og den ofte refererte til som infrarød spektroskopi refererer til det midtre infrarøde spekteret.

I henhold til kilden til absorpsjonstoppen kan det midtre infrarøde spekteret grovt deles inn i to regioner: det karakteristiske frekvensområdet og fingeravtrykksområdet.

① Karakteristisk frekvensområde (4000-1300cm-1): Absorpsjonstoppene i det karakteristiske frekvensområdet genereres hovedsakelig av strekkvibrasjonen til funksjonsgruppene, med et lite antall, men sterk karakteristikk. Derfor er de svært verdifulle i gruppeidentifikasjonsarbeid og brukes hovedsakelig til å identifisere funksjonelle grupper. For eksempel viser karbonylgrupper, enten i forbindelser som ketoner, syrer, estere eller amider, alltid en strekkvibrasjon på 5,9 μ En sterk absorpsjonstopp vises rundt m, som vist i figur 5.9 i spekteret μ Hvis det er en sterk absorpsjonstopp rundt m, kan det grovt fastslås at det er karbonylgrupper i molekylet.

② Fingeravtrykkområde (1300-400cm2): Flere og komplekse topper uten sterke egenskaper, hovedsakelig generert av vibrasjonen av noen enkeltbindings C-O, C-N, CH, O-H og andre funksjonelle grupper. Når molekylstrukturen er litt annerledes, er det subtile forskjeller i absorpsjon i denne regionen. Denne situasjonen er som om alle har forskjellige fingeravtrykk, derfor kalles det fingeravtrykksområdet. Fingeravtrykkområdet er veldig nyttig for å skille forbindelser med lignende strukturer.

(3) Infrarøde spektra av vanlige fibre

De karakteristiske gruppene av polymerstoffer har tre hovedegenskaper på det infrarøde spekteret: posisjonen og intensiteten til absorpsjonstoppen, samt formen på absorpsjonstoppen. Det er betydelige forskjeller i de infrarøde spektrene til forskjellige stoffer, og dette prinsippet kan brukes til å identifisere tekstilfibre.

Ved bruk av infrarød spektroskopi for å identifisere tekstilfibre, er det to hovedprosesser: "spektrummåling" og "spekteravlesning". Spektralmåling innebærer å måle det infrarøde spekteret til ukjente fibre. Å lese spekteret innebærer å sammenligne det infrarøde spekteret av ukjente fibre med standardspekteret til kjente fibre, og dermed bestemme kategorien av ukjente fibre. Den kvalitative analysen av tekstilfibre ved bruk av infrarød spektroskopi har egenskapene til å være rask og praktisk, og har blitt mye brukt.

De infrarøde spektrene til vanlige tekstilfibre er vist i figurene 6-5 til 6-12, og de viktigste karakteristiske absorpsjonsspektrene til forskjellige fibre kan sees i andre referansematerialer.