二烯类弹性纤维定性探讨

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摘要：通过燃烧法、显微镜观察、红外光谱、化学试剂溶解等方法研究了二烯类弹性纤维的燃烧性能、显微外观形态、红外光谱特征和化学性质，总结探讨了二烯类弹性纤维的定性鉴别方法。

关键词：二烯类弹性纤维；燃烧；溶解；红外光谱；鉴别

二烯类弹性纤维俗称橡胶丝或橡筋丝，伸长率一般在100%～300%之间。主要化学成分为硫化聚异戊二烯，有良好的耐高温、耐酸碱、耐磨等化学物理性能。广泛应用在袜子、罗纹袖口等针织工业。因此，准确鉴别纺织服装产品中二烯类弹性纤维有着重大的意义。然而，现有标准及文献资料缺乏对二烯类弹性纤维专业和系统的鉴别方法。所以本文通过燃烧、显微镜观察、溶解、红外光谱等方法对二烯类弹性纤维的定性鉴别方法进行研究。

1 试验

1.1 试验试剂

硫酸、硝酸、氢氧化钠、N，N—二甲基甲酰胺、丙酮、四氢呋喃、苯酚、四氯化碳、吡啶、1，4—丁内酯、二甲亚砜、环己酮、二氯甲烷、二氧六环、二氯申烷、乙酸乙酯、环己酮等。以上试剂均为分析纯。

1.2 试验仪器

酒精灯、镊子、载玻片、CU—Ⅱ纤维细度仪、红外光谱仪、熔点仪、水浴恒温振荡器。

1.3 试验样品

二烯类弹性纤维。

2 试验结果及讨论

2.1 燃烧试验[1]

根据纤维靠近火焰、接触火焰及离开火焰所产生的燃烧现象及燃烧时产生的气味和燃烧后的残留物状态，初步辨别二烯类弹性纤维。二烯类弹性纤维燃烧过程观察结果如表1。

表1 二烯类弹性纤维燃烧现象

2.2 显微镜观察试验

将待测的二烯类弹性纤维均匀平排在载玻片上，加入适量的无水甘油，盖上盖玻片，放在CU—Ⅱ纤维细度分析仪的显微镜载物台上，在放大倍数200～500倍条件下观察聚烯烃弹性纤维的纵向特征（见图1）。从图1中可以看出，聚烯烃弹性纤维纵向表面粗糙，边缘有锯齿状毛刺。

图1 显微镜下观察到的纤维纵向特征

2.3 熔点试验

取少量二烯类弹性纤维放在两盖玻片之间，置于可控温电加热器的加热板上，通过仪器自带显微镜装置观察纤维在升温过程中的变化，当加热板温度升至220℃～230℃，二烯类弹性纤维迅速熔融。因此，二烯类弹性纤维的熔点为220℃～230℃。

2.4 红外光谱试验

用红外光谱仪扫描二烯类弹性纤维，纤维中的分子将吸收一部分光能并转变为分子的振动能和转动能[1]。借助于仪器将吸收值与相应的波数作图，获得该纤维的红外吸收光谱图（见图2），光谱中的每个特征吸收光谱带都包含了纤维试样分子中基团和键的信息。

图2 二烯类弹性纤维的红外吸收光谱图

从图2可知，二烯类弹性纤维对红外光的主要吸收谱带及其特征频率有：（2850～2965）cm-1、（1375～1465）cm-1、（1015.86～1097.49）cm-1、（676.93～838.53）cm-1。在波谱值为2961.31cm-1、2920.61cm-1、2854.09cm-1、1097.49cm-1、1015.86cm-1处有特征吸收峰。

2.5 溶解试验

将少量的二烯类弹性纤维置于烧杯或三角烧瓶中，注入适量的试剂，样品和试剂的比例1：100，在不同温度条件下，观察二烯类弹性纤维在不同试剂中的溶解性能。二烯类弹性纤维溶解性能见表2。

表2 二烯类弹性纤维溶解性能

注：I—部分溶解；—溶胀； S0—立即溶解

3 结论

（1） 二烯类弹性纤维的燃烧气味有烧橡胶味（即烧轮胎味），通过燃烧法即可初步判定为二烯类弹性纤维，然后用其他方法进一步验证鉴别。

（2） 二烯类弹性纤维显微镜纵面形态能够跟天然纤维及形态特征明显的化纤区分，但跟一些如金属纤维等特征不明显的纤维难以区分。

（3） 二烯类弹性纤维熔点在220℃～230℃间，跟维纶的熔点区间有重叠，所以不能直接鉴别该纤维，但可以辅助其他方法鉴别。

（4） 红外光谱法通过谱图比对和特征峰比对可以鉴别二烯类弹性纤维。

（5） 对于聚烯烃弹性纤维、聚氨酯弹性纤维（氨纶）和二烯类弹性纤维三种弹性纤维可以用溶解法鉴别。聚烯烃弹性纤维用98%硫酸在常温和煮沸都不溶，聚氨酯弹性纤维用70%硫酸常温可以溶解，二烯类弹性纤维用70%硫酸常温和煮沸均不溶解，而用98%硫酸在煮沸时可以溶解。

参考文献：

[1] FZ/T 01057—2007 纺织纤维鉴别试验方法[S].

（作者单位：福建省纤维检验局）