皮芯型低熔點聚酯復合纖維的定性鑒別分析研究

朱露

摘要

本文通過對皮芯型低熔點聚酯復合纖維的物理、化學性能的分析，應用物理法、化學法、顯微鏡法以及紅外光譜吸收法對皮芯型低熔點聚酯復合纖維進行研究，并對皮芯型低熔點聚酯復合纖維進行定性鑒別。

關鍵詞：皮芯型低熔點聚酯復合纖維；定性鑒別；方法研究

1 引言

皮芯型低熔點聚酯復合纖維是指用低熔點聚酯（LMPET）和普通聚酯（PET）這兩種不同的聚合物以皮芯結構分布于同一根纖維之中制成的纖維。皮層LMPET是熔點為80℃～180℃的新型改性聚酯，芯層為熔點255℃～260℃的普通聚酯[1]。皮芯型低熔點聚酯復合纖維的皮層保留了常規(guī)聚酯的部分特性，與常規(guī)聚酯具有良好的相容性。皮芯型低熔點聚酯復合纖維主要用于熱粘合纖維，在非織造布生產(chǎn)中的主要作用是在一定溫度下低熔點纖維皮層聚合物熔化，從而在纖維網(wǎng)中起到粘結效果[2]。由于低熔點聚酯短纖維具有蓬松性好、強度高、彈性恢復率高、生產(chǎn)出的非織造布手感柔軟、彈性高等特點，目前大量應用于手術口罩、繃帶等衛(wèi)生材料和室內(nèi)裝飾材料等領域[3]。

本課題按照現(xiàn)有的纖維分析的基本方法進行研究，采用燃燒法、顯微鏡法、熔點法、紅外光譜吸收法和溶解法對皮芯型低熔點聚酯復合纖維燃燒性能、縱截面及橫截面形態(tài)、熔融性能、紅外光譜的吸收性能和纖維的溶解性能進行研究，用于對皮芯型低熔點聚酯復合纖維的定性鑒別。

2 試驗部分

試驗材料：皮芯型低熔點聚酯復合纖維（4080低熔點滌綸短纖維，韓國匯維仕公司）。

試劑：硫酸、鹽酸、甲酸、硝酸、冰乙酸、氫氧化鈉、次氯酸鈉、二甲基甲酰胺、二氯甲烷、苯酚四氯乙烷等。

儀器：哈氏切片器、生物顯微鏡、熱差分析儀、電子顯微鏡、電熱恒溫水浴鍋、紅外光譜分析儀等。

2.1 燃燒試驗

纖維靠近火焰時纖維熔縮；接觸火焰時纖維熔融、燃燒；離開火焰時纖維熔融燃燒、熔體下落；纖維燃燒時有淡淡的特殊甜味；殘留物為硬而黑的膠狀物。根據(jù)燃燒試驗方法，低熔點聚酯復合纖維和普通聚酯纖維特征相似，無特殊的表征現(xiàn)象。

2.2 顯微鏡觀察試驗

對低熔點聚酯復合纖維進行顯微鏡觀察，其橫截面為近似圓形，縱截面纖維表面光滑、有小黑點。其縱向、橫截面圖形見圖1、圖2。

2.3 熔點試驗

對低熔點聚酯復合纖維進行熔點試驗，試驗數(shù)據(jù)見表1。

低熔點聚酯復合纖維皮層在80℃左右進行熔融，芯層至255℃～260℃完全熔融。在本樣品以外的其他低熔點聚酯纖維的熔點試驗中，某些樣品的皮層熔點在80℃～180℃左右。

2.4 紅外光譜試驗

對低熔點聚酯復合纖維進行紅外吸收光譜分析試驗，紅外吸收光譜圖見圖3。

在紅外光譜分析儀下對纖維進行分析，纖維的主要吸收譜帶和特征頻率為1730 cm-1、 1130cm-1、1260cm-1以及730cm-1時，表明它有酯基存在，并且有對苯二甲酸基團的一個特征，可以確定為聚酯纖維。

2.5 化學溶解試驗

對低熔點聚酯復合纖維進行化學溶解試驗，觀察低熔點聚酯復合纖維的皮層在一定溫度、溶解時間條件下，在一定的酸、堿、鹽及有機溶劑中的溶解狀態(tài)，具體見表2。

在本樣品以外的其他低熔點聚酯纖維的皮層部分溶解試驗中，其皮層還溶解于50℃下的75%硫酸、常溫下的88%甲酸以及70℃下的甲酸/氯化鋅溶液。

3 試驗結果與分析

（1）皮芯型低熔點聚酯復合纖維與普通的合成纖維相比較，在鑒別時很多特征酷似合成纖維，在顯微鏡試驗方法中，其縱向形態(tài)的特性和合成纖維容易混淆，無法清楚地進行分別，但其橫截面明顯表明其皮芯結構的特征。

（2）在燃燒試驗法中，其燃燒的性能和狀態(tài)也與合成纖維有相似之處，殘留物呈硬而黑的膠狀物，完全符合普通聚酯纖維的特征。

（3）在熔點法中，皮芯型低熔點聚酯復合纖維的皮層熔點在 80℃ 左右，芯層熔點在255℃～260℃。錦綸6纖維在220℃左右，錦綸66纖維在260℃左右，丙綸纖維在165℃，乙綸纖維在130℃左右，但某些皮芯型低熔點聚酯復合纖維的皮層熔點在 80℃～180℃ 左右，所以單純應用熔點法不易進行定性鑒別。

（4）在紅外吸收光譜試驗中，由低熔點聚酯復合纖維紅外吸收光譜圖可見在1730cm-1處的羰基伸縮振動光譜及1130cm-1和1260cm-1處的C—O—C伸縮振動光譜，它們提示有酯基存在。同時730cm-1處吸收光譜是對位雙取代苯環(huán)上面氫的外彎曲振動吸收，表明它是對苯二甲酸基團的一個特征峰。

（5）在溶解試驗法中，從表2可以看出，低熔點聚酯復合纖維的皮層能溶解于常溫下的二氯甲烷和濃硝酸以及煮沸的二甲基甲酰胺中，此種情況極易和聚乳酸纖維混淆，所以，僅靠溶解法無法準確鑒定低熔點聚酯復合纖維的皮層部分的纖維類別。纖維的溶解一般采用實驗室常規(guī)的溶解試劑。纖維不溶于50℃下的75%硫酸，基本排除纖維素纖維和再生纖維素纖維；纖維不溶于常溫下的20%鹽酸和80%甲酸，基本排除錦綸；纖維不溶于冰乙酸，基本排除醋酯纖維；纖維溶于苯酚四氯乙烷，則該纖維可能為聚酯纖維或錦綸、醋酯纖維等；纖維的皮層溶于煮沸的二甲基甲酰胺或常溫下的二氯甲烷，則皮層成分可能為醋酯纖維或聚乳酸纖維。

參考文獻：

[1] 褚乃清， 李麗霞， 劉彩明， 等. 低熔點聚酯復合纖維鑒別方法研究[J]. 上海紡織科技， 2011，39（7）：49.

[2] 余曉華， 楊蘊敏， 孫自淑. 國產(chǎn)水溶性共聚酯切片紡制海島復合纖維工藝研究[J]. 合成纖維， 2007，36（12）：39.

[3] 張德權. 低熔點皮芯型滌綸短纖維生產(chǎn)工藝研究[J]. 合成纖維， 2009，（5）：33.

[作者單位：中紡聯(lián)檢（上海）檢驗技術服務有限公司]