Métodos de identificación de fibras sintéticas.- Jiaxing Fuda Chemical Fiber Factory

Las fibras sintéticas ordinarias se refieren principalmente a las seis fibras tradicionales, a saber, poliéster, nailon, acrílico, polipropileno, vinilón y cloropreno. El spandex, como filamento elástico comúnmente utilizado, también se utiliza ampliamente.

1. La morfología y estructura de diversas fibras sintéticas.

Debido a las diferentes composiciones químicas de las distintas fibras sintéticas, sus métodos de hilado y formación también varían. Los métodos de hilado y formado tienen un impacto significativo en la morfología y estructura de las fibras.

El hilado por fusión se utiliza para fibras de poliéster, nailon y polipropileno; La mayoría de las fibras acrílicas, fibras cortadas de vinilón y fibras cloradas se hilan en húmedo; El spandex, algo de vinilo y fibras acrílicas se hilan en seco. Durante el hilado por fusión, el polímero fundido se presiona hacia afuera a través del orificio de la hilera y se enfría y solidifica en el aire. La sección transversal de la fibra está relacionada con la forma del orificio de la hilera y la sección transversal convencional es circular. Las tiras de seda hilada en húmedo se solidifican en solución debido a la precipitación de solventes, con una sección transversal en su mayoría no circular y una estructura central de piel obvia. Las características morfológicas longitudinales y transversales de las fibras sintéticas comunes se muestran en la Tabla 6-1 y las Figuras 6-1-4.

2. Características de combustión de diversas fibras sintéticas.

Al utilizar el método de combustión para identificar fibras, es importante centrarse en observar el estado de las fibras cuando se acercan, entran en contacto y salen de la llama, y prestar atención al olor generado durante la combustión y las características del residuo. después de la combustión. Las características de combustión de las fibras sintéticas comúnmente utilizadas se muestran en la Tabla 6-2.

3. Rendimiento de solubilidad química de diversas fibras sintéticas.

La estabilidad de diversos materiales de fibra frente a reactivos químicos como ácidos, álcalis y disolventes orgánicos varía. La solubilidad de las fibras sintéticas comúnmente utilizadas se muestra en la Tabla 6-3.

4. Punto de fusión de diversas fibras sintéticas.

La temperatura a la que los cristales de un polímero desaparecen por completo, es decir, la temperatura a la que los cristales se funden, se denomina punto de fusión. Las fibras sintéticas sufren cambios en la estructura de enlaces intermoleculares bajo altas temperaturas, ablandándose primero y luego fundiéndose. La mayoría de las fibras sintéticas no tienen puntos de fusión exactos como los cristales puros, y la misma fibra puede tener diferentes puntos de fusión debido a diferentes fabricantes o números de lote. Sin embargo, los puntos de fusión del mismo tipo de fibra se fijan dentro de un rango relativamente estrecho, lo que puede determinar el tipo de fibra. Las fibras de celulosa natural, las fibras de celulosa regenerada y las fibras proteicas, debido a su punto de fusión superior al punto de descomposición, no se funden a altas temperaturas ni se descomponen ni carbonizan.

El método del punto de fusión es generalmente aplicable para identificar fibras sintéticas con características obvias de punto de fusión, pero no para fibras de celulosa naturales, fibras de celulosa regeneradas y fibras proteicas. Generalmente, no se utiliza como medio independiente de identificación cualitativa, sino que puede utilizarse como método complementario de confirmación basándose en otros métodos de identificación.

Observar la temperatura de extinción de las fibras bajo un medidor de punto de fusión o un microscopio polarizador con dispositivos de calentamiento y medición de temperatura para determinar el punto de fusión de las fibras, con el fin de identificar el tipo de fibra. Especialmente para fibras sintéticas como poliéster, nailon y polipropileno, sus características morfológicas longitudinales y transversales y su rendimiento de combustión son muy similares, y el uso del método del punto de fusión para la identificación tiene ventajas significativas. Los puntos de fusión de las principales fibras sintéticas se muestran en la Tabla 6-4.

5. Espectros infrarrojos de fibras comunes.

El estudio de la espectroscopia infrarroja (IR) comenzó a principios del siglo XX, cuando los científicos publicaron espectros infrarrojos de más de 100 compuestos orgánicos, proporcionando un medio poderoso para identificar compuestos desconocidos. Después de la década de 1970, sobre la base del desarrollo de la tecnología informática electrónica, la tecnología experimental de espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) ingresó al laboratorio de los químicos modernos y se convirtió en una herramienta importante para el análisis estructural.

(1) Los principios básicos de la espectroscopia infrarroja.

Cuando se irradia un haz de luz infrarroja con longitudes de onda continuas sobre la muestra analizada, y la frecuencia de vibración o rotación de un determinado grupo en la molécula de la sustancia es la misma que la frecuencia de la luz infrarroja, la energía absorbida de la molécula cambia de la original. nivel de energía cinética de vibración (rotación) del estado fundamental al nivel de energía cinética de vibración (rotación) de energía superior. Después de que la molécula absorbe la energía de radiación de la luz infrarroja, se produce la transición de los niveles de energía de vibración y rotación, y la sustancia absorbe la luz en esa longitud de onda. Registre la absorción de luz infrarroja por las moléculas utilizando un instrumento para obtener un espectrograma de infrarrojos. Por tanto, la espectroscopia infrarroja es el análisis de la estructura de las fibras utilizando las características de absorción de sustancias a la luz infrarroja. Cada banda de absorción característica del espectro contiene información sobre los grupos y enlaces moleculares de la muestra, y diferentes sustancias tienen diferentes espectros de absorción infrarroja.

Los espectrogramas infrarrojos suelen utilizar una longitud de onda (λ) o un número de onda (σ). El eje horizontal representa la posición del pico de absorción y el eje vertical representa la intensidad de absorción utilizando transmitancia (T%) o absorbancia (A).

(2) Zonificación de la espectroscopia infrarroja.

El rango de longitud de onda del espectro infrarrojo es aproximadamente de 0,75 a 1000 μ M. El espectro infrarrojo generalmente se divide en tres regiones: región del infrarrojo cercano, región del infrarrojo medio y región del infrarrojo lejano. La relación entre longitud de onda y número de onda se muestra en la Tabla 6-5.

Espectros rotacionales y espectros vibracionales de determinados grupos. Debido al hecho de que las bandas de absorción fundamentales de la mayoría de las sustancias orgánicas e inorgánicas se producen en la región del infrarrojo medio, la región del infrarrojo medio es la región más estudiada y aplicada, y la comúnmente denominada espectroscopia infrarroja se refiere al espectro del infrarrojo medio.

Según la fuente del pico de absorción, el espectro del infrarrojo medio se puede dividir aproximadamente en dos regiones: la región de frecuencia característica y la región de huellas dactilares.

① Rango de frecuencia característico (4000-1300 cm-1): Los picos de absorción en el rango de frecuencia característico se generan principalmente por la vibración de estiramiento de los grupos funcionales, con un número pequeño pero característico fuerte. Por tanto, son muy valiosos en el trabajo de identificación de grupos y se utilizan principalmente para identificar grupos funcionales. Por ejemplo, los grupos carbonilo, ya sea en compuestos como cetonas, ácidos, ésteres o amidas, siempre exhiben una vibración de estiramiento de 5,9 μ. Aparece un fuerte pico de absorción alrededor de m, como se muestra en la Figura 5.9 del espectro μ. Si hay una fuerte absorción pico de absorción alrededor de m, se puede determinar aproximadamente que hay grupos carbonilo en la molécula.

② Área de huellas dactilares (1300-400 cm2): picos múltiples y complejos sin características fuertes, generados principalmente por la vibración de algunos enlaces simples C-O, C-N, C-H, O-H y otros grupos funcionales. Cuando la estructura molecular es ligeramente diferente, existen diferencias sutiles en la absorción en esta región. Esta situación es como si cada uno tuviera huellas dactilares diferentes, de ahí que se le llame área de huellas dactilares. El área de huellas dactilares es muy útil para distinguir compuestos con estructuras similares.

(3) Espectros infrarrojos de fibras comunes.

Los grupos característicos de sustancias poliméricas tienen tres características principales en el espectro infrarrojo: la posición y la intensidad del pico de absorción, así como la forma del pico de absorción. Existen diferencias significativas en los espectros infrarrojos de diferentes sustancias y este principio se puede utilizar para identificar fibras textiles.

Cuando se utiliza espectroscopía infrarroja para identificar fibras textiles, existen dos procesos principales: "medición del espectro" y "lectura del espectro". La medición espectral implica medir el espectro infrarrojo de fibras desconocidas. La lectura del espectro implica comparar el espectro infrarrojo de fibras desconocidas con el espectro estándar de fibras conocidas, determinando así la categoría de fibras desconocidas. El análisis cualitativo de fibras textiles mediante espectroscopia infrarroja tiene las características de ser rápido y conveniente, y ha sido ampliamente utilizado.

Los espectros infrarrojos de fibras textiles comunes se muestran en las Figuras 6-5 a 6-12, y los principales espectros de absorción característicos de varias fibras se pueden ver en otros materiales de referencia.