Metode identifikasi serat sintetis- Jiaxing Fuda Chemical Fiber Factory

Serat sintetis biasa terutama mengacu pada enam serat tradisional, yaitu poliester, nilon, akrilik, polipropilen, vinilon, dan kloroprena. Spandex, sebagai filamen elastis yang umum digunakan, juga banyak digunakan.

1. Morfologi dan struktur berbagai serat sintetik

Karena komposisi kimia yang berbeda dari berbagai serat sintetis, metode pemintalan dan pembentukannya juga berbeda-beda. Metode pemintalan dan pembentukan mempunyai dampak yang signifikan terhadap morfologi dan struktur serat.

Pemintalan leleh digunakan untuk serat poliester, nilon, dan polipropilena; Kebanyakan serat akrilik, serat stapel vinilon, dan serat terklorinasi dipintal basah; Spandex, beberapa vinylon, dan serat akrilik dipintal hingga kering. Selama pemintalan lelehan, polimer cair ditekan keluar melalui lubang pemintal dan didinginkan serta dipadatkan di udara. Penampang serat berhubungan dengan bentuk lubang pemintal, dan penampang konvensional berbentuk lingkaran. Strip sutra pintal basah mengeras dalam larutan karena pengendapan pelarut, dengan sebagian besar penampang tidak melingkar dan struktur inti kulit terlihat jelas. Karakteristik morfologi memanjang dan penampang melintang dari serat sintetis umum ditunjukkan pada Tabel 6-1 dan Gambar 6-1-4.

2. Karakteristik pembakaran berbagai serat sintetis

Saat menggunakan metode pembakaran untuk mengidentifikasi serat, penting untuk fokus mengamati keadaan serat ketika mendekat, bersentuhan, dan meninggalkan api, serta memperhatikan bau yang dihasilkan selama pembakaran dan karakteristik residu. setelah pembakaran. Karakteristik pembakaran serat sintetis yang umum digunakan ditunjukkan pada Tabel 6-2.

3. Kinerja kelarutan kimia berbagai serat sintetis

Stabilitas berbagai bahan serat terhadap reagen kimia seperti asam, basa, dan pelarut organik bervariasi. Kelarutan serat sintetis yang umum digunakan ditunjukkan pada Tabel 6-3.

4. Titik lebur berbagai serat sintetis

Suhu saat kristal dalam polimer menghilang seluruhnya, yaitu suhu saat kristal meleleh, disebut titik leleh. Serat sintetis mengalami perubahan struktur hubungan antarmolekul pada suhu tinggi, melunak terlebih dahulu dan kemudian meleleh. Kebanyakan serat sintetis tidak memiliki titik leleh yang tepat seperti kristal murni, dan serat yang sama mungkin memiliki titik leleh yang berbeda karena produsen atau nomor batch yang berbeda. Namun, titik leleh dari jenis serat yang sama ditetapkan dalam kisaran yang relatif sempit, yang dapat menentukan jenis serat. Serat selulosa alami, serat selulosa regenerasi, dan serat protein, karena titik lelehnya lebih tinggi dari titik dekomposisi, tidak meleleh pada suhu tinggi dan terurai atau berkarbonisasi.

Metode titik leleh umumnya dapat diterapkan untuk mengidentifikasi serat sintetis dengan karakteristik titik leleh yang jelas, namun tidak untuk serat selulosa alami, serat selulosa regenerasi, dan serat protein. Umumnya, ini tidak digunakan sebagai alat identifikasi kualitatif yang terpisah, namun dapat digunakan sebagai metode tambahan untuk konfirmasi berdasarkan metode identifikasi lainnya.

Mengamati suhu kepunahan serat di bawah alat pengukur titik leleh atau mikroskop polarisasi dengan alat pemanas dan pengukur suhu untuk mengetahui titik leleh serat, guna mengetahui jenis serat. Khusus untuk serat sintetis seperti poliester, nilon, dan polipropilen, karakteristik morfologi memanjang dan penampang melintang serta kinerja pembakarannya sangat mirip, dan menggunakan metode titik leleh untuk identifikasi memiliki keuntungan yang signifikan. Titik leleh serat sintetis utama ditunjukkan pada Tabel 6-4.

5. Spektrum inframerah dari serat biasa

Studi tentang spektroskopi inframerah (IR) dimulai pada awal abad ke-20, ketika para ilmuwan telah menerbitkan spektrum inframerah lebih dari 100 senyawa organik, yang menyediakan cara ampuh untuk mengidentifikasi senyawa yang tidak diketahui. Setelah tahun 1970-an, berdasarkan perkembangan teknologi komputer elektronik, teknologi eksperimental spektroskopi inframerah transformasi Fourier (FTIR) memasuki laboratorium ahli kimia modern dan menjadi alat penting untuk analisis struktur.

(1) Prinsip dasar spektroskopi inframerah

Ketika seberkas sinar infra merah dengan panjang gelombang kontinu disinari pada sampel yang diuji, dan frekuensi getaran atau putaran suatu gugus tertentu dalam molekul suatu zat sama dengan frekuensi sinar infra merah, maka energi yang diserap molekul tersebut bertransisi dari aslinya. keadaan dasar getaran (rotasi) tingkat energi kinetik ke tingkat energi kinetik getaran (rotasi) yang lebih tinggi. Setelah molekul menyerap energi radiasi cahaya inframerah, terjadi transisi tingkat energi getaran dan rotasi, dan cahaya pada panjang gelombang tersebut diserap oleh zat. Catat penyerapan cahaya inframerah oleh molekul menggunakan instrumen untuk mendapatkan spektogram inframerah. Oleh karena itu, spektroskopi inframerah merupakan analisis struktur serat dengan menggunakan karakteristik serapan suatu zat terhadap cahaya inframerah. Setiap pita serapan karakteristik dalam spektrum berisi informasi tentang kelompok molekul sampel dan ikatannya, dan zat yang berbeda memiliki spektrum serapan inframerah yang berbeda.

Spektogram inframerah biasanya menggunakan panjang gelombang（ λ) Atau bilangan gelombang（ σ) Sumbu horizontal mewakili posisi puncak serapan, dan sumbu vertikal mewakili intensitas penyerapan menggunakan transmitansi (T%) atau serapan (A).

(2) Zonasi spektroskopi inframerah

Rentang panjang gelombang spektrum inframerah kira-kira 0,75 hingga 1000 μM. Spektrum inframerah biasanya dibagi menjadi tiga wilayah: wilayah inframerah dekat, wilayah inframerah tengah, dan wilayah inframerah jauh. Hubungan antara panjang gelombang dan bilangan gelombang ditunjukkan pada Tabel 6-5.

Spektrum rotasi dan spektrum vibrasi golongan tertentu. Karena pita serapan dasar sebagian besar zat organik dan anorganik terdapat di wilayah inframerah tengah, wilayah inframerah tengah adalah wilayah yang paling banyak dipelajari dan diterapkan, dan yang biasa disebut spektroskopi inframerah mengacu pada spektrum inframerah tengah.

Menurut sumber puncak serapannya, spektrum inframerah tengah secara kasar dapat dibagi menjadi dua wilayah: wilayah frekuensi karakteristik dan wilayah sidik jari.

① Rentang frekuensi karakteristik (4000-1300cm-1): Puncak serapan pada rentang frekuensi karakteristik terutama dihasilkan oleh getaran regangan gugus fungsi, dengan jumlah kecil namun karakteristik kuat. Oleh karena itu, mereka sangat berharga dalam pekerjaan identifikasi kelompok dan terutama digunakan untuk mengidentifikasi kelompok fungsional. Misalnya gugus karbonil, baik dalam senyawa seperti keton, asam, ester, atau Amida, selalu menunjukkan vibrasi regangan sebesar 5,9 μ. Puncak serapan kuat muncul di sekitar m, seperti terlihat pada Gambar 5.9 spektrum μ Jika terdapat vibrasi kuat puncak serapan di sekitar m, secara kasar dapat ditentukan bahwa terdapat gugus karbonil dalam molekul.

② Area sidik jari (1300-400cm2): Puncak ganda dan kompleks tanpa karakteristik kuat, terutama dihasilkan oleh getaran beberapa ikatan tunggal C-O, C-N, C-H, O-H dan gugus fungsi lainnya. Ketika struktur molekulnya sedikit berbeda, terdapat perbedaan halus dalam penyerapan di wilayah ini. Keadaan ini seperti setiap orang mempunyai sidik jari yang berbeda-beda, oleh karena itu dinamakan area sidik jari. Area sidik jari sangat membantu untuk membedakan senyawa dengan struktur serupa.

(3) Spektrum inframerah dari serat umum

Kelompok karakteristik zat polimer mempunyai tiga ciri utama pada spektrum inframerah: posisi dan intensitas puncak serapan, serta bentuk puncak serapan. Terdapat perbedaan signifikan dalam spektrum inframerah berbagai zat, dan prinsip ini dapat digunakan untuk mengidentifikasi serat tekstil.

Saat menggunakan spektroskopi inframerah untuk mengidentifikasi serat tekstil, ada dua proses utama: "pengukuran spektrum" dan "pembacaan spektrum". Pengukuran spektral melibatkan pengukuran spektrum inframerah dari serat yang tidak diketahui. Pembacaan spektrum melibatkan perbandingan spektrum inframerah dari serat yang tidak diketahui dengan spektrum standar dari serat yang diketahui, sehingga menentukan kategori serat yang tidak diketahui. Analisis kualitatif serat tekstil menggunakan spektroskopi inframerah memiliki karakteristik cepat dan nyaman, serta telah banyak digunakan.

Spektrum inframerah serat tekstil umum ditunjukkan pada Gambar 6-5 hingga 6-12, dan spektrum serapan karakteristik utama berbagai serat dapat dilihat pada bahan referensi lainnya.