Identificatiemethoden voor synthetische vezels- Jiaxing Fuda Chemical Fiber Factory

Met gewone synthetische vezels worden hoofdzakelijk de zes traditionele vezels bedoeld, namelijk polyester, nylon, acryl, polypropyleen, vinylon en chloropreen. Spandex, als veelgebruikt elastisch filament, wordt ook veel gebruikt.

1. De morfologie en structuur van verschillende synthetische vezels

Vanwege de verschillende chemische samenstellingen van verschillende synthetische vezels variëren ook hun spin- en vormmethoden. De spin- en vormmethoden hebben een aanzienlijke impact op de morfologie en structuur van de vezels.

Smeltspinnen wordt gebruikt voor polyester-, nylon- en polypropyleenvezels; De meeste acrylvezels, vinylonstapelvezels en gechloreerde vezels worden nat gesponnen; Spandex, sommige vinylon- en acrylvezels worden droog gesponnen. Tijdens het smeltspinnen wordt het gesmolten polymeer door het spindopgat naar buiten geperst en in de lucht gekoeld en gestold. De vezeldwarsdoorsnede is gerelateerd aan de vorm van het spindopgat, en de conventionele dwarsdoorsnede is cirkelvormig. De natgesponnen zijden stroken stollen in oplossing als gevolg van precipitatie van oplosmiddelen, met meestal een niet-cirkelvormige dwarsdoorsnede en een duidelijke huidkernstructuur. De morfologische kenmerken in de lengte- en dwarsdoorsnede van gewone synthetische vezels worden weergegeven in Tabel 6-1 en Figuren 6-1-4.

2. Verbrandingseigenschappen van diverse synthetische vezels

Wanneer u de verbrandingsmethode gebruikt om vezels te identificeren, is het belangrijk om u te concentreren op het observeren van de staat van de vezels wanneer ze de vlam naderen, ermee in contact komen en deze verlaten, en aandacht te besteden aan de geur die ontstaat tijdens de verbranding en de kenmerken van het residu. na verbranding. De verbrandingseigenschappen van veelgebruikte synthetische vezels zijn weergegeven in Tabel 6-2.

3. Chemische oplosbaarheidsprestaties van verschillende synthetische vezels

De stabiliteit van verschillende vezelmaterialen tegen chemische reagentia zoals zuren, logen en organische oplosmiddelen varieert. De oplosbaarheid van veelgebruikte synthetische vezels wordt weergegeven in Tabel 6-3.

4. Smeltpunt van verschillende synthetische vezels

De temperatuur waarbij de kristallen in een polymeer volledig verdwijnen, dat wil zeggen de temperatuur waarbij de kristallen smelten, wordt het smeltpunt genoemd. Synthetische vezels ondergaan bij hoge temperaturen veranderingen in de intermoleculaire bindingsstructuur, waarbij ze eerst zacht worden en vervolgens smelten. De meeste synthetische vezels hebben geen exacte smeltpunten zoals pure kristallen, en dezelfde vezel kan verschillende smeltpunten hebben vanwege verschillende fabrikanten of batchnummers. De smeltpunten van hetzelfde type vezel liggen echter binnen een relatief smal bereik vast, wat het type vezel kan bepalen. Natuurlijke cellulosevezels, geregenereerde cellulosevezels en eiwitvezels smelten, vanwege hun smeltpunt hoger dan het ontledingspunt, niet bij hoge temperaturen en ontleden of verkolen niet.

De smeltpuntmethode is algemeen toepasbaar voor het identificeren van synthetische vezels met duidelijke smeltpunteigenschappen, maar niet voor natuurlijke cellulosevezels, geregenereerde cellulosevezels en eiwitvezels. Het wordt doorgaans niet gebruikt als afzonderlijk middel voor kwalitatieve identificatie, maar kan worden gebruikt als aanvullende methode voor bevestiging op basis van andere identificatiemethoden.

Het observeren van de temperatuur van het uitsterven van vezels onder een smeltpuntmeter of een polarisatiemicroscoop met verwarmings- en temperatuurmeetapparatuur om het smeltpunt van vezels te bepalen, om het type vezel te identificeren. Vooral voor synthetische vezels zoals polyester, nylon en polypropyleen zijn hun morfologische kenmerken in de lengte- en dwarsdoorsnede en de verbrandingsprestaties zeer vergelijkbaar, en het gebruik van de smeltpuntmethode voor identificatie heeft aanzienlijke voordelen. De smeltpunten van de belangrijkste synthetische vezels worden weergegeven in Tabel 6-4.

5. Infraroodspectra van gewone vezels

De studie van infraroodspectroscopie (IR) begon in het begin van de 20e eeuw, toen wetenschappers infraroodspectra van meer dan 100 organische verbindingen hadden gepubliceerd, wat een krachtig middel bood om onbekende verbindingen te identificeren. Na de jaren zeventig, op basis van de ontwikkeling van elektronische computertechnologie, betrad de experimentele technologie Fourier-transformatie-infraroodspectroscopie (FTIR) het laboratorium van moderne scheikundigen en werd een belangrijk hulpmiddel voor structurele analyse.

(1) De basisprincipes van infraroodspectroscopie

Wanneer een straal infrarood licht met continue golflengten op het geteste monster wordt gestraald en de trillings- of rotatiefrequentie van een bepaalde groep in het stofmolecuul hetzelfde is als de frequentie van infrarood licht, gaat de geabsorbeerde energie van het molecuul over van de oorspronkelijke energie. grondtoestand trilling (rotatie) kinetisch energieniveau naar het hogere energie trilling (rotatie) kinetisch energieniveau. Nadat het molecuul de stralingsenergie van infrarood licht heeft geabsorbeerd, vindt er een overgang van trillings- en rotatie-energieniveaus plaats en wordt het licht op die golflengte door de substantie geabsorbeerd. Registreer de absorptie van infrarood licht door moleculen met behulp van een instrument om een infraroodspectrogram te verkrijgen. Daarom is infraroodspectroscopie de analyse van de vezelstructuur met behulp van de absorptie-eigenschappen van stoffen voor infrarood licht. Elke karakteristieke absorptieband in het spectrum bevat informatie over moleculaire groepen en bindingen van monsters, en verschillende stoffen hebben verschillende infraroodabsorptiespectra.

Infraroodspectrogrammen gebruiken doorgaans golflengte (λ) of golfgetal (σ). De horizontale as vertegenwoordigt de positie van de absorptiepiek en de verticale as vertegenwoordigt de absorptie-intensiteit met behulp van transmissie (T%) of absorptie (A).

(2) Zonering van infraroodspectroscopie

Het golflengtebereik van het infraroodspectrum bedraagt ongeveer 0,75 tot 1000 μM. Het infraroodspectrum is gewoonlijk verdeeld in drie gebieden: nabij-infraroodgebied, midden-infraroodgebied en ver-infraroodgebied. De relatie tussen golflengte en golfgetal wordt weergegeven in Tabel 6-5.

Rotatiespectra en trillingsspectra van bepaalde groepen. Vanwege het feit dat de fundamentele absorptiebanden van de meeste organische en anorganische stoffen in het midden-infraroodgebied voorkomen, is het midden-infraroodgebied het meest bestudeerde en toegepaste gebied, en verwijst de term die gewoonlijk infraroodspectroscopie wordt genoemd naar het midden-infraroodspectrum.

Afhankelijk van de bron van de absorptiepiek kan het midden-infraroodspectrum grofweg in twee gebieden worden verdeeld: het karakteristieke frequentiegebied en het vingerafdrukgebied.

① Karakteristiek frequentiebereik (4000-1300 cm-1): De absorptiepieken in het karakteristieke frequentiebereik worden voornamelijk gegenereerd door de rekvibratie van de functionele groepen, met een klein aantal maar sterke karakteristieken. Daarom zijn ze zeer waardevol bij groepsidentificatiewerk en worden ze voornamelijk gebruikt voor het identificeren van functionele groepen. Carbonylgroepen vertonen bijvoorbeeld altijd een rekvibratie van 5,9 μ, of het nu gaat om verbindingen zoals ketonen, zuren, esters of amiden. Er verschijnt een sterke absorptiepiek rond m, zoals weergegeven in figuur 5.9 van het spectrum. μ Als er een sterke absorptiepiek rond m, kan grofweg worden vastgesteld dat er carbonylgroepen in het molecuul zitten.

② Vingerafdrukgebied (1300-400 cm2): meerdere en complexe pieken zonder sterke kenmerken, voornamelijk gegenereerd door de trilling van enkele enkelvoudige binding C-O, C-N, C-H, O-H en andere functionele groepen. Wanneer de moleculaire structuur enigszins afwijkt, zijn er subtiele verschillen in absorptie in dit gebied. Deze situatie is alsof iedereen verschillende vingerafdrukken heeft, vandaar dat dit het vingerafdrukgebied wordt genoemd. Het vingerafdrukgebied is zeer nuttig voor het onderscheiden van verbindingen met vergelijkbare structuren.

(3) Infraroodspectra van gewone vezels

De karakteristieke groepen polymeerstoffen hebben drie hoofdkenmerken op het infraroodspectrum: de positie en intensiteit van de absorptiepiek, evenals de vorm van de absorptiepiek. Er zijn aanzienlijke verschillen in de infraroodspectra van verschillende stoffen, en dit principe kan worden gebruikt om textielvezels te identificeren.

Bij het gebruik van infraroodspectroscopie om textielvezels te identificeren, zijn er twee hoofdprocessen: "spectrummeting" en "spectrumlezen". Spectrale metingen omvatten het meten van het infraroodspectrum van onbekende vezels. Bij het aflezen van het spectrum wordt het infraroodspectrum van onbekende vezels vergeleken met het standaardspectrum van bekende vezels, waardoor de categorie van onbekende vezels wordt bepaald. De kwalitatieve analyse van textielvezels met behulp van infraroodspectroscopie heeft de kenmerken dat deze snel en gemakkelijk is, en wordt op grote schaal gebruikt.

De infraroodspectra van gewone textielvezels worden getoond in figuren 6-5 tot 6-12, en de belangrijkste karakteristieke absorptiespectra van verschillende vezels zijn te zien in andere referentiematerialen.