聚烯烴彈性纖維鑒別方法的研究

_2012 年8月.第40卷.第8期.SHANGHAI TEXTILE SCIENCE & TECHNOLOGY上海紡織科技」Vol. 40 No.8, 2012標準與測試53聚烯烴彈性纖維鑒別方法的研究戎斐，戴景，涂程(. 上海市纖維檢驗所，上海200)摘要: 通過(guò)顯微鏡觀(guān)察法、燃燒法、熔點(diǎn)法、溶解法、密度法、紅外吸收光譜法等研究了聚烯烴彈性纖維外觀(guān)形態(tài)及各項物理、化學(xué)性能特征,并與其他類(lèi)別彈性纖維的特征作了比較,得出簡(jiǎn)單快捷的聚烯烴彈性纖維定性鑒別方法。關(guān)鍵詞:聚烯烴彈性纖維;定性分析;鑒別中圈分類(lèi)號: TS101. 921 ; TS107文獻標識碼: A文章編號: 100 2044(2012)08-0053-04Research on identification of polyolefin elastic fberRONG Fei, DAI Jing, TU Cheng(Shanghai Institute of Fibre Inspection, Shanghai 200040. China)Abstract: In this paper, the physical and chemical performances of polyolefin elastic fiber, including transverse and venticalconfigurations under the microscope, buming behavior , melting point , solubility, density 88 well as infrared absorption spectrum are studied.Through comparison between characteristics of other types of elastic fibers and polyolefin elastic fiber, 8 simple and fast method foridentification of polyolefin elastic fiber is obtained.Key words: polyolefn elastic fiber; qualitative analysis; discrimination傳統的彈性纖維有二烯類(lèi)彈性纖維(橡膠纖維)、品進(jìn)行種類(lèi)鑒別,并造成市場(chǎng)上對該類(lèi)纖維制品的標氨綸及各種變形纖維(彈力絲)等"。這些彈性纖維注含糊不清。本文將通過(guò)一-系列方法對聚烯烴彈性纖均存在不同的缺點(diǎn),使得它們的應用受到限制。例如,維的基本特征進(jìn)行系統的研究,并與氨綸等其他類(lèi)別橡膠纖維生產(chǎn)成本低但力學(xué)性能較差;氨綸力學(xué)性能的彈性纖維的特征進(jìn)行比較,以得出簡(jiǎn)單、快捷的聚烯優(yōu)異但不耐氯漂且生產(chǎn)成本高,生產(chǎn)過(guò)程中環(huán)境污染烴彈性纖維定性鑒別方法。較大。因此近年來(lái)陸續研制出了不少各具特色的新型1試驗彈性纖維,聚烯烴彈性纖維便是其中之- - 。聚烯烴彈性纖維由聚烯熱塑性彈性體通過(guò)熔融紡l.1 材料與儀器(1)樣品:聚烯烴彈性纖維,陶氏XLA",線(xiàn)密度絲制得,它具備良好的彈性,生產(chǎn)工藝較簡(jiǎn)單,原料價(jià)格較氨綸低,同時(shí)生產(chǎn)過(guò)程中幾乎不產(chǎn)生污染且易于5.56 tex?；厥绽?。美國陶氏化學(xué)( DoW Chemical)于2002年(2)試劑:硫酸;鹽酸;硝酸;甲酸;乙酸;氫氧化推出的XLATM是第--種商品化的聚烯烴彈性纖維,由鈉;次氯酸鈉;硫氰酸鉀;氯化鋅; N,N-二甲基甲酰茂金屬催化劑催化原位聚合的乙烯-辛烯共聚物.胺;丙酮;二甲苯;二甲基亞砜;環(huán)己酮;二氯甲烷等。(POE)經(jīng)熔融紡絲制得,具備500%的斷裂伸長(cháng),能耐均為分析純,國藥集團化學(xué)試劑有限公司提供。220C高溫,耐氯漂及強酸強堿處理,且具有很強的抗(3)儀器:LeicaDME200型光學(xué)顯微鏡,德國徠紫外線(xiàn)降解性能[2)?？ü鈱W(xué)儀器公司制;WRX-1S型顯微熱分析儀，上海由于聚烯烴彈性纖維具備多種優(yōu)異性能,近年來(lái)精密科學(xué)儀器公司制;Thermo Nicolet Nexus 670型紅應用日趨廣泛,但是目前對其的研究主要集中在加工外光譜儀,美國熱電集團制;DKZ-2型電熱恒溫水浴工藝和相關(guān)的面料開(kāi)發(fā)等方面,而在檢測鑒別方面的鍋，上海?，攲?shí)驗設備有限公司制。研究較少,國家和行業(yè)也沒(méi)有出臺聚烯類(lèi)彈性纖維鑒1.2聚烯烴彈性纖維的表征與測試方法別方法的相應標準。該纖維易與氨綸等彈性纖維混1.2.1表觀(guān)形 貌特征淆,導致檢測機構由于缺乏方法、手段而無(wú)法對此類(lèi)產(chǎn)將聚烯烴彈性纖維置于載玻片上,滴加一滴甘油，蓋上蓋玻片,放置在光學(xué)顯微鏡的載物臺上,使用放大收稿日期: 2012-02-07倍數為200倍的鏡斗觀(guān)察必搡烴彈性纖維的縱向形基金項目:上海市質(zhì)最技術(shù)監督局科研項月(2010719)態(tài)。將纖維整理中國煤化工}制作聚烯烴作者簡(jiǎn)介:戎贊(1984-) ,男,大學(xué)本科.助理I程師，主要從事纖維槍測研究。彈性纖維的橫截MHcnMHa為400倍的2012年8月.第40卷.第8期SHANGHAI TEXTILE SCIENCE & TECHNOLOGY上海紡織科技|Vol. 40 No.8, 2012標準與測試|55表1聚烯烴彈性纖維在不同試劑和不同溫度下的溶解性能征相吻合。觀(guān)察時(shí)間/ min2.7 聚烯烴彈性纖維與氨綸、二烯類(lèi)彈性纖維的比較溶解條件530通過(guò)上述實(shí)驗得到了聚烯烴彈性纖維的- -些基本98%硫酸,常溫性質(zhì),這些性質(zhì)有助于聚烯烴彈性纖維的定性分析并75%硫酸,50可作為區分它與氨綸、二烯類(lèi)彈性纖維的主要依據。60%硫酸,50C聚烯烴彈性纖維與氨綸、二烯類(lèi)彈性纖維的基本性質(zhì)36%鹽酸，常溫20%鹽酸，常溫的比較匯總如下。98%甲酸,常溫2.7.1 光學(xué)顯微鏡下的形態(tài)和狀態(tài)比較80%甲酸,常溫3種彈性纖維的形態(tài)、燃燒狀態(tài)、熔點(diǎn)及纖維密度甲酸/氯化鋅,7SC的比較見(jiàn)表2。乙酸,常溫表2 3種彈性纖維的形態(tài)燃燒狀態(tài)、熔點(diǎn)及纖維密度的比較乙酸,煮沸硝酸,常溫項目聚烯烴彈性纖維氨綸=烯類(lèi)彈性纖維5%氫氧化鈉,煮沸縱向形態(tài)均較化肝，被截外觀(guān)形態(tài)較光光，橫截2.5%氫氧化鈉,煮沸截而近似圓形面近似圓形65%硫氰酸鉀,煮佛靠近火焰時(shí)熔靠近火焰時(shí)熔縮，物能火定時(shí)比牌編接觸火焰時(shí)1 mol/L次氯酸鈉，常溫常裝燃燒、離開(kāi)| 接觸火痛時(shí)熔融二甲基甲酰胺，常溫燃燒狀態(tài)火車(chē)時(shí)纖生繼藍也，離開(kāi)火焰時(shí)二甲基甲酰胺,煮沸特異氣味。殘留二氯甲烷，常溫|留物為灰色膠狀物物為山也膠狀黑色膠狀二甲基亞砜,常溫熔點(diǎn)/C275.3228 ~234無(wú)明顯熔點(diǎn)二甲其業(yè)砜,點(diǎn)沸纖維銜度0. 8811. 10.92-1.00環(huán)已酮,常溫/g.cm~ .環(huán)己酮,煮沸2.7.2溶解性二甲苯,常溫_聚烯烴彈性纖維、氨綸及二烯類(lèi)彈性纖維的溶解二甲米,煮沸性能比較見(jiàn)表3。丙酮,常溫表3聚烯烴彈性纖維、氨綸及二烯類(lèi)注: I -不溶解,△-溶脹。彈性纖維的溶解性能比較2.6紅外 吸收光譜聚烯烴彈性纖維氨綸一烯類(lèi)彈性纖維聚烯烴彈性纖維的紅外吸收光譜見(jiàn)圖3。s75%硫酸,50CS100m甲酸/氯化鋅,75C乙酸,點(diǎn)沸第403000 2000 1500 1000 500二甲基亞酬,常溫二甲基亞砜,煮佛圖3聚烯烴彈性纖維 的紅外吸收光譜將圖3與標準譜圖對照分析可知,2921 cm~'和.環(huán)C閘,燾佛2852cm-'兩處吸收峰為-CH2-基團的伸縮振動(dòng),二甲苯,常溫1 455 cm~'處吸收峰為- CH2 -基團的彎曲振動(dòng),二甲苯,煮佛O716 cm-'附近則是一(CH2)。-的彎曲振動(dòng)(一般注:1 -不溶解,0-溶脹,S-溶解。n>4)。而3000cm~以上無(wú)明顯吸收峰則表明聚烯由表3可知肖種啪的有花1化學(xué)試劑中中國煤化工烴彈性纖維不存在不飽和碳-碳鍵(雙鍵和苯環(huán))。的溶解性差異較CYCHH言在沸騰的環(huán)以上特征吸收峰均與乙烯-辛烯共聚物的分子結構特己酮中發(fā)生溶脹;氨比門(mén)以俗辟丁y0&NMHo硫酸.75%硫上海紡織科技SHANGHAI TEXTILE SCIENCE & TECHNOLOGY2012年8月.第40卷.第8期56[標準與測試Vol. 40 No.8, 2012酸、75C的甲酸/氯化鋅和煮沸的乙酸等強酸中,也能融;纖維密度為0.881 g/cm3 ;聚烯烴彈性纖維的耐化溶解于二甲基亞砜.二甲基甲酰胺等極性溶劑中;二烯學(xué)試劑性能十分優(yōu)秀,僅能溶脹于煮沸的環(huán)己酮;聚烯類(lèi)彈性纖維則不溶于強酸強堿和極性溶劑,但能在環(huán)烴彈性纖維的紅外吸收光譜的特征峰為2921 cm~' 、己酮.二甲苯等非極性溶劑中發(fā)生溶脹。2 852 cm~'、1 455 cm-'及716 cm"'。2.7.3紅外吸收光譜(2)根據聚烯烴彈性纖維與氨綸、二烯類(lèi)彈性纖對照氨綸4)和二烯類(lèi)彈性纖維!5)的紅外吸收光維的比較可以得出快速區分這3種彈性纖維的方法:譜可以發(fā)現:聚烯烴彈性纖維的紅外吸收光譜特征吸對于未知類(lèi)別的彈性纖維樣品,首先進(jìn)行熔點(diǎn)和燃燒收峰為2 921 cm-'、2 852 cm-'、1 455 cm~' 及法測試，無(wú)熔點(diǎn)且燃燒時(shí)有惡臭并冒黑煙的是二烯類(lèi)716 cm~' ,均為-CH,-或者- (CH2)。-的特征吸收彈性纖維;有熔點(diǎn)且燃燒時(shí)不冒黑煙的纖維樣品接著(zhù)峰;二烯類(lèi)彈性纖維是由天然或合成的聚異戊二烯組使用80%硫酸進(jìn)行溶解性測試,溶于80%硫酸的是氨成,存在不飽和碳-碳鍵,因此在1640 cm~'處存在綸,不溶于80%硫酸的則是聚烯烴彈性纖維。C = C伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的中等吸收峰,在885 cm : '處存在(3)紅外吸收光譜鑒別法、密度梯度法等纖維鑒R,R,C=CH2非平面搖擺振動(dòng)產(chǎn)生的強吸收峰;氨綸別法也可以作為鑒別以上3種纖維的有效手段,但這除了在3000~2 800 cm - '處存在C-H伸縮振動(dòng)峰些方法操作較為復雜,可以作為輔助鑒別方法。Gnr外,還在1 150 cm~'附近存在C-0-C伸縮振動(dòng)峰，參考文獻:在3300 cm~附近存在N- H伸縮振動(dòng)峰。[1]比風(fēng)娟,任信. 紡織面料中彈性纖維的種類(lèi)及比鉸[J].中國科技博覽2010(23):71.3結語(yǔ)2] 新聚烯烴彈性纖維- Dow XLA[J].紡織學(xué)導報,2004(6) :80 -(1)聚烯烴彈性纖維外觀(guān)形態(tài)與普通熔紡纖維類(lèi)2.似,縱向表面光滑,橫截面近似圓形;聚烯烴彈性纖維3] GB/T 3362- -2005. 碳纖維復絲拉伸性能試驗方法[S].燃燒時(shí)火焰呈淺藍色,有熔融物滴落,有石蠟氣味,殘4] FZ/T01057. 8- -999.紡織纖維鑒別試驗方法紅外吸收光譜鑒別留物為灰色膠狀物;聚烯烴彈性纖維的熔程較長(cháng),在5] CB/T 7764- 2001.橡膠鑒定紅外光諾法[S].方法[S].2309 ~270C有似熔非熔現象,在275C左右完全熔(上接第38頁(yè))所紡單紗經(jīng)常州二紡機廠(chǎng)生產(chǎn)的YG020型測試儀(長(cháng)度設定500mm;速度500mm/min)測定:單紗平均強力81.67cN(標準62.5cN),強力CV9.674%(標準≤(1)通過(guò)原料選擇、染色工藝和紡紗工藝的優(yōu)化,12. 5%),平均伸長(cháng)率11. 66%,完全達到FZ/T實(shí)現了粗紡20.83 tex 細特羊絨紗的順利生產(chǎn),突破了羊絨粗紡領(lǐng)域的難題。71006- 2009 羊絨針織紗標準。(2)用該紗在14針橫機上加工平針織片,縮絨后.2.5絡(luò )筒工序自絡(luò )筒電子清紗器工作狀態(tài)設定為:棉結250%,表觀(guān)織片平整,織紋較清晰,有身骨,絨型感好,風(fēng)格不短粗S 130% x1.3 cm,長(cháng)粗L 35% x30 cm,細節T同于精紡半精紡產(chǎn)品。G階35% x25 cm,卷繞速度400 m/ min。2.6并線(xiàn)工序[1] 盂開(kāi)明.高支羊絨紗紡紗工藝探討[J].科技情報開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟,2005(23) :276 -277.并線(xiàn)車(chē)速25 Hz,卷繞速度200 m/ min。2]李培玲 .張志.徐先林.提高粗紡羊絨紗線(xiàn)質(zhì)量的工藝控制[J].毛2.7倍捻工序紡科技,008011):36-38.諗度350捻/m,錠速5000 r/ min。保護環(huán)境利.MH中國煤化工民S.M........