丙纶纺丝油剂的剖析与复配

生化与医药

２００７．ＮＯ．０９ 化工之友在纺织原料转化为纺织品的过程中，纺丝油剂作为一种中间

介质，其作用在于确保生产的顺利进行［１］。在生产过程中发现，高速纺丝油剂对生产稳定性，产品质量起着至关重要的作用［２］。丙纶纺丝油剂要满足纺丝拉伸和后加工的要求，就需要油剂配方由多种组分组成，主要有平滑剂、抗静电剂、乳化剂以及其它少量助剂［３］。

丙纶纺丝油剂是我国油剂开发的热门课题，其主要用于调节纤维的摩擦特性，防止或消除静电积聚，赋予纤维平滑、柔软等特性，使化学纤维顺利通过纺丝、拉伸、加弹纺纱、织造等工序，确保生产的顺利进行［４］。国外技术比较成熟，而我国还不完善。因此加强对引进技术的消化吸收和通过一些性能独特和优良的油剂进行剖析，可以获得许多有用的信息。我们本次试验的目的是通过对一种未知油剂的剖析和复配来了解这种油剂的组成成分并为以后的油剂剖析提供一些经验。１　实验

试样为淡黄色粘稠液体，在５％氢氧化钠、５％碳酸氢钠和５％盐酸中溶解而在乙醚中不溶。首先对样品做钠熔实验，对试样分别进行氮、硫、卤素、硫和硅的检验；接着对油剂各组分进行分析，采用柱色谱分离法，湿法装柱，其中分离柱为５０ｍｌ滴定管［６０×１（ｃｍ）］，填充剂为硅胶（粒度１００×１４０目）在１１０℃烘箱中活化２ｈ。然后各组分采用涂膜法，使用德国ＢＩＯＲＡＤ公司的ＳＰ３０００红外分光光度计进行ＩＲ光谱分析。最后用高代氯仿作溶剂溶解试样，对各组分做ＮＭＲ（１Ｈ）的分析。２　实验结果

试样浊点为３９℃。说明其中含有聚醚类化合物，ＥＯ加成数约为５。在磷酸裂解实验中验证试液呈蓝色，表明油剂含有聚氧乙烯非离子表面活性剂。

丙纶纺丝油剂的剖析与复配

傅彬 帅军

（天津工业大学材化学院 ３００１６０）

摘　要：本文主要阐述了对未知丙纶化纤油剂的剖析过程，以表面活性剂的分离与鉴定为基础，采取化学分析与近代仪器分析如红外光谱，核磁共振相结合的方法对未知油剂进行初步剖析实验以及样品复配。

关键词：丙纶 纺丝油剂 剖析 非离子表面活性剂

中图分类号：ＴＳ１文献标识码：Ａ文章编号：

１００４－０８６２（２００７）０５（ａ）－００５３－０２

图１ 各组分的红外光谱图 ａ：组分２； ｂ：组分３； ｃ：组分４

工艺开发力度，加强对工艺路线的选择和改进，尽早突破乙醛酸法工艺工业化的瓶颈，打破欧美对我国的技术封锁。

参考文献

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［２］　Ｇｅｒ　ｏｆｆ　ｅｎ　，２　８０４　０６３．１９７８．

［３］　唐利玲，等．　纸浆废液制备香兰素的工艺进展［Ｊ　］．广东化工，１９９３（３）：２２．

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［５］　贺闵，等．　乙基香兰素的性质及合成方法［Ｊ　］．　精细化工，１９９３，１０（３）：２０．

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ＦＲＩＥＮＤ　ＯＦ　ＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＩＮＤＵＳＴＲＹ

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化工之友 ２００７．ＮＯ．０９

２．１　钠熔实验结果分析

在钠熔实验中，经过亚硝酰铁氰化钠实验和醋酸铅实验证明试样中不存在Ｓ，经过联苯胺硫酸铜实验、普鲁士蓝实验和硫酸亚铁实验证明试样中不存在Ｎ，钼酸铵实验证明不存在Ｐ，硝酸银实验证明不存在卤素，燃烧白烟法证明不存在硅，表明此种油剂中只含有Ｃ、Ｈ、Ｏ三种元素。２．２　油剂各组分分析

在鉴定离子型的实验中，试样在酸性亚甲基兰中蓝色移到氯仿层中并伴有乳化现象，证明此油剂含有非离子和少量阴离子表面活性剂，试样在溴酚兰实验和硫氰酸钴实验中均没有现象证明其不含阳离子表面活性，是聚氧乙烯型的非离子表面活性剂。

采用柱色谱分离方法对该油剂进行洗脱分离，洗脱实验结果如表１所示。由表１可知，该油剂主要含有五个主要成分，总洗脱率为９７．８４％。组分１及组分５洗脱量较少，分析效果不明显，故优选分离结果，只对其中洗脱量较多的组分２、３、４进行红外及核磁分析。２．３　ＩＲ光谱分析

各组分的ＩＲ光谱如图１所示。其中图１－ａ是组分２的红外光谱图。从图中不难看出，３３７９ｃｍ－１是羟基的伸缩振动；２９２４ｃｍ－１、２８５６ｃｍ－１表示了ＣＨ２中Ｃ－Ｈ的对称和不对称伸缩振动，１４６１ｃｍ－１和１３５１ｃｍ－１是ＣＨ２的剪式振动和非平面摇摆振动峰，１２９５ｃｍ－１和１２４９ｃｍ－１分别表示了酯的Ｏ＝Ｃ－Ｏ－Ｃ不对称伸缩振动和酯的Ｃ－Ｏ－Ｃ对称伸缩振动；１１１２ｃｍ－１和９４９ｃｍ－１则分别为醚的Ｃ－Ｏ－Ｃ不对称伸缩振动和对称伸缩振动，８５２ｃｍ－１是醚中－ＣＨ２－ＣＨ２－Ｏ－的ＣＨ２的平面摇摆振动，７２３ｃｍ－１是－（ＣＨ２）ｎ－中ｎ大于４时ＣＨ２的平面摇摆振动。将峰的强度和位置与标准谱图对照，不难发现，组分２为ＥＯ加成数大于１０的聚氧乙烯酯。

组分３的谱图（图１－ｂ）与组分２的相似，如２９２４　ｃｍ－１、２８５７ｃｍ－１等波数处对应的吸收峰与组分２

的相同，只是羟

基的伸缩振动吸收峰移至３３９５ｃｍ－１处。此外，组分３还有一些新增的吸收峰。其中醚的Ｃ－Ｏ－Ｃ吸收峰低移至１１１１ｃｍ－１，说明ＥＯ加成数增大；１５５８　ｃｍ－１吸收峰消失，并新增了１６４９ｃｍ－１，１５１６ｃｍ－１处的吸收峰。组分４的谱图（图１－ｃ）与前两组分相似，均表现为聚醚的特征吸收峰。

通过上述ＩＲ谱图分析可知，组分２、３、４为ＥＯ加成数不同的脂肪酸聚氧乙烯酯，各组分的

结构式可以表示如下：ＣｍＨ２ｍ＋１ＣＯＯ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎＨ。２．４　核磁共振分析

各组分的核磁共振如图２所示，根据核磁共振谱图可以算出疏水基链长和ＥＯ加成数的多少，故可以推算出组分２、３、４的分子式：

组分２的分子式为（ＣＨ３ＣＨ２）９ＣＯＯ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）６Ｈ；组分３的分子式为ＣＨ３（ＣＨ２）１１ＣＯＯ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）１１Ｈ；组分４的分子式为ＣＨ３（ＣＨ２）６ＣＯＯ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）６Ｈ

３　结语

通过对试样的剖析，我们可以分析出其三种主要成分的化学式分别为：ＣＨ３（ＣＨ２）９ＣＯＯ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）６Ｈ、ＣＨ３（ＣＨ２）１１ＣＯＯ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）１１Ｈ　和ＣＨ３（ＣＨ２）６ＣＯＯ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）６Ｈ，主要是成分是ＥＯ加成数不同的脂肪酸聚氧乙烯酯。经过对油剂的复配及检验，表明其与原油剂的性能相似，但是其稳定性等不如原油剂，说明原油剂中还加入了其它的添加剂等物质，所以我们今后要在此基础上进一步的分析及测定。

参考文献

［１］　辛银花，张中法．丙纶ＢＣＦ／ＣＦ纺丝油剂［Ｊ］，广东化纤，

２００１，３：２９－３１．

［２］　陈卡佳．超细丙纶高速纺丝油剂的研究．［Ｊ］．精细石油化工，

２００５，５（３）：１９－２０．［３］　杨海涛，周向东．浅谈丙纶长丝纺丝油剂．［Ｊ］．合成纤维，２００４

增：３５－３７．［４］　任华明，李德绵．实用化学纤维油剂．［Ｍ］．北京：纺织工业出版

社，１９８７：１０－１５．

表１ 色谱洗脱分离结果

图２ 各组分的核磁共振谱图 ａ：组分２； ｂ：组分３； ｃ：组分４