皮芯型低熔点聚酯复合纤维的定性鉴别分析研究

朱露

摘要

本文通过对皮芯型低熔点聚酯复合纤维的物理、化学性能的分析，应用物理法、化学法、显微镜法以及红外光谱吸收法对皮芯型低熔点聚酯复合纤维进行研究，并对皮芯型低熔点聚酯复合纤维进行定性鉴别。

关键词：皮芯型低熔点聚酯复合纤维；定性鉴别；方法研究

1 引言

皮芯型低熔点聚酯复合纤维是指用低熔点聚酯（LMPET）和普通聚酯（PET）这两种不同的聚合物以皮芯结构分布于同一根纤维之中制成的纤维。皮层LMPET是熔点为80℃～180℃的新型改性聚酯，芯层为熔点255℃～260℃的普通聚酯[1]。皮芯型低熔点聚酯复合纤维的皮层保留了常规聚酯的部分特性，与常规聚酯具有良好的相容性。皮芯型低熔点聚酯复合纤维主要用于热粘合纤维，在非织造布生产中的主要作用是在一定温度下低熔点纤维皮层聚合物熔化，从而在纤维网中起到粘结效果[2]。由于低熔点聚酯短纤维具有蓬松性好、强度高、弹性恢复率高、生产出的非织造布手感柔软、弹性高等特点，目前大量应用于手术口罩、绷带等卫生材料和室内装饰材料等领域[3]。

本课题按照现有的纤维分析的基本方法进行研究，采用燃烧法、显微镜法、熔点法、红外光谱吸收法和溶解法对皮芯型低熔点聚酯复合纤维燃烧性能、纵截面及横截面形态、熔融性能、红外光谱的吸收性能和纤维的溶解性能进行研究，用于对皮芯型低熔点聚酯复合纤维的定性鉴别。

2 试验部分

试验材料：皮芯型低熔点聚酯复合纤维（4080低熔点涤纶短纤维，韩国汇维仕公司）。

试剂：硫酸、盐酸、甲酸、硝酸、冰乙酸、氢氧化钠、次氯酸钠、二甲基甲酰胺、二氯甲烷、苯酚四氯乙烷等。

仪器：哈氏切片器、生物显微镜、热差分析仪、电子显微镜、电热恒温水浴锅、红外光谱分析仪等。

2.1 燃烧试验

纤维靠近火焰时纤维熔缩；接触火焰时纤维熔融、燃烧；离开火焰时纤维熔融燃烧、熔体下落；纤维燃烧时有淡淡的特殊甜味；残留物为硬而黑的胶状物。根据燃烧试验方法，低熔点聚酯复合纤维和普通聚酯纤维特征相似，无特殊的表征现象。

2.2 显微镜观察试验

对低熔点聚酯复合纤维进行显微镜观察，其横截面为近似圆形，纵截面纤维表面光滑、有小黑点。其纵向、横截面图形见图1、图2。

2.3 熔点试验

对低熔点聚酯复合纤维进行熔点试验，试验数据见表1。

低熔点聚酯复合纤维皮层在80℃左右进行熔融，芯层至255℃～260℃完全熔融。在本样品以外的其他低熔点聚酯纤维的熔点试验中，某些样品的皮层熔点在80℃～180℃左右。

2.4 红外光谱试验

对低熔点聚酯复合纤维进行红外吸收光谱分析试验，红外吸收光谱图见图3。

在红外光谱分析仪下对纤维进行分析，纤维的主要吸收谱带和特征频率为1730 cm-1、 1130cm-1、1260cm-1以及730cm-1时，表明它有酯基存在，并且有对苯二甲酸基团的一个特征，可以确定为聚酯纤维。

2.5 化学溶解试验

对低熔点聚酯复合纤维进行化学溶解试验，观察低熔点聚酯复合纤维的皮层在一定温度、溶解时间条件下，在一定的酸、碱、盐及有机溶剂中的溶解状态，具体见表2。

在本样品以外的其他低熔点聚酯纤维的皮层部分溶解试验中，其皮层还溶解于50℃下的75%硫酸、常温下的88%甲酸以及70℃下的甲酸/氯化锌溶液。

3 试验结果与分析

（1）皮芯型低熔点聚酯复合纤维与普通的合成纤维相比较，在鉴别时很多特征酷似合成纤维，在显微镜试验方法中，其纵向形态的特性和合成纤维容易混淆，无法清楚地进行分别，但其横截面明显表明其皮芯结构的特征。

（2）在燃烧试验法中，其燃烧的性能和状态也与合成纤维有相似之处，残留物呈硬而黑的胶状物，完全符合普通聚酯纤维的特征。

（3）在熔点法中，皮芯型低熔点聚酯复合纤维的皮层熔点在 80℃ 左右，芯层熔点在255℃～260℃。锦纶6纤维在220℃左右，錦纶66纤维在260℃左右，丙纶纤维在165℃，乙纶纤维在130℃左右，但某些皮芯型低熔点聚酯复合纤维的皮层熔点在 80℃～180℃ 左右，所以单纯应用熔点法不易进行定性鉴别。

（4）在红外吸收光谱试验中，由低熔点聚酯复合纤维红外吸收光谱图可见在1730cm-1处的羰基伸缩振动光谱及1130cm-1和1260cm-1处的C—O—C伸缩振动光谱，它们提示有酯基存在。同时730cm-1处吸收光谱是对位双取代苯环上面氢的外弯曲振动吸收，表明它是对苯二甲酸基团的一个特征峰。

（5）在溶解试验法中，从表2可以看出，低熔点聚酯复合纤维的皮层能溶解于常温下的二氯甲烷和浓硝酸以及煮沸的二甲基甲酰胺中，此种情况极易和聚乳酸纤维混淆，所以，仅靠溶解法无法准确鉴定低熔点聚酯复合纤维的皮层部分的纤维类别。纤维的溶解一般采用实验室常规的溶解试剂。纤维不溶于50℃下的75%硫酸，基本排除纤维素纤维和再生纤维素纤维；纤维不溶于常温下的20%盐酸和80%甲酸，基本排除锦纶；纤维不溶于冰乙酸，基本排除醋酯纤维；纤维溶于苯酚四氯乙烷，则该纤维可能为聚酯纤维或锦纶、醋酯纤维等；纤维的皮层溶于煮沸的二甲基甲酰胺或常温下的二氯甲烷，则皮层成分可能为醋酯纤维或聚乳酸纤维。

参考文献：

[1] 褚乃清， 李丽霞， 刘彩明， 等. 低熔点聚酯复合纤维鉴别方法研究[J]. 上海纺织科技， 2011，39（7）：49.

[2] 余晓华， 杨蕴敏， 孙自淑. 国产水溶性共聚酯切片纺制海岛复合纤维工艺研究[J]. 合成纤维， 2007，36（12）：39.

[3] 张德权. 低熔点皮芯型涤纶短纤维生产工艺研究[J]. 合成纤维， 2009，（5）：33.

[作者单位：中纺联检（上海）检验技术服务有限公司]