Synteettikuitujen tunnistusmenetelmät- Jiaxing Fuda Chemical Fiber Factory

Tavalliset synteettiset kuidut viittaavat pääasiassa kuuteen perinteiseen kuituun, nimittäin polyesteriin, nyloniin, akryyliin, polypropeeniin, vinyloniin ja kloropreeniin. Elastaania, yleisesti käytettynä elastisena filamenttina, käytetään myös laajasti.

1. Erilaisten synteettisten kuitujen morfologia ja rakenne

Erilaisten synteettisten kuitujen erilaisista kemiallisista koostumuksista johtuen myös niiden kehruu- ja muovausmenetelmät vaihtelevat. Kehruu- ja muovausmenetelmillä on merkittävä vaikutus kuitujen morfologiaan ja rakenteeseen.

Sulakehruuta käytetään polyesteri-, nailon- ja polypropeenikuiduille; Useimmat akryylikuidut, vinylonkatkokuidut ja klooratut kuidut ovat märkäkehrättyjä; Spandex, jotkut vinylon- ja akryylikuidut kehrätään kuivaksi. Sulakehräyksen aikana sula polymeeri puristetaan ulos kehruureiän läpi ja jäähtyy ja jähmettyy ilmassa. Kuidun poikkileikkaus liittyy kehruureiän muotoon, ja tavanomainen poikkileikkaus on pyöreä. Märkäkehrätyt silkkinauhat jähmettyvät liuoksessa liuottimen saostumisen seurauksena, poikkileikkaukseltaan enimmäkseen ei pyöreä ja ihon ydinrakenne on ilmeinen. Tavallisten synteettikuitujen pituus- ja poikkileikkausmorfologiset ominaisuudet on esitetty taulukossa 6-1 ja kuvioissa 6-1-4.

2. Erilaisten synteettisten kuitujen palamisominaisuudet

Polttomenetelmää käytettäessä kuitujen tunnistamiseen on tärkeää keskittyä kuitujen tilan tarkkailuun niiden lähestyessä liekkejä, joutuessaan kosketuksiin liekin kanssa ja poistuessaan siitä sekä kiinnittää huomiota palamisen aikana syntyvään hajuun ja jäännöksen ominaisuuksiin. palamisen jälkeen. Yleisesti käytettyjen synteettisten kuitujen palamisominaisuudet on esitetty taulukossa 6-2.

3. Erilaisten synteettisten kuitujen kemiallinen liukoisuus

Erilaisten kuitumateriaalien stabiilisuus kemiallisia reagensseja, kuten happoja, emäksiä ja orgaanisia liuottimia kohtaan vaihtelee. Yleisesti käytettyjen synteettisten kuitujen liukoisuus on esitetty taulukossa 6-3.

4. Erilaisten synteettisten kuitujen sulamispiste

Lämpötilaa, jossa polymeerin kiteet katoavat kokonaan, eli lämpötilaa, jossa kiteet sulavat, kutsutaan sulamispisteeksi. Synteettiset kuidut käyvät läpi muutoksia molekyylien välisessä sidosrakenteessa korkeassa lämpötilassa, pehmeneen ensin ja sitten sulaen. Useimmilla synteettisillä kuiduilla ei ole tarkkoja sulamispisteitä, kuten puhtailla kiteillä, ja samalla kuidulla voi olla erilaiset sulamispisteet eri valmistajien tai eränumeroiden vuoksi. Samantyyppisen kuidun sulamispisteet ovat kuitenkin kiinteät suhteellisen kapealle alueelle, mikä voi määrittää kuitutyypin. Luonnolliset selluloosakuidut, regeneroidut selluloosakuidut ja proteiinikuidut eivät hajoamispistettä korkeamman sulamispisteensä vuoksi sula korkeassa lämpötilassa eivätkä hajoa tai hiilty.

Sulamispistemenetelmää voidaan yleisesti soveltaa sellaisten synteettisten kuitujen tunnistamiseen, joilla on selvät sulamispisteominaisuudet, mutta ei luonnonselluloosakuituihin, regeneroituihin selluloosakuituihin ja proteiinikuituihin. Yleensä sitä ei käytetä erillisenä laadullisen tunnistamisen välineenä, vaan sitä voidaan käyttää täydentävänä vahvistusmenetelmänä muiden tunnistusmenetelmien perusteella.

Kuitujen ekstinktiolämpötilan tarkkailu sulamispistemittarilla tai polarisoivalla mikroskoopilla lämmitys- ja lämpötilanmittauslaitteilla kuitujen sulamispisteen määrittämiseksi kuitutyypin tunnistamiseksi. Erityisesti synteettisten kuitujen, kuten polyesterin, nailonin ja polypropeenin, osalta niiden pituus- ja poikkileikkausmorfologiset ominaisuudet ja palamiskyky ovat hyvin samankaltaisia, ja sulamispistemenetelmän käyttämisellä tunnistamiseen on merkittäviä etuja. Pääasiallisten synteettisten kuitujen sulamispisteet on esitetty taulukossa 6-4.

5. Tavallisten kuitujen infrapunaspektrit

Infrapunaspektroskopian (IR) tutkimus alkoi 1900-luvun alussa, jolloin tiedemiehet olivat julkaisseet yli 100 orgaanisen yhdisteen infrapunaspektrit, jotka tarjosivat tehokkaan keinon tuntemattomien yhdisteiden tunnistamiseen. 1970-luvun jälkeen elektronisen tietotekniikan kehityksen pohjalta Fourier-muunnosinfrapunaspektroskopian (FTIR) kokeellinen tekniikka tuli nykyaikaisten kemistien laboratorioon ja siitä tuli tärkeä työkalu rakenneanalyysissä.

(1) Infrapunaspektroskopian perusperiaatteet

Kun testattavaan näytteeseen säteilytetään jatkuvan aallonpituuden omaavaa infrapunavalonsädettä ja ainemolekyylin tietyn ryhmän värähtely- tai pyörimistaajuus on sama kuin infrapunavalon taajuus, molekyylin absorboitunut energia siirtyy alkuperäisestä. perustilan värähtely (kierto) kineettinen energiataso korkeampaan energiavärähtelyn (kierto) kineettiseen energiatasoon. Sen jälkeen kun molekyyli absorboi infrapunavalon säteilyenergiaa, tapahtuu värähtely- ja pyörimisenergiatasojen muutos, ja aine absorboi valon tällä aallonpituudella. Kirjaa molekyylien infrapunavalon absorptio käyttämällä instrumenttia infrapunaspektrogrammin saamiseksi. Siksi infrapunaspektroskopia on kuiturakenteen analyysi käyttäen aineiden absorptio-ominaisuuksia infrapunavaloon. Jokainen spektrin ominaisabsorptiokaista sisältää tietoa näytemolekyyliryhmistä ja sidoksista, ja eri aineilla on erilaiset infrapuna-absorptiospektrit.

Infrapunaspektrogrammit käyttävät tyypillisesti aallonpituutta (λ) tai aallonlukua (σ) Vaaka-akseli edustaa absorptiohuipun sijaintia ja pystyakseli edustaa absorption intensiteettiä käyttämällä läpäisykykyä (T%) tai absorbanssia (A).

(2) Infrapunaspektroskopian vyöhykejako

Infrapunaspektrin aallonpituusalue on noin 0,75 - 1000 μM. Infrapunaspektri on yleensä jaettu kolmeen alueeseen: lähi-infrapuna-alue, keski-infrapuna-alue ja kauko-infrapuna-alue. Aallonpituuden ja aaltoluvun välinen suhde on esitetty taulukossa 6-5.

Tiettyjen ryhmien pyörimis- ja värähtelyspektrit. Koska useimpien orgaanisten ja epäorgaanisten aineiden perusabsorptiokaistat esiintyvät keski-infrapuna-alueella, keski-infrapuna-alue on eniten tutkittu ja käytetty alue, ja yleisesti kutsuttu infrapunaspektroskopia viittaa keski-infrapunaspektriin.

Absorptiohuipun lähteen mukaan keski-infrapunaspektri voidaan jakaa karkeasti kahteen alueeseen: ominaistaajuusalueeseen ja sormenjälkialueeseen.

① Ominainen taajuusalue (4000-1300cm-1): Ominaistaajuusalueen absorptiohuiput syntyvät pääasiassa toiminnallisten ryhmien venytysvärähtelyn vaikutuksesta, joilla on pieni määrä mutta voimakkaita ominaisuuksia. Siksi ne ovat erittäin arvokkaita ryhmien tunnistustyössä ja niitä käytetään pääasiassa funktionaalisten ryhmien tunnistamiseen. Esimerkiksi karbonyyliryhmillä, olipa se sitten yhdisteissä, kuten ketoneissa, hapoissa, estereissä tai amideissa, on aina 5,9 μ:n venytysvärähtely. Voimakas absorptiohuippu esiintyy m:n ympärillä, kuten spektrin μ kuvassa 5.9 näkyy, jos on voimakas värähtely. absorptiohuippu noin m, voidaan karkeasti määrittää, että molekyylissä on karbonyyliryhmiä.

② Sormenjälkialue (1300-400 cm2): Useita ja monimutkaisia huippuja ilman vahvoja ominaisuuksia, jotka syntyvät pääasiassa joidenkin yksittäisten sidosten C-O, C-N, C-H, OH ja muiden funktionaalisten ryhmien värähtelystä. Kun molekyylirakenne on hieman erilainen, tällä alueella on hienoisia eroja absorptiossa. Tämä tilanne on kuin jokaisella olisi erilaiset sormenjäljet, joten sitä kutsutaan sormenjälkialueeksi. Sormenjälkialue on erittäin hyödyllinen samankaltaisten yhdisteiden erottamisessa.

(3) Tavallisten kuitujen infrapunaspektrit

Polymeeriaineiden ominaisryhmillä on kolme pääominaisuutta infrapunaspektrillä: absorptiohuipun sijainti ja intensiteetti sekä absorptiohuipun muoto. Eri aineiden infrapunaspektreissä on merkittäviä eroja, ja tätä periaatetta voidaan käyttää tekstiilikuitujen tunnistamiseen.

Infrapunaspektroskopiaa käytettäessä tekstiilikuitujen tunnistamiseen on kaksi pääprosessia: "spektrin mittaus" ja "spektrin lukeminen". Spektrimittaukseen kuuluu tuntemattomien kuitujen infrapunaspektrin mittaaminen. Spektrin lukeminen sisältää tuntemattomien kuitujen infrapunaspektrin vertaamisen tunnettujen kuitujen standardispektriin, jolloin määritetään tuntemattomien kuitujen luokka. Tekstiilikuitujen kvalitatiivinen analyysi infrapunaspektroskopialla on nopeaa ja kätevää, ja sitä on käytetty laajalti.

Tavallisten tekstiilikuitujen infrapunaspektrit on esitetty kuvissa 6-5 - 6-12, ja eri kuitujen tärkeimmät tunnusomaiset absorptiospektrit ovat nähtävissä muissa vertailumateriaaleissa.