纺织材料纤维中的化学成分分析实验研究.pdf

2023年1 0 月分析与探讨第5 期纺织材料纤维中的化学成分分析实验研究张金良（上饶幼儿师范高等专科学校，江西上饶3 3 40 0 0)摘要：纺织品内含纺织纤维，纺织纤维物质有着不同的化学组成，使纺织品拥有不同性能，纺织纤维的种类与纺织品质量紧密相关。文章将采取感官法、显微镜法、燃烧法和溶解法等实验手段，探究纺织纤维的化学成分，分析不同纺织纤维的特征性能，希望为纺织材料纤维检测提供思路，掌握多种类型纤维的性能，改善纺织材料品质，从而为相关产业发展提供助力。关键词：纺织材料；纺织纤维；化学成分；实验Doi:10.3969/j.issn.2095-0101.2023.05.018中图分类号：TS102文献标识码：A文章编号：2 0 9 5-0 1 0 1(2 0 2 3)0 5-0 0 6 3-0 3且保暖性良好。不仅如此，改性羊毛更容易染色，更方1纺织纤维概述便后续加工。1.1密度与长度当前也有一些新纤维产品被研发出来，如香蕉纺织纤维具有密度和长度两个维度，密度和长度纤维织物产品和木棉纤维纺织品。香蕉纤维是以香促使纤维束紧密结合，形成一个整体。所谓密度，是指蕉茎为主要材料，通过相对应的生物酶及化学氧化纺织纤维的粗细情况，当该数值很小时，代表由纺织处理方式制作而成的。香蕉纤维表面具有光泽，质量纤维制成的纺织品质地柔软，极为轻薄，拥有理想的较轻，吸水性较强，该纤维制成的纺织品更符合绿色透气性，与人的肌肤相贴合，舒适度高。但密度较小的环保要求，拥有一定的降解性和抗菌性。而木棉纤维纺织纤维在生产中也存在劣势，该类型纺织品经过多纺织品则是从木棉胶囊内壳中提取制造的 2 。木棉纤次清洗后，表面容易起毛、起球叫。当纺织纤维密度较维来自大自然，属于生态型纤维，纤维整体相对轻大时，粗纤维制品表现出厚度大、硬度高的特征，该类薄，质量偏小，由木棉纤维制成的纺织品舒适度较纺织品较挺括，也可起到防寒保暖的作用。通常纺织高，且保暖性较强。纤维长度数值越大，纤维齐整度越好，制成的纱拥有纺织纤维中的化学纤维是经过一系列化学加工更大的强度，纺织品质量更好。由长纤维制成的纺织合成最终制造出的纤维。不同的原料来源制成的化学品质地柔软，耐磨度高，很少出现起球问题。如今服饰纤维有所差别，照此分类，化学纤维包括再生纤维（人生产中提到的纺织纤维，多为纺织长纤维。造纤维）、合成纤维和无机纤维。在制备再生纤维时，1.2纺织纤维类型通常会以大豆、木材为原料，经过化学加工成为高分纺织纤维主要由天然纤维、化学纤维组成。前者子浓溶液，再经过纺丝制成材料。提取于自然界，改性羊毛、蚕丝、天然彩棉都属于天然大豆蛋白纤维原料为天然动物乳、植物蛋白，经纤维。为展现不同色彩，一般的棉织物会经过化学漂过化学合成提取最终制成纤维。大豆蛋白纤维的颜色白、染色等程序，但由天然彩棉制成的纺织品本身拥为米黄色,是可再生型资源,密度较小,强度高,延展性有多种色彩，省略了化学染色，因此环保优势突出。天强，抗酸性和抗碱性优良，由该类型纤维制成的纺织然彩棉有3 种颜色，分别为棕色、绿色和褐色。改性羊品触感柔软，能够有效吸收水分。毛类纤维则是让羊毛经过变形处理，改变其性能，使合成纤维原料包括石油、煤气和天然气等，涤纶、纤维直径符合相关规范要求。改性羊毛制成的纺织品维纶、丙纶都属于合成纤维。合成纤维拥有一定的强极具光泽,质地柔软，手感极佳，可有效吸收水分，与外度和耐磨度，但吸水能力偏弱。从整体上来看，同天然界反复摩擦仍能保持表面光滑，不起球，耐磨性较强，纤维相比，合成纤维的质量更高，但天然纤维的舒适度好于合成纤维3。收稿日期：2 0 2 3-0 4-2 4无机纤维的主要原料有含碳纤维、天然无机物，作者简介：张金良（1 9 6 5 一），男，江西上饶人，上饶幼儿经过人工抽丝或直接碳化而成。玻璃纤维、碳纤维都师范高等专科学校讲师，硕士，研究方向为有机化学。属于此种纤维。632023年1 0 月第5 期1.3纺织纤维性能1.3.1耐化学性能纺织纤维能够很好地抵抗多种类型化学物质，此特性使得纺织纤维被广泛应用。不同类型纺织纤维拥有的耐化学性能不同。如蛋白质纤维可以抵抗酸性物质，但其对碱性物质的抵抗能力偏弱；纤维素纤维拥有理想的抗碱性，但其对酸性物质的抵抗力偏弱。从整体上来说，在耐化学性方面，天然纤维明显弱于合成纤维。1.3.2机械性能纺织纤维接受机械外力时纤维性能会有所改变。纺织纤维化学组成的差异决定其拥有不同的机械性能。全面掌握纺织纤维机械性能，有助于分析化学成分。纺织纤维的机械性能主要表现为以下几个方面。其一，强度。纺织纤维强度越高，制成的纺织品在拉扯、挤压、拧等外力作用下，越不容易损坏，耐用度更高。其二，弹性。拥有较高弹性的纤维制成的纺织品经受外力作用后，仍能恢复原来的形态，回弹性较强，不易变形、变皱。其三,耐磨性。当纤维拥有较高耐磨性时，不容易在外力作用下出现破损情况。通常来说，按照耐磨性的好坏排序，锦纶好于丙纶、维纶、涤纶、腈纶。其四,吸水度4。当纤维拥有好的吸水度时，制成的纺织品质量较高，同时手感极佳。吸水度指纤维受到外界空气中的水分影响后,表现出的吸收水汽和释放水汽的能力。分析各类型纤维材料的吸水度后发现，多数情况下，合成类纤维的吸水性偏弱，维纶、锦纶好于其他合成纤维的吸水性，丙纶、氯纶吸水性最弱；自然纤维吸水性普遍较强，如羊毛、麻和蚕丝等。2化学成分分析实验2.1实验目的本文采用的化学实验法包括感官法、显微镜法、燃烧法、溶解法，旨在全面分析纺织品中的纤维组成，明确多类型纤维特性，为后续的生产加工奠定基础，提高纺织品质量。2.2实验原理2.2.1感官法应用该实验方法时要求实验人员知觉器官通过眼、手、耳分析判断纤维性能差异，包括色泽、手感、形状等。用眼睛观察纤维，掌握纤维颜色、光泽度；用手接触纤维，掌握其厚度、质地和柔软度；摩擦纤维，耳朵可从声音中分辨纤维性能。2.2.2显微镜法纤维种类多种多样，其中天然纤维来自自然界，是从多种原料中提取合成而来的，拥有不同的形态外观。化学纤维是经过多种形式的纺丝制作而成的,且成形条件也有所差异，这使得化学纤维拥有多种截面形状。分析这类纤维，不能只依靠眼睛的观察，还要利用到显微镜，如此才能更深人细致地分析纤维的外分析与探讨观，纤维结构中的一些微小变化也能通过显微镜放大，方便人员研究、辨别纤维种类。2.2.3燃烧法纤维类型多样，经过燃烧后也会表现出差异化的特性。实验人员能够从纤维燃烧速度、冒烟的颜色、燃烧气味和灰爆形态等方面分析纤维类型。多数情况下，相同类型的纤维在燃烧实验中会表现出相似的状态。但该实验需要依靠不同人的观察，具有一定的主观性,因此一般情况下不单独使用该方法,而是在进行其他实验时搭配使用，起到辅助补充的作用。2.2.4溶解法将不同类型纤维放入pH值不同的酸性溶液、碱性溶液中，纤维会表现出不同的溶解度。实验人员可以从中明确纤维类型。溶解法主要是用于微观结构相似但化学性能截然不同的纤维的区分。以锦纶和涤纶为例,使用显微镜观察，可以发现这两种纤维具有相似的微观结构，但将锦纶放入酸性溶液中很快便会溶解，而涤纶则不能溶于酸性溶液 5。如此即可有效区分这两种纤维物质。一般情况下，实验人员在使用显微镜法时会搭配使用溶解法。2.3实验器具和材料对多种类型纤维开展化学成分分析实验时，用到的器具有：普通生物显微镜、镊子、剪刀、烧杯、温度计、电磁炉、量筒、天平、玻璃棒等。实验中需要用到的化学试剂包括氢氧化钠、盐酸、硫酸、二甲基甲酰胺。本次实验研究对比的纤维分别为棉、羊毛、涤纶、腈纶、锦纶，将它们按照1 5 的序号编号。2.4实验步骤2.4.1感官法2.4.1.1操作方法利用手的触感分析纤维材料，即对1 5 号的纤维进行摩擦搓捻，从手的触感判断纤维的光滑度、柔软度。用手卷曲纤维擦成团，松手部力量后观察纤维恢复原始形状的时间，判断其回弹能力。用眼睛察看纤维细度、长度和光泽度。2.4.1.2实验结果柔软度方面，1 号与2 号均非常柔软，3 5 号较差；光滑度方面，1 5 号均非常光滑；弹性方面，1 号、5 号较差，2 号较好，3 号、4号弹性非常好；光泽度方面，1 3号拥有较好的光泽度，4号、5 号则一般；长度方面，15号均较长，但细度方面存在差异，1 号与2 号较细，35号则较粗。2.4.2显微镜法2.4.2.1操作方法按照序号顺序将实验材料放上载玻片，在其上加盖盖玻片，二者之间用胶头滴管滴入蒸馏水，水分浸人均匀后将载玻片放到显微镜观察平台上，物镜倍数确定为1 0 x10。操作人员要不断改变焦距，当能够清晰看到纤维后，停止调焦。642023年1 0 月分析与探讨第5 期2.4.2.2 实验结果2.5实验结论按照序号次序依次使用显微镜观察，不同序号纤采取感官法分析5 种纤维，发现1 号和2 号拥有维的形态分别为：1 号形状为扁平带状,本身有转曲;2更好的柔软度，相比之下3 5 号稍显逊色；参与实验号相对粗糙，表面呈鳞片状分布；3 号比较光滑细腻，的5 种纤维都拥有较高的光滑度；3 号、4号拥有更强表面有黑点分布；4号、5 号与3 号外观表现相同。的弹性，2 号次之，1 号、5 号最弱；1 3 号有着较高光2.4.3燃烧法泽度，相比之下，4号、5 号则偏弱；5 种纤维均有着一2.4.3.1操作方法定的长度；1 号、2 号更细，3 5 号较粗。经过感官法判开展感官法、显微镜法后，再进行燃烧法实验，补断得出，1 号和2 号为天然纤维，其余3 个序号的纤维充最终分析结果。实验人员使用镊子轻轻夹起纤维一为化学纤维。边，让另一边处于燃烧状态，观察此时纤维表现出的采取显微镜法分析5 种纤维，可以发现1 号结构性状，如燃烧时散发的气味、燃烧状态、灰煨情况等，同与棉纤维极为相似，2 号结构则偏向羊毛纤维。3 5 号时将观察结果记录在案。纤维无法通过显微镜判断其具体类别。2.4.3.2实验结果经过燃烧法实验，发现5 个序号的纤维燃烧时表实验结果见表1。现出的特征差异明显，据此基本可以分析出每种材料表1 燃烧状态及结论的化学成分。冒烟使用溶解法进行辅助分析，发现5 个序号的纤维序号燃烧现象气味灰颜色与形态情况灰黑絮状,细而1号燃烧速度快纸燃味软黑色焦炭状，脆2号燃烧缓慢毛发味且松光亮的深褐色3号熔融收缩无味球块小珠状，不规则4号熔融收缩辛辣味黑色透明圆珠状，淡5号熔融收缩氨基味棕色2.4.4溶解法2.4.4.1操作方法将盛装纤维的烧杯按照纤维1 5 的序号放好，在各个烧杯中分别倒入5%氢氧化钠溶液、2 0%盐酸溶液、7 0%硫酸溶液、二甲基甲酰胺，充分搅拌,查看纤维在各种溶剂中的表现。如果个别序号纤维无法在常温下溶于试剂，可将该序号烧瓶放在电磁炉上作加热处理，此时再留心观察纤维在溶液中的状态，同时将最终现象记录下来。2.4.4.2实验结果实验结果见表2。表2 溶解反应及结论5%氢氧20%盐酸70%硫酸发二甲基甲序号结论化钠溶液溶液1号不溶2号溶3号不溶4号不溶5号不溶结论无烟棉冒烟羊毛黑烟涤纶黑烟睛纶白烟锦纶溶液酰胺不溶溶不溶不溶不溶不溶不溶不溶溶(加热）睛纶溶溶在不同溶剂中的溶解情况差异显著，结合以上实验方法，最终分析出5 个序号的纤维的化学成分，分别对应为：1 号是棉；2 号是羊毛；3 号是涤纶；4号是腈纶5号是锦纶。3结语鉴于部分纤维存在某种相同特性，仅依靠一种实验方法很难得出准确结果，本文通过感官法、显微镜法、燃烧法和溶解法等手段分析纤维成分。感官法可以大致分析出纤维外观特性，之后采用显微镜法对纤维微观结构进行具体观察，期间可搭配燃烧法和溶解法，如此能够得出精准判断。具体实验中，实验人员需要做到对各种方法的灵活运用，明确不同纺织纤维的特性，进而合理调整实验方法，以此提高实验结果的精准度，为后续纺织纤维生产应用提供参考。参考文献1张晓程,周彦,田卫国,等,废旧棉/涤混纺织物的组分快速分离及其含量测定.纺织学报,2 0 2 2,43(7):1-8.2郭制安,隋智慧,李亚萍,等.相变双向调温纺织材料制备技术研究进展.化工进展,2 0 2 2,41(7):3 6 48-3659.3吴双全.装饰用纺织品新型纤维材料的开发与应用.针织工业,2 0 2 3(2):4-7.4刘姝瑞,张玮,张明宇,等.碳纤维的发展现状及开发应用.纺织科学与工程学报,2 0 2 3,40(1):8 0-8 9.不溶棉不溶羊毛不溶涤纶不溶锦纶655黄龙飞.化学检测分析在化学纤维新材料实验项目中的应用研究.化纤与纺织技术,2 0 2 2,5 1(4):2 6-2 8.