Identifikationsmetoder for syntetiske fibre- Jiaxing Fuda Chemical Fiber Factory

Almindelige syntetiske fibre refererer hovedsageligt til de seks traditionelle fibre, nemlig polyester, nylon, akryl, polypropylen, vinylon og chloropren. Spandex, som et almindeligt anvendt elastisk filament, er også meget brugt.

1. Morfologien og strukturen af forskellige syntetiske fibre

På grund af de forskellige kemiske sammensætninger af forskellige syntetiske fibre varierer deres spinde- og formningsmetoder også. Spinde- og formningsmetoderne har en væsentlig indflydelse på fibrenes morfologi og struktur.

Smeltespinding bruges til polyester-, nylon- og polypropylenfibre; De fleste akrylfibre, korte vinylonfibre og klorfibre er vådspundne; Spandex, noget vinylon og akrylfibre spindes tørre. Under smeltespinding presses den smeltede polymer ud gennem spindedysehullet og afkøles og størkner i luft. Fibertværsnittet er relateret til formen af spindedysehullet, og det konventionelle tværsnit er cirkulært. De vådspundne silkestrimler størkner i opløsning på grund af opløsningsmiddeludfældning, med for det meste ikke-cirkulært tværsnit og tydelig hudkernestruktur. De langsgående og tværsnits morfologiske karakteristika for almindelige syntetiske fibre er vist i tabel 6-1 og figur 6-1-4.

2. Forbrændingskarakteristika af forskellige syntetiske fibre

Når man bruger forbrændingsmetoden til at identificere fibre, er det vigtigt at fokusere på at observere fibrenes tilstand, når de nærmer sig, kommer i kontakt med og forlader flammen, og være opmærksom på lugten, der opstår under forbrændingen og resternes egenskaber. efter forbrænding. Forbrændingsegenskaberne for almindeligt anvendte syntetiske fibre er vist i tabel 6-2.

3. Kemisk opløselighed af forskellige syntetiske fibre

Stabiliteten af forskellige fibermaterialer over for kemiske reagenser såsom syrer, alkalier og organiske opløsningsmidler varierer. Opløseligheden af almindeligt anvendte syntetiske fibre er vist i tabel 6-3.

4. Smeltepunkt for forskellige syntetiske fibre

Den temperatur, hvor krystallerne i en polymer helt forsvinder, det vil sige den temperatur, hvor krystallerne smelter, kaldes smeltepunktet. Syntetiske fibre undergår ændringer i den intermolekylære bindingsstruktur under høj temperatur, blødgør først og smelter derefter. De fleste syntetiske fibre har ikke nøjagtige smeltepunkter som rene krystaller, og den samme fiber kan have forskellige smeltepunkter på grund af forskellige producenter eller batchnumre. Imidlertid er smeltepunkterne for den samme fibertype fastsat inden for et relativt snævert område, som kan bestemme fibertypen. Naturlige cellulosefibre, regenererede cellulosefibre og proteinfibre, på grund af deres smeltepunkt, der er højere end nedbrydningspunktet, smelter ikke under høj temperatur og nedbrydes eller forkulles.

Smeltepunktsmetoden er generelt anvendelig til at identificere syntetiske fibre med tydelige smeltepunktskarakteristika, men ikke til naturlige cellulosefibre, regenererede cellulosefibre og proteinfibre. Generelt bruges det ikke som et særskilt middel til kvalitativ identifikation, men kan bruges som en supplerende metode til bekræftelse på baggrund af andre identifikationsmetoder.

Observation af temperaturen for fiberudryddelse under en smeltepunktsmåler eller et polariserende mikroskop med opvarmnings- og temperaturmåleanordninger for at bestemme fibrenes smeltepunkt for at identificere typen af fiber. Især for syntetiske fibre som polyester, nylon og polypropylen er deres morfologiske egenskaber i længde- og tværsnit og forbrændingsevne meget ens, og brug af smeltepunktsmetoden til identifikation har betydelige fordele. Smeltepunkterne for de vigtigste syntetiske fibre er vist i tabel 6-4.

5. Infrarøde spektre af almindelige fibre

Undersøgelsen af infrarød spektroskopi (IR) begyndte i det tidlige 20. århundrede, da videnskabsmænd havde offentliggjort infrarøde spektre af over 100 organiske forbindelser, hvilket gav et kraftfuldt middel til at identificere ukendte forbindelser. Efter 1970'erne, på grundlag af udviklingen af elektronisk computerteknologi, kom Fourier transform infrarød spektroskopi (FTIR) eksperimentel teknologi ind i moderne kemikeres laboratorium og blev et vigtigt værktøj til strukturel analyse.

(1) De grundlæggende principper for infrarød spektroskopi

Når en stråle af infrarødt lys med kontinuerlige bølgelængder bestråles på den testede prøve, og vibrations- eller rotationsfrekvensen for en bestemt gruppe i stofmolekylet er den samme som frekvensen af infrarødt lys, går den absorberede energi af molekylet over fra den oprindelige grundtilstand vibration (rotation) kinetisk energi niveau til højere energi vibration (rotation) kinetisk energi niveau. Efter at molekylet absorberer strålingsenergien fra infrarødt lys, sker overgangen til vibrations- og rotationsenerginiveauer, og lyset ved den bølgelængde absorberes af stoffet. Registrer absorptionen af infrarødt lys af molekyler ved hjælp af et instrument for at opnå et infrarødt spektrogram. Derfor er infrarød spektroskopi analysen af fiberstruktur ved hjælp af stoffers absorptionsegenskaber til infrarødt lys. Hvert karakteristisk absorptionsbånd i spektret indeholder information om prøvens molekylære grupper og bindinger, og forskellige stoffer har forskellige infrarøde absorptionsspektre.

Infrarøde spektrogrammer bruger typisk bølgelængde（ λ) eller bølgetal（ σ) Den vandrette akse repræsenterer positionen af absorptionstoppen, og den lodrette akse repræsenterer absorptionsintensiteten ved brug af transmittans (T%) eller absorbans (A).

(2) Zonering af infrarød spektroskopi

Bølgelængdeområdet for det infrarøde spektrum er ca. 0,75 til 1000 μM. Det infrarøde spektrum er sædvanligvis opdelt i tre områder: nær infrarødt område, melleminfrarødt område og langt infrarødt område. Sammenhængen mellem bølgelængde og bølgetal er vist i tabel 6-5.

Rotationsspektre og vibrationsspektre for visse grupper. På grund af det faktum, at de fundamentale absorptionsbånd af de fleste organiske og uorganiske stoffer forekommer i det midterste infrarøde område, er det midterste infrarøde område det mest undersøgte og anvendte område, og det almindeligt omtalte infrarøde spektroskopi refererer til det midterste infrarøde spektrum.

Ifølge kilden til absorptionstoppen kan det midterste infrarøde spektrum groft opdeles i to områder: det karakteristiske frekvensområde og fingeraftryksområdet.

① Karakteristisk frekvensområde (4000-1300cm-1): Absorptionstoppene i det karakteristiske frekvensområde genereres hovedsageligt af de funktionelle gruppers strækvibrationer, med et lille antal, men stærk karakteristik. Derfor er de meget værdifulde i gruppeidentifikationsarbejde og bruges hovedsageligt til at identificere funktionelle grupper. For eksempel udviser carbonylgrupper, hvad enten det er i forbindelser som ketoner, syrer, estere eller amider, altid en strækvibration på 5,9 μ En stærk absorptionstop vises omkring m, som vist i figur 5.9 i spektret μ Hvis der er en stærk absorptionstop omkring m, kan det groft fastslås, at der er carbonylgrupper i molekylet.

② Fingeraftryksområde (1300-400cm2): Flere og komplekse toppe uden stærke karakteristika, hovedsageligt genereret af vibrationer af nogle enkeltbindings C-O, C-N, CH, O-H og andre funktionelle grupper. Når den molekylære struktur er lidt anderledes, er der subtile forskelle i absorption i denne region. Denne situation er som om alle har forskellige fingeraftryk, derfor kaldes det fingeraftryksområdet. Fingeraftryksområdet er meget nyttigt til at skelne forbindelser med lignende strukturer.

(3) Infrarøde spektre af almindelige fibre

De karakteristiske grupper af polymerstoffer har tre hovedkarakteristika på det infrarøde spektrum: positionen og intensiteten af absorptionstoppen samt formen af absorptionstoppen. Der er betydelige forskelle i de infrarøde spektre af forskellige stoffer, og dette princip kan bruges til at identificere tekstilfibre.

Når man bruger infrarød spektroskopi til at identificere tekstilfibre, er der to hovedprocesser: "spektrummåling" og "spektrumaflæsning". Spektral måling involverer måling af det infrarøde spektrum af ukendte fibre. Aflæsning af spektret involverer at sammenligne det infrarøde spektrum af ukendte fibre med standardspektret af kendte fibre, hvorved kategorien af ukendte fibre bestemmes. Den kvalitative analyse af tekstilfibre ved hjælp af infrarød spektroskopi har karakteristika ved at være hurtig og bekvem og er blevet brugt i vid udstrækning.

De infrarøde spektre af almindelige tekstilfibre er vist i figur 6-5 til 6-12, og de vigtigste karakteristiske absorptionsspektre for forskellige fibre kan ses i andre referencematerialer.