Sentetik elyaflar için tanımlama yöntemleri- Jiaxing Fuda Chemical Fiber Factory

Sıradan sentetik elyaflar esas olarak polyester, naylon, akrilik, polipropilen, vinilon ve kloropren olmak üzere altı geleneksel elyafı ifade eder. Yaygın olarak kullanılan elastik bir filament olan Spandeks de yaygın olarak kullanılmaktadır.

1. Çeşitli sentetik liflerin morfolojisi ve yapısı

Çeşitli sentetik elyafların farklı kimyasal bileşimleri nedeniyle eğirme ve şekillendirme yöntemleri de farklılık gösterir. Eğirme ve şekillendirme yöntemlerinin liflerin morfolojisi ve yapısı üzerinde önemli bir etkisi vardır.

Eriyik eğirme, polyester, naylon ve polipropilen elyaflar için kullanılır; Akrilik elyafların, vinilon kesikli elyafların ve klorlu elyafların çoğu ıslak eğrilmiştir; Spandeks, bazı vinilon ve akrilik elyaflar eğrilerek kurutulur. Eriyik eğirme sırasında erimiş polimer düze deliğinden dışarı bastırılır ve havada soğutulup katılaştırılır. Lif kesiti düze deliğinin şekliyle ilişkilidir ve geleneksel kesit daireseldir. Islak eğrilmiş ipek şeritler, çoğunlukla dairesel olmayan kesit ve belirgin kabuk çekirdek yapısıyla, solvent çökelmesi nedeniyle çözelti içinde katılaşır. Yaygın sentetik elyafların uzunlamasına ve kesitsel morfolojik özellikleri Tablo 6-1 ve Şekil 6-1-4'te gösterilmektedir.

2. Çeşitli sentetik elyafların yanma özellikleri

Lifleri tanımlamak için yanma yöntemini kullanırken, liflerin aleve yaklaştığı, temas ettiği ve alevden ayrıldığı andaki durumunu gözlemlemeye odaklanmak ve yanma sırasında oluşan kokuya ve kalıntının özelliklerine dikkat etmek önemlidir. yanmadan sonra. Yaygın olarak kullanılan sentetik elyafların yanma özellikleri Tablo 6-2'de gösterilmektedir.

3. Çeşitli sentetik elyafların kimyasal çözünürlük performansı

Çeşitli fiber malzemelerin asitler, alkaliler ve organik çözücüler gibi kimyasal reaktiflere karşı stabilitesi farklılık gösterir. Yaygın olarak kullanılan sentetik elyafların çözünürlüğü Tablo 6-3'te gösterilmektedir.

4. Çeşitli sentetik elyafların erime noktası

Bir polimerdeki kristallerin tamamen yok olduğu sıcaklığa, yani kristallerin eridiği sıcaklığa erime noktası denir. Sentetik lifler yüksek sıcaklık altında moleküller arası bağlantı yapısında değişikliklere uğrar, önce yumuşar, sonra erir. Çoğu sentetik elyafın, saf kristaller gibi kesin erime noktaları yoktur ve aynı elyaf, farklı üreticilere veya parti numaralarına bağlı olarak farklı erime noktalarına sahip olabilir. Ancak aynı türdeki liflerin erime noktaları nispeten dar bir aralıkta sabitlenir ve bu da lifin türünü belirleyebilir. Doğal selüloz lifleri, rejenere selüloz lifleri ve protein lifleri, erime noktalarının ayrışma noktasından daha yüksek olması nedeniyle, yüksek sıcaklıkta erimez ve ayrışmaz veya karbonlaşmaz.

Erime noktası yöntemi genel olarak belirgin erime noktası özelliklerine sahip sentetik liflerin tanımlanmasında uygulanabilir ancak doğal selüloz lifleri, rejenere selüloz lifleri ve protein lifleri için geçerli değildir. Genel olarak ayrı bir niteliksel tanımlama aracı olarak kullanılmaz, ancak diğer tanımlama yöntemlerine dayalı olarak doğrulama için tamamlayıcı bir yöntem olarak kullanılabilir.

Lifin türünü belirlemek amacıyla, liflerin erime noktasını belirlemek için ısıtma ve sıcaklık ölçüm cihazlarıyla birlikte bir erime noktası ölçer veya polarizasyon mikroskobu altında lif sönme sıcaklığının gözlemlenmesi. Özellikle polyester, naylon ve polipropilen gibi sentetik elyafların boylamsal ve kesitsel morfolojik özellikleri ve yanma performansları çok benzer olup, tanımlama için erime noktası yönteminin kullanılması önemli avantajlara sahiptir. Ana sentetik elyafların erime noktaları Tablo 6-4'te gösterilmektedir.

5. Yaygın liflerin kızılötesi spektrumları

Kızılötesi spektroskopi (IR) çalışması, bilim adamlarının 100'den fazla organik bileşiğin kızılötesi spektrumlarını yayınlamasıyla 20. yüzyılın başlarında başladı ve bu, bilinmeyen bileşiklerin tanımlanması için güçlü bir araç sağladı. 1970'lerden sonra elektronik bilgisayar teknolojisinin gelişmesiyle Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) deney teknolojisi modern kimyacıların laboratuvarına girmiş ve yapısal analiz için önemli bir araç haline gelmiştir.

(1) Kızılötesi spektroskopinin temel prensipleri

Test edilen numune üzerine sürekli dalga boylarına sahip bir kızılötesi ışık demeti ışınlandığında ve madde molekülündeki belirli bir grubun titreşimi veya dönme frekansı kızılötesi ışığın frekansıyla aynı olduğunda, molekülün emilen enerjisi orijinalden geçiş yapar. temel durum titreşim (dönme) kinetik enerji seviyesinden daha yüksek enerji titreşim (dönme) kinetik enerji seviyesine. Molekül kızılötesi ışığın radyasyon enerjisini emdikten sonra titreşim ve dönme enerji seviyeleri geçişi meydana gelir ve o dalga boyundaki ışık madde tarafından emilir. Kızılötesi spektrogram elde etmek için bir alet kullanarak kızılötesi ışığın moleküller tarafından emilimini kaydedin. Bu nedenle kızılötesi spektroskopi, maddelerin kızılötesi ışığa emilim özelliklerini kullanarak lif yapısının analizidir. Spektrumdaki her karakteristik absorpsiyon bandı, örnek moleküler gruplar ve bağlar hakkında bilgi içerir ve farklı maddeler, farklı kızılötesi absorpsiyon spektrumlarına sahiptir.

Kızılötesi spektrogramlar tipik olarak dalga boyunu (λ) veya dalga sayısını (σ) kullanır. Yatay eksen absorpsiyon zirvesinin konumunu temsil eder ve dikey eksen, geçirgenlik (%T) veya absorbans (A) kullanılarak absorpsiyon yoğunluğunu temsil eder.

(2) Kızılötesi spektroskopinin bölgelere ayrılması

Kızılötesi spektrumun dalga boyu aralığı yaklaşık 0,75 ila 1000 μ M'dir. Kızılötesi spektrum genellikle üç bölgeye ayrılır: yakın kızılötesi bölge, orta kızılötesi bölge ve uzak kızılötesi bölge. Dalga boyu ve dalga sayısı arasındaki ilişki Tablo 6-5'te gösterilmektedir.

Belirli grupların dönme spektrumları ve titreşim spektrumları. Çoğu organik ve inorganik maddenin temel absorpsiyon bantlarının orta kızılötesi bölgede oluşması nedeniyle, orta kızılötesi bölge en çok çalışılan ve uygulanan bölgedir ve yaygın olarak kızılötesi spektroskopisi olarak adlandırılan orta kızılötesi spektrumu ifade eder.

Absorbsiyon zirvesinin kaynağına göre orta kızılötesi spektrum kabaca iki bölgeye ayrılabilir: karakteristik frekans bölgesi ve parmak izi bölgesi.

① Karakteristik frekans aralığı (4000-1300cm-1): Karakteristik frekans aralığındaki soğurma tepe noktaları, esas olarak az sayıda fakat güçlü karakteristiğe sahip fonksiyonel grupların gerilme titreşimi tarafından üretilir. Bu nedenle grup tanımlama çalışmalarında çok değerlidirler ve esas olarak fonksiyonel grupları tanımlamak için kullanılırlar. Örneğin, ketonlar, asitler, esterler veya amidler gibi bileşiklerdeki karbonil grupları her zaman 5,9 μ'luk bir esneme titreşimi sergiler. Spektrumun Şekil 5.9'unda gösterildiği gibi m civarında güçlü bir absorpsiyon zirvesi görünür. m civarında absorpsiyon zirvesi, molekülde karbonil gruplarının olduğu kabaca belirlenebilir.

② Parmak izi alanı (1300-400cm2): Temel olarak bazı tek bağ C-O, C-N, C-H, O-H ve diğer fonksiyonel grupların titreşimi tarafından oluşturulan, güçlü özelliklere sahip olmayan çoklu ve karmaşık tepe noktaları. Moleküler yapı biraz farklı olduğunda bu bölgede emilimde hafif farklılıklar olur. Bu durum herkesin parmak izinin farklı olması gibi bir durum olduğundan parmak izi alanı olarak adlandırılmaktadır. Parmak izi alanı benzer yapıya sahip bileşiklerin ayırt edilmesinde oldukça faydalıdır.

(3) Yaygın liflerin kızılötesi spektrumları

Polimer maddelerin karakteristik grupları kızılötesi spektrumda üç ana özelliğe sahiptir: absorpsiyon zirvesinin konumu ve yoğunluğunun yanı sıra absorpsiyon zirvesinin şekli. Farklı maddelerin kızılötesi spektrumlarında önemli farklılıklar vardır ve bu prensip tekstil liflerini tanımlamak için kullanılabilir.

Tekstil liflerini tanımlamak için kızılötesi spektroskopi kullanıldığında iki ana süreç vardır: "spektrum ölçümü" ve "spektrum okuma". Spektral ölçüm, bilinmeyen fiberlerin kızılötesi spektrumunun ölçülmesini içerir. Spektrumun okunması, bilinmeyen fiberlerin kızılötesi spektrumunun, bilinen fiberlerin standart spektrumuyla karşılaştırılmasını ve böylece bilinmeyen fiberlerin kategorisinin belirlenmesini içerir. Kızılötesi spektroskopi kullanılarak tekstil liflerinin kalitatif analizi, hızlı ve kolay olma özelliğine sahiptir ve yaygın olarak kullanılmaktadır.

Yaygın tekstil elyaflarının kızılötesi spektrumları Şekil 6-5 ila 6-12'de gösterilmektedir ve çeşitli elyafların ana karakteristik absorpsiyon spektrumları diğer referans materyallerinde görülebilir.