竹炭改性涤纶纤维的定性鉴别

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毛纺科技 Wool Textile Journal
第 38 卷 第 5 期 2010 年 5 月
竹炭改性涤纶纤维的定性鉴别
吴佩云 ，吉利梅
（ 南通纺织职业技术学院，江苏 南通 226007 ）
摘
要 ： 采用燃烧法 、 显微镜观察法 、 溶解法和红 外 吸 收 光 谱 法 对 竹 炭 纤 维 定 性 鉴 别 进 行 了 试 验 研 究 ， 并与涤
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溶解法
溶解 法 是 根 据 纤 维 的 化 学 组 成 不 同， 在不同浓
度的化学溶剂中 、 不同温度条件下的溶解状态， 如立 即溶解 、 溶解 、 部分溶解 、 微溶或不溶解等鉴别纤维 。 本文试验按 FZ / T 0105714 —2007《纺织纤维鉴别试 验方 法 ， 第 4 部 分： 溶 解 法 》 有针对性地选择了 10 种化学试剂对竹炭纤维 进 行 了 溶 解 性 试 验， 并与
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1. 2
试剂
N， N—二 甲 基 甲 酰 胺 、 硫酸 、 盐 酸、 硝 酸、 甲 酸、
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结果与讨论Байду номын сангаас
燃烧法
燃 烧 鉴 别 法 是 利 用 各 种 纤 维 的 化 学 组 成 不 同，
。
2. 2
显微镜观察法
显微 镜 观 察 法 是 利 用 显 微 镜 观 察 纤 维 纵 向 、 横
向截面形态， 根据纤维形态特征的差异来鉴别纤维 。
表2
纤维名称 竹炭纤维 涤纶纤维 纵向形态特征 纵向呈现不规则的多条连续分布的黑色斑纹 表面平直光滑
竹炭纤维和涤纶纤维纵向 、 横截面形态特征
横截面形态特征 圆形 ， 呈凹凸蜂窝状微孔结构， 并有明显大小不均的黑色斑点 圆形
Nicolet iS10 型 傅 里 叶 红 外 光 谱 仪 仪器有限公 司 ） ， 哈氏切片 和 iTR 附件（ 美国赛默 飞 世 尔 科 技 公 司 ） ， 器等 。
纤维 竹炭纤维 涤纶纤维
从表 1 可以看出， 竹炭纤维接近火焰时收缩 、 熔 融， 在火焰 中 熔 融 燃 烧 并 冒 黑 烟， 离开火焰继续燃 有时自灭， 并有 纯 黑 色 熔 液 滴 下， 燃烧时有淡淡 烧， 的甜味， 残渣呈黑色焦炭状， 其燃烧特征与普通涤纶 纤维基本相似， 因此， 采用燃烧鉴别法无法准确区分 竹炭纤维和涤纶纤维
［ 1］
纵向制片：将纤维手扯伸直平行， 抽取少量置于 载玻片上， 滴上石 腊 油， 覆 上 盖 玻 片， 在显微镜下观 察纤维纵向形态；截 面 制 片：将 整 理 好 的 适 量 纤 维， 嵌于哈氏切片器凹槽中， 用火棉胶凝固， 用单面刀片 切取 10 ～ 30 μ m 的 薄 片， 在显微镜下观察纤维横截 本文试验利用 面形态 。 考虑到鉴 别 方 法 的 实 用 性， 工厂使用的常规 仪 器 CU － II 型 纤 维 细 度 仪 观 察 并 涤纶纤维的纵 、 横向形态特征 。 见 采集了竹炭纤维 、 2。 表 2 和图 1 、
从图 1 可以看 出， 竹炭纤维的纵向形态呈现多 条连续分布的黑色 斑 纹， 不同于平直光滑的涤纶纤 维；竹炭纤维的截面 形 态 为 独 特 的 凹 凸 蜂 窝 状 微 孔 有明显的大小不均黑色斑点， 在普通的生物显 结构， 微镜下清晰可见， 与圆形截面的涤纶纤维有明显的 不同， 很容易区分 。
图1 竹炭纤维的形态 （ × 1 000 ）
图2 涤纶纤维的形态 （ × 1 000 ）
涤纶纤维进行了比较， 见表 3 。
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表3
95% ～ 98% 硫酸 70 % 硫酸 40 % 硫酸
毛纺科技 Wool Textile Journal 竹炭纤维和涤纶纤维的溶解性能
15% 盐酸 88 % 甲酸
第 38 卷 第 5 期 2010 年 5 月
Qualitative identification of bamboocharcoal modified polyester fiber
WU Pei-yun ，JI li-mei （ Nantong Textile Vocational Technology College ， Nantong 226007 ， China ） Abstract ： This paper identifies bamboo-charcoal fiber by burning method ， estimating method by microscope ，dissolution method and infrared radiation spectrum method ， and compares with the identification of polyester fiber. The results show that bamboo-charcoal fiber possesses a number of longitudinal continuous black strips. The cross-section is a micro-porous structure like a concave convex honeycomb ，which has obvious uneven black spots. Besides ，in the boiling sulfuric acid solution （ the concentration is 70% ） ， N － Dimethylformamide （ the concentration is 90% ） ， and sodium hydroxide solution （ the concentration is 20% ） ，the bamboo-charcoal fiber can be dissolved immediately and turn out to be black particles. The vertical and horizontal characteristics and dissolution properties of bamboocharcoal fiber are totally different from polyester fiber's. However ，the combustion characteristics and the infrared absorption spectra of them are basically similar. Key words ： bamboo-charcoal fiber ； comparative analysis ； qualitative identification 竹炭改 性 涤 纶 纤 维 （ 以 下 简 称 竹 炭 纤 维 ） 是 以 毛竹为原料， 采用瞬 间 纯 氧 高 温 及 氮 气 阻 隔 新 工 艺 技术处理后得到的竹炭， 使其粒径达到微米级后， 再 与特殊处理后的聚酯切片熔融纺丝而制成的一种新 自 型功能性纤维 。 竹 炭 纤 维 具 有 优 良 的 吸 附 功 能 、 动调节湿度特性 、 吸湿快干性以及特有的保健性能， 已经在服装 、 家 纺 和 产 业 领 域 得 到 广 泛 应 用。 竹 炭 纤维的定性鉴别， 目 前 没 有 列 入 相 关 标 准。本 文 采 用燃烧法 、 显微镜观察法 、 溶解法和红外吸收光谱法 对竹炭纤维的鉴别 进 行 了 试 验 研 究， 并与普通涤纶 纤维进行了比较分析， 提出了较为实用 、 快速有效的 鉴别方法 。
表1 竹炭纤维和涤纶纤维的燃烧特征
离开火焰 继续燃烧， 有时自灭， 并有纯黑色熔液滴下 有时自灭， 继续燃烧， 并有黑褐色熔液滴下 燃烧气味 有甜味 有甜味 残渣形态 呈硬而黑色焦炭状 呈硬而黑色的圆珠状 燃烧状态 接近火焰 收缩 、 熔融 收缩 、 熔融 在火焰中 熔融燃烧， 冒黑烟 熔融燃烧， 冒黑烟
竹炭纤维 涤纶纤维 竹炭纤维 涤纶纤维 竹炭纤维 涤纶纤维 竹炭纤维 涤纶纤维 竹炭纤维 涤纶纤 维 竹炭纤维 涤纶纤维 I P ss P P P I I I I I P ss P S S S I I I I I P S S S S I I I I I S S S S S I I I P ss P S S S S S P ss P P P S S0 S0 S0 S0 S0 P P S S S
纶纤维进行了比较分析 。 结果表明：竹炭纤维的纵向 形 态 呈 现 多 条 连 续 分 布 的 黑 色 斑 纹 ， 截面形态为独特的凹凸 99% N — 二 甲 基 甲 酰 胺 和 20% 氢 氧 化 钠 溶 液 蜂窝状微孔 结 构， 有 明 显 的 大 小 不 均 黑 色 斑 点 ；在 煮 沸 的 70% 硫 酸 、 竹炭纤维都能立即溶解， 并有黑色颗粒出现 。 竹炭 纤 维 的 纵 横 向 形 态 特 征 和 溶 解 性 能 与 涤 纶 纤 维 有 明 显 的 不 中， 同， 但燃烧特征和红外吸收光谱与涤纶纤维基本相似 。 关键词 ： 竹炭纤维；比较分析；定性鉴别 中图分类号 ： TS102. 522 文献标识码 ： A 1456 （ 2010 ） 05004204 文章编号 ：1003-
氢氧化钠 、 无水乙醇 、 石腊油 、 胶棉液等 。
1. 3
仪器
CU － II 型纤维细度分析仪 （ 北京和众视 野 科 技
其燃烧特征的差异来鉴别纤维的种类 。 方法是取一 小束（ 约重 50 ～ 100 mg ） 纤维试样着火燃烧， 仔细观 颜 色、 软 硬 程 度， 同 察纤维燃烧特征 和 残 渣 的 形 态 、 时嗅其产生烟雾的气味等 。 竹炭纤维和涤纶纤维的 燃烧特征如表 1 所示 。
注： S 0 — 立即溶解； S — 溶解； P — 部分溶解； P ss — 微溶； I — 不溶解；煮沸 3 min 。
由表 3 可知， 竹炭纤 维 在 煮 沸 的 70% 硫 酸 溶 液 中 立 即 溶 解， 而 涤 纶 纤 维 是 部 分 溶 解； 在 煮 沸 的 99% N － 二甲 基 甲 酰 胺 溶 液 中 是 立 即 溶 解， 并有黑 色颗粒状出 现， 涤 纶 纤 维 是 微 溶； 在 煮 沸 的 20% 氢 氧化钠溶液中立即溶解， 也有黑色颗粒状出现， 涤纶 纤维不溶解；在煮沸的 5% 氢 氧 化 钠 溶 液 中， 竹炭纤 而涤纶纤维不溶解 。 试验结果表明， 竹 维部分溶解， 炭纤维 和 涤 纶 纤 维 的 溶 解 性 能 有 相 似 之 处， 但在
纤维
36% ～ 38 % 盐酸
65% ～ 68 % 99% N － 二甲 20% 硝酸 基甲酰胺 氢氧化钠
5% 氢氧化钠 煮沸 P I
常温 煮沸 常温 煮沸 常温 煮沸 常温 煮沸 常温 煮沸 常温 煮沸 常温 煮沸 常温 煮沸 常温 煮沸 常温 S0 / 竹炭纤维 涤纶纤维 S0 S S0 S0 I I S0 P I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I 黑色 颗粒 P ss I I S0 / 黑色 颗粒 I I I
准确性， 将竹炭纤维 在 不 同 浓 度 的 氢 氧 化 钠 溶 液 中 其 溶 解 性 能 与 涤 纶 纤 维 进 行 了 比 较， 结 煮沸 5 min ， 果见表 4 。
竹炭 、 涤纶纤维在氢氧化钠溶液中煮沸 5 min 的溶解性能
10 % 氢氧化钠 15% 氢氧化钠 20% 氢氧化钠 25 % 氢氧化钠 30% 氢氧化钠
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试验
材料
竹炭纤维规格 0. 167 tex × 38 mm （ 深 灰 色 ） ， 样
收稿日期 ：2009 － 09 － 21 作者简介 ： 吴佩云， 实验师， 主要从事纺织材料实验教 学 与 测 试技术工作 。 E-mail ： ntwpy@ 163. com 。
品由浙台合资上虞弘强彩色涤纶有限公司提供 。
表4
煮沸时 间 / min 1 2 3 4 5 5% 氢氧化钠
20% 氢氧化钠溶液中存在明显的不同［2 ］。 研究 资 料 表 明， 竹 炭 纤 维 在 2. 5% 氢 氧 化 钠 溶
［ 3］ 液中煮 沸 20 min 能 完 全 溶 解 ； 在 5% 氢 氧 化 钠 溶 ［ 4］ 液中煮沸15 min 部分 溶 解 ；在 30% 氢 氧 化 钠 溶 液 ［ 4］ 中煮 沸 15 min 完 全 溶 解 ；考 虑 到 鉴 别 的 时 效 性 和