弹性聚酯复合纤维定性鉴别的研究

刘真

摘要

为了探索出弹性聚酯复合纤维的定性鉴别方法，采用手感目测法、燃烧法、显微镜法、溶解法、红外光谱分析法和DSC分析法对弹性聚酯复合纤维进行鉴别。结果表明：手感目测法得出弹性聚酯复合纤维具有弹性；燃烧法、溶解法、红外光谱分析法得出弹性聚酯复合纤维具有与聚酯纤维相同的燃烧、溶解和红外光谱特征；显微镜法观察弹性聚酯复合纤维为典型的并列型复合形态，DSC测试可确定该纤维并非由单一组分的聚酯纤维构成，为弹性聚酯复合纤维的定性鉴别提供可靠的依据。

关键词：弹性聚酯复合纤维；显微镜法；溶解法；红外光谱分析法；DSC分析法

弹性纤维最早于1937年由O.Bayer、H.Rinke和他们的合作者于德国成功合成。复合纤维是上世纪60年代研发的一种新型化学纤维。弹性聚酯复合纤维是弹性纤维和聚酯纤维的复合，这种纤维具有天然纤维优良的特性以及良好的拉伸回复性和回弹性，广泛地应用到纺织品。国标GB/T 29862—2013《纺织品纤维含量的标示》附录B.4中提到“由两种或多种化学性质不同的线型大分子（质量均不超过85%）构成，含有至少85%酯基官能团，多次拉伸50%后能快速地回复到原长的纤维，标注为‘弹性聚酯复合纤维 （elastomultiester或elasterell-p）”。但未提到用于鉴别弹性聚酯复合纤维的具体方法。所以对弹性聚酯复合纤维进行定性鉴别具有重要意义。

1 试验

1.1 试验材料和仪器

样品：由送检单位提供试样。

试剂：火棉胶（天津市富宇精细化工有限公司）、甘油、浓硫酸、浓盐酸、浓硝酸、次氯酸钠、DMF、苯酚、氢氧化钠、甲醇（均由广州化学试剂厂提供）。

仪器：CU﹣Ⅱ纤维细度仪（北京和众视野科技有限公司）、Y172型纤维切片器（国营常州纺织仪器厂）、傅里叶红外光谱仪6700（美国Thermo Nicolet）、差示扫描量热仪 DCS 200F3（德国耐驰）、打火机。

1.2 试验方法

1.2.1 手感目测法

手感目测法通过用手摸、揉、扯纤维或织物，观察其光泽、颜色，根据经验初步判断出纤维或织物所属大类。

1.2.2 燃烧法

燃烧法参照标准FZ/T 01057.2—2007《纺织纤维鉴别试验方法 第2部分：燃烧法》。

1.2.3 显微镜法

显微镜法参照标准FZ/T 01057.3—2007《纺织纤维鉴别试验方法 第3部分：显微镜法》。

1.2.4 溶解法

溶解法参照标准FZ/T 01057.4—2007《纺织纤维鉴别试验方法 第4部分：溶解法》。

1.2.5 红外光谱法

红外光谱法参照标准FZ/T 01057.8—2007《纺织纤维鉴别试验方法 第8部分：红外光谱法》。

1.2.6 差示扫描量热法

样品质量：3mg，气氛：氮气，流量：20mL/min，升温速率：10℃/min，降温速率：10℃/min，温度范围：40 ℃ ～220 ℃。

2 結果与分析

2.1 手感目测法

通过目测法观察到弹性聚酯复合纤维网络形态整体图和局部图见图1和图2。

通过手感目测法观察发现，弹性聚酯复合纤维质地柔软、手感爽滑、有良好的光泽和弹性，判定纤维为弹性纤维。

2.2 燃烧法

弹性聚酯复合纤维的燃烧特征见表1。

由表1可知，纤维样品在靠近火焰、接近火焰和离开火焰时的燃烧状态、燃烧气味和残留物特征与聚酯纤维一致，初步判断为聚酯纤维。

2.3 显微镜法

在纤维细度仪下观察样品的形态特征，见图3和图4。由图观察可知，弹性聚酯复合纤维的纵向形态特征为纤维表面平滑，有沟槽，有小黑点；横向形态特征为两种纤维沿纤维纵向分列于纤维两侧，为典型的并列型复合形态。

2.4 溶解法

弹性聚酯复合纤维的溶解性能见表2。

在常温和80℃的条件下观察弹性聚酯复合纤维在不同化学试剂中的溶解性能发现：弹性聚酯复合纤维的溶解性能与聚酯纤维一致，进一步证明纤维为聚酯纤维。

2.5 红外光谱分析法

涤纶、PTT、PBT和弹性聚酯复合纤维的红外光谱图分别见图5～图8。

图5～图7的红外光谱图来源于标准FZ/T 01057.8—2007。由图5至图8可知，弹性聚酯复合纤维与聚酯类纤维的两个主要特征峰相同，所以确定弹性聚酯复合纤维为聚酯类纤维。

2.6 DSC分析法

弹性聚酯复合纤维的DSC谱图见表9。

由图9可知，弹性聚酯复合纤维在200℃～240℃之间有一宽峰，且在209℃和230℃处出现两个波峰，与传统单组分聚酯纤维熔点峰有差别，可知该纤维并非由单一组分的聚酯纤维构成。

3 结论

通过采用手感目测法、燃烧法、显微镜法、溶解法、红外光谱分析法和DSC分析法对弹性聚酯复合纤维进行鉴别，从而得出弹性聚酯复合纤维的普遍性特征。首先通过手感目测法发现弹性聚酯复合纤维质地柔软、手感爽滑、有良好的光泽和弹性；然后采用燃烧法、溶解法、红外光谱分析法得出弹性聚酯复合纤维具有与聚酯纤维相同的燃烧、溶解和红外光谱特征；通过显微镜法观察弹性聚酯复合纤维为典型的并列型复合形态，DSC测试可确定该纤维并非由单一组分的聚酯纤维构成，为弹性聚酯复合纤维的定性鉴别提供可靠的依据。