功能性铜离子涤纶的定性鉴别

陆 艳，马顺彬

(1.江苏工程职业技术学院，江苏 南通 226007；2.江苏省先进纺织工程技术中心，江苏 南通 226007)

功能性铜离子涤纶的定性鉴别

陆 艳1，2，马顺彬1，2

(1.江苏工程职业技术学院，江苏 南通 226007；2.江苏省先进纺织工程技术中心，江苏 南通 226007)

采用显微镜观察法、红外吸收光谱法、燃烧法、化学溶解法和熔点法对铜离子涤纶纤维定性鉴别进行了试验研究，并与涤纶纤维比较。结果表明，铜离子涤纶纤维溶解于煮沸的75%浓硫酸、65%硝酸和99% N，N-二甲基甲酰胺溶液中，溶液颜色为浅黄色，与涤纶纤维有显著不同；而铜离子涤纶纤维的熔点高于涤纶纤维，但铜离子涤纶纤维的纵横向形态特征、燃烧特征及红外吸收光谱与涤纶纤维基本相似。

铜离子涤纶；纤维定性鉴别；功能纤维

铜离子涤纶纤维是将抗菌铜材料经高科技加工处理，使其粒径达到纳米级后，添加交联剂、偶联剂等纺丝助剂，与特殊处理后的聚酯切片熔体纺丝加工而制成的一种功能纤维。其抗菌、杀菌、抑菌效果持久，另有防螨、消臭功能，对人体安全无害。铜离子涤纶纤维可以纯纺，或与天然纤维和化纤混纺，可应用于军用服装、家用纺织品、室内装饰物等领域。随着科学技术的不断发展和人们生活水平的提高，大众不再满足普通的纤维产品，而是更倾向于选择含有功能性纤维和差别化纤维的纺织产品。而在纺织品检测中，铜离子涤纶纤维易与涤纶纤维混淆，故对于纺织品检测而言，也要不断地适应新的潮流，跟上时代的步伐，检测标准也要不断地推陈出新。

本文采用显微镜法、红外吸收光谱法、燃烧法、化学溶解法和熔点法对其进行鉴别，并与普通涤纶纤维进行比较分析，提出了较为实用、快速有效的鉴别方法。

1 鉴别用试样

湖州珠力纳米材料科技开发有限公司提供的1.67 dtex×38 mm铜离子涤纶纤维。

2 定性鉴别方法

2.1 显微镜观察法

显微镜观察法的原理是利用显微镜观察纤维纵向和横向截面形态，根据一些纤维特有的纵向、横向形态特征来识别纤维[1]。

依照FZ/T 01057.3-2007《纺织纤维鉴别试验方法3部分：显微镜法》进行试验。试验采用CU-I型纤维细度仪观察铜离子涤纶纤维和涤沦的纵面和横截面形态特征，其形态特征见图1和图2。

铜离子涤纶纤维的颜色为黄绿色，从图1可以看出，铜离子涤纶纤维的截面形态特征为圆形或近似圆形，大小不一，与圆形截面的涤纶纤维有微小的区别，从纵向上看，铜离子涤纶纤维和涤纶纤维都是平直光滑的。所以利用显微镜观察法只能初略判定为合成纤维类，区分不出这两种纤维。

2.2 红外吸收光谱法

红外光谱法是根据组成纤维分子的各种化学基团，无论它们存在于何种化合物中，都有着自己特定的红外吸收带的原理来鉴别纤维的品种。

依照FZ/T 01057.8-2012《纺织纤维鉴别试验方法 第8部分：红外光谱法》进行试验。利用Nicolet iS10型傅里叶红外光谱仪(美国赛默飞世尔科技公司)和iTR附件(晶体板为硒化锌ZnSe)，扫描次数32，分辨率4 cm-1，波数范围4 000～400 cm-1，镜速0.632 9 cm·s-1)[2]。铜离子涤纶纤维的红外光谱吸收图谱如图3所示。

从图3可以得出，铜离子涤纶纤维在1 710 cm-1附近的C=O伸缩振动引起峰形尖锐的强吸收谱带，在1 250、1 096 cm-1附近的C=O伸缩振动引起的较强吸收特征谱带，在720 cm-1附近苯环CH面向弯曲振动引起的较强吸收谱带等与涤纶纤维的红外吸收光谱基本一致，峰形峰位一致[3]，较难区别，故用红外光谱只能初步判断为疑似涤纶纤维。

2.3 燃烧法

燃烧鉴别法是利用不同纤维含有不同化学组分而具有不同燃烧特征的差异来鉴别纤维种类的一种方法。依照FZ/T 01057.2-2007《纺织纤维鉴别试验方法 第2部分：燃烧法》进行试验。铜离子涤纶纤维和涤纶纤维的燃烧特征见表1所示。

从表1可看出，铜离子涤纶纤维的燃烧特征与涤纶纤维相比，既有相似处，又有不同点，这对于今后鉴别铜离子涤纶纤维有参考意义，从相似点可以将它定为涤纶纤维，从不同点以及其黄绿色泽，可以判定为一种改性涤纶纤维，因此采用燃烧法可以为区分铜离子涤纶纤维和涤纶纤维提供依据，但不能直接断定，还需其他方法进一步确认。

2.4 化学溶解法

化学溶解法是根据化学组成与结构不同的纤维，在特定的化学溶液中的溶解性能各异的原理来鉴别纤维。依照FZ/T 01057.4-2007《纺织纤维鉴别试验方法第4部分：溶解法》进行试验。选用的7种化学试剂对铜离子纤维的溶解试验结果见表2。

从表2可看出，铜离子涤纶纤维溶解于煮沸的75%硫酸、65%硝酸、99% N，N-二甲基甲酰胺三种溶液中，并且由于铜离子的存在，其溶液颜色均为浅黄色，部分溶解于煮沸的冰乙酸，溶液颜色为浅黄色，微溶于煮沸的37%盐酸、85%甲酸，溶液颜色为浅绿色。而涤纶纤维虽然也溶解于煮沸的75%的硫酸溶液中，但其溶液为黑色。涤纶纤维不溶于煮沸的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。不管是在常温还是沸腾状态下，铜离子涤纶纤维均不溶于20%的氢氧化钠。试验结果表明，通过改性处理后，铜离子纤维的化学稳定性比涤纶纤维要差，在实际鉴别操作中，可以选择75%浓硫酸、65%硝酸、99% N，N-二甲基甲酰胺三种化学试剂快速鉴别。

表1 铜离子涤纶纤维和涤纶纤维的燃烧特征

表2 铜离子涤纶纤维的溶解性能

注：S-溶解；P-部分溶解；PSS-微溶；I-不溶解；煮沸3 min。

2.5 熔点法

熔点法一般适用于鉴别熔点特征明显的合成纤维，这是因为合成纤维在高温作用下，大分子链结构发生变化，先软化而熔融。依照FZ/T 01057.4-2007《纺织纤维鉴别方法第6部分：熔点法》进行试验。经测试，铜离子涤纶纤维的熔点为285.3 ℃，而涤纶纤维的熔点为261.6 ℃。铜离子涤纶纤维熔点高于涤纶纤维熔点。对于纯铜离子涤纶纤维可以准确完成定性分析，但对于混纺产品，由于存在相互干扰，所以不具有可行性。

3 结论

铜离子涤纶纤维的定性鉴别方法，首先用显微镜观察法初步确定为合成纤维，然后用红外光谱或燃烧法可以确定为聚酯类纤维，结合其黄绿色颜色特征，可以认为疑似是一种涤纶的改性纤维，对于铜离子涤纶纤维在煮沸的75%浓硫酸、65%硝酸、99% N，N-二甲基甲酰胺的溶解现象，可以最终确定纤维的种类。对于熔点法，只能用于纯铜离子涤纶纤维的定性鉴别。总之，任何一种方法，都不能有效准确地对纤维进行定性，必须几种方法结合起来才可以提高准确率。

[1] 耿琴玉.纺织材料检测[M].上海：东华大学出版社,2013.

[2] 吴佩云.圣麻纤维的定性鉴别[J].毛纺科技,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

江苏高校品牌专业建设工程资助项目(PPZY2015A093)

陆 艳(1986-)，女，讲师，硕士，主要从事纺织材料实验教学与测试技术研究，E-mail：luyan611@163.com。

TS101.92

A

1673-0356(2016)05-0031-03