功能性銅離子滌綸的定性鑒別

陸 艷，馬順彬

(1.江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南通 226007；2.江蘇省先進(jìn)紡織工程技術(shù)中心，江蘇 南通 226007)

功能性銅離子滌綸的定性鑒別

陸 艷1，2，馬順彬1，2

(1.江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 南通 226007；2.江蘇省先進(jìn)紡織工程技術(shù)中心，江蘇 南通 226007)

采用顯微鏡觀察法、紅外吸收光譜法、燃燒法、化學(xué)溶解法和熔點(diǎn)法對(duì)銅離子滌綸纖維定性鑒別進(jìn)行了試驗(yàn)研究，并與滌綸纖維比較。結(jié)果表明，銅離子滌綸纖維溶解于煮沸的75%濃硫酸、65%硝酸和99% N，N-二甲基甲酰胺溶液中，溶液顏色為淺黃色，與滌綸纖維有顯著不同；而銅離子滌綸纖維的熔點(diǎn)高于滌綸纖維，但銅離子滌綸纖維的縱橫向形態(tài)特征、燃燒特征及紅外吸收光譜與滌綸纖維基本相似。

銅離子滌綸；纖維定性鑒別；功能纖維

銅離子滌綸纖維是將抗菌銅材料經(jīng)高科技加工處理，使其粒徑達(dá)到納米級(jí)后，添加交聯(lián)劑、偶聯(lián)劑等紡絲助劑，與特殊處理后的聚酯切片熔體紡絲加工而制成的一種功能纖維。其抗菌、殺菌、抑菌效果持久，另有防螨、消臭功能，對(duì)人體安全無害。銅離子滌綸纖維可以純紡，或與天然纖維和化纖混紡，可應(yīng)用于軍用服裝、家用紡織品、室內(nèi)裝飾物等領(lǐng)域。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和人們生活水平的提高，大眾不再滿足普通的纖維產(chǎn)品，而是更傾向于選擇含有功能性纖維和差別化纖維的紡織產(chǎn)品。而在紡織品檢測中，銅離子滌綸纖維易與滌綸纖維混淆，故對(duì)于紡織品檢測而言，也要不斷地適應(yīng)新的潮流，跟上時(shí)代的步伐，檢測標(biāo)準(zhǔn)也要不斷地推陳出新。

本文采用顯微鏡法、紅外吸收光譜法、燃燒法、化學(xué)溶解法和熔點(diǎn)法對(duì)其進(jìn)行鑒別，并與普通滌綸纖維進(jìn)行比較分析，提出了較為實(shí)用、快速有效的鑒別方法。

1 鑒別用試樣

湖州珠力納米材料科技開發(fā)有限公司提供的1.67 dtex×38 mm銅離子滌綸纖維。

2 定性鑒別方法

2.1 顯微鏡觀察法

顯微鏡觀察法的原理是利用顯微鏡觀察纖維縱向和橫向截面形態(tài)，根據(jù)一些纖維特有的縱向、橫向形態(tài)特征來識(shí)別纖維[1]。

依照FZ/T 01057.3-2007《紡織纖維鑒別試驗(yàn)方法3部分：顯微鏡法》進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)采用CU-I型纖維細(xì)度儀觀察銅離子滌綸纖維和滌淪的縱面和橫截面形態(tài)特征，其形態(tài)特征見圖1和圖2。

銅離子滌綸纖維的顏色為黃綠色，從圖1可以看出，銅離子滌綸纖維的截面形態(tài)特征為圓形或近似圓形，大小不一，與圓形截面的滌綸纖維有微小的區(qū)別，從縱向上看，銅離子滌綸纖維和滌綸纖維都是平直光滑的。所以利用顯微鏡觀察法只能初略判定為合成纖維類，區(qū)分不出這兩種纖維。

2.2 紅外吸收光譜法

紅外光譜法是根據(jù)組成纖維分子的各種化學(xué)基團(tuán)，無論它們存在于何種化合物中，都有著自己特定的紅外吸收帶的原理來鑒別纖維的品種。

依照FZ/T 01057.8-2012《紡織纖維鑒別試驗(yàn)方法 第8部分：紅外光譜法》進(jìn)行試驗(yàn)。利用Nicolet iS10型傅里葉紅外光譜儀(美國賽默飛世爾科技公司)和iTR附件(晶體板為硒化鋅ZnSe)，掃描次數(shù)32，分辨率4 cm-1，波數(shù)范圍4 000～400 cm-1，鏡速0.632 9 cm·s-1)[2]。銅離子滌綸纖維的紅外光譜吸收?qǐng)D譜如圖3所示。

從圖3可以得出，銅離子滌綸纖維在1 710 cm-1附近的C=O伸縮振動(dòng)引起峰形尖銳的強(qiáng)吸收譜帶，在1 250、1 096 cm-1附近的C=O伸縮振動(dòng)引起的較強(qiáng)吸收特征譜帶，在720 cm-1附近苯環(huán)CH面向彎曲振動(dòng)引起的較強(qiáng)吸收譜帶等與滌綸纖維的紅外吸收光譜基本一致，峰形峰位一致[3]，較難區(qū)別，故用紅外光譜只能初步判斷為疑似滌綸纖維。

2.3 燃燒法

燃燒鑒別法是利用不同纖維含有不同化學(xué)組分而具有不同燃燒特征的差異來鑒別纖維種類的一種方法。依照FZ/T 01057.2-2007《紡織纖維鑒別試驗(yàn)方法 第2部分：燃燒法》進(jìn)行試驗(yàn)。銅離子滌綸纖維和滌綸纖維的燃燒特征見表1所示。

從表1可看出，銅離子滌綸纖維的燃燒特征與滌綸纖維相比，既有相似處，又有不同點(diǎn)，這對(duì)于今后鑒別銅離子滌綸纖維有參考意義，從相似點(diǎn)可以將它定為滌綸纖維，從不同點(diǎn)以及其黃綠色澤，可以判定為一種改性滌綸纖維，因此采用燃燒法可以為區(qū)分銅離子滌綸纖維和滌綸纖維提供依據(jù)，但不能直接斷定，還需其他方法進(jìn)一步確認(rèn)。

2.4 化學(xué)溶解法

化學(xué)溶解法是根據(jù)化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)不同的纖維，在特定的化學(xué)溶液中的溶解性能各異的原理來鑒別纖維。依照FZ/T 01057.4-2007《紡織纖維鑒別試驗(yàn)方法第4部分：溶解法》進(jìn)行試驗(yàn)。選用的7種化學(xué)試劑對(duì)銅離子纖維的溶解試驗(yàn)結(jié)果見表2。

從表2可看出，銅離子滌綸纖維溶解于煮沸的75%硫酸、65%硝酸、99% N，N-二甲基甲酰胺三種溶液中，并且由于銅離子的存在，其溶液顏色均為淺黃色，部分溶解于煮沸的冰乙酸，溶液顏色為淺黃色，微溶于煮沸的37%鹽酸、85%甲酸，溶液顏色為淺綠色。而滌綸纖維雖然也溶解于煮沸的75%的硫酸溶液中，但其溶液為黑色。滌綸纖維不溶于煮沸的75%硝酸、部分溶解于煮沸的99% N，N-二甲基甲酰胺和煮沸的冰乙酸。不管是在常溫還是沸騰狀態(tài)下，銅離子滌綸纖維均不溶于20%的氫氧化鈉。試驗(yàn)結(jié)果表明，通過改性處理后，銅離子纖維的化學(xué)穩(wěn)定性比滌綸纖維要差，在實(shí)際鑒別操作中，可以選擇75%濃硫酸、65%硝酸、99% N，N-二甲基甲酰胺三種化學(xué)試劑快速鑒別。

表1 銅離子滌綸纖維和滌綸纖維的燃燒特征

表2 銅離子滌綸纖維的溶解性能

注：S-溶解；P-部分溶解；PSS-微溶；I-不溶解；煮沸3 min。

2.5 熔點(diǎn)法

熔點(diǎn)法一般適用于鑒別熔點(diǎn)特征明顯的合成纖維，這是因?yàn)楹铣衫w維在高溫作用下，大分子鏈結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，先軟化而熔融。依照FZ/T 01057.4-2007《紡織纖維鑒別方法第6部分：熔點(diǎn)法》進(jìn)行試驗(yàn)。經(jīng)測試，銅離子滌綸纖維的熔點(diǎn)為285.3 ℃，而滌綸纖維的熔點(diǎn)為261.6 ℃。銅離子滌綸纖維熔點(diǎn)高于滌綸纖維熔點(diǎn)。對(duì)于純銅離子滌綸纖維可以準(zhǔn)確完成定性分析，但對(duì)于混紡產(chǎn)品，由于存在相互干擾，所以不具有可行性。

3 結(jié)論

銅離子滌綸纖維的定性鑒別方法，首先用顯微鏡觀察法初步確定為合成纖維，然后用紅外光譜或燃燒法可以確定為聚酯類纖維，結(jié)合其黃綠色顏色特征，可以認(rèn)為疑似是一種滌綸的改性纖維，對(duì)于銅離子滌綸纖維在煮沸的75%濃硫酸、65%硝酸、99% N，N-二甲基甲酰胺的溶解現(xiàn)象，可以最終確定纖維的種類。對(duì)于熔點(diǎn)法，只能用于純銅離子滌綸纖維的定性鑒別?？傊?，任何一種方法，都不能有效準(zhǔn)確地對(duì)纖維進(jìn)行定性，必須幾種方法結(jié)合起來才可以提高準(zhǔn)確率。

[1] 耿琴玉.紡織材料檢測[M].上海：東華大學(xué)出版社,2013.

[2] 吳佩云.圣麻纖維的定性鑒別[J].毛紡科技,2010,38(4):44-47.

Qualitative Identification of Functional Copper Ions Polyester

LU Yan1,2, MA Shun-bin1,2

(1.Jiangsu College of Engineering and Technology, Nantong 226007, China;2.Jiangsu Province Advanced Textile Technology Center, Nantong 226007, China)

The copper ions polyester was identified by microscope, infrared radiation spectrum method, burning method, dissolution method and melting point method. The copper ions polyester was comparative analyzed with the polyester fiber. The results showed that copper ions polyester could dissolve in the boiling sulfuric acid solution (concentration of 75%), nitric acid solution (concentration of 65%) and N,N-dimethylformamide solution(concentration of 99%), and all the solution color was yellow. These were obviously different from polyester，and the melting point of copper ions polyester was higher than polyester. The vertical and horizontal morphological characteristics, the combustion characteristics and infrared absorption spectra were similar with polyester.

copper ions polyester; fiber qualitative identification; functional fiber

2016-03-29

江蘇高校品牌專業(yè)建設(shè)工程資助項(xiàng)目(PPZY2015A093)

陸 艷(1986-)，女，講師，碩士，主要從事紡織材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)與測試技術(shù)研究，E-mail：luyan611@163.com。

TS101.92

A

1673-0356(2016)05-0031-03