涤纶短纤维含油率测试方法的比较.pdf

第92卷第 2 期 2(兀巧年4 月 合成纤维工业 AHCINSYNHTE IT CFRIIBENDSURTY V o l . 29N o A 口r . 2 )(0 6 涤纶短纤维含油率测试方法的比较 尤琦 (中国石化上海石油化工股份有 限公司涤纶事业部 , 上海 20 0540 ) 摘 要 : 采用了萃取称重 法 、萃取折射 率法 、 快速法 、 核磁共振 法测定了对涤纶短纤维的含油率进行了比 较 。 结果发现 , 萃取称重法 、 萃取光折射 率法 、 快速法测定不同油剂 的含油率时 , 应根据油剂的溶解特性 ,选 择不同的溶剂萃取 。 对于阴离子 型烷基磷酸酷钾盐油剂宜选择苯/甲醇(体积比 1:l ) 的混和溶剂 。 4 种分 析方法中 , 萃取称重法测定 涤纶短纤维 的含油率结果偏高 ; 快速法测定的结果偏低 ; 萃取光折射率法和核磁 共振法测定涤纶短纤 维的含油率结果准确 , 精密度较高 , 能正确反映纤维上油情况 。 关键词 : 聚对苯二甲酸乙二醇醋纤维 短纤维 含油率测试方法萃取光折射法核磁共振法 中图分类号 : T3 Q4 2 . 2 1 文献识别 码 : A 文章编号 : 10 01 (刃41(20 06)0 2 一 0 06 3 一 。 涤纶短纤维的含油率及含油的均匀性指标不 仅严重影响到纤维本身的质量 , 更影响到后道织 造工序 , 直接决定纤维是否能满足工艺过程进行 正常生产 。 因此 , 纤维的含油率指标一直是各化 纤厂十分重视的指标 。 涤纶短纤维含 油率的 测 试方法 有 GB / 1 T4 34o一19 93合成短纤维含油率试验方法 萃取称重法和萃取光折射率法 , 还有目前比较常 用的快速法及核磁共振法 。 由于各种测试方法的 原理 、 使用的溶剂及测试过程的不同 , 测得的含油 率数据也各不相同 , 为 了能真正反映纤维上油情 况 , 有必要对这些方法进行探索比较 , 从而找出最 佳测试方法 , 得到准确可靠的含油率数据 。 1 实验 1 . 1 试样及试剂 涤纶短纤维 : 上海石油化工股份有限公司产 ; 德国双 S油剂 ; 苯 : 分析纯 , 国药集团化学有限公 司制 ;甲醇: 分析纯 , 上海振兴化工一厂产 ;无水乙 醚 : 国药集团化学有限公司 ; 混合溶 剂 : 苯/甲醇 (体积比为 l : 1) , 均为分析纯 。 1 . 2 主要仪器 电热恒温水浴锅 、 恒温水浴槽 、 索氏萃取器 、 阿贝折光仪 、 分 析天平 、 美国 Nie olet Ne xus 67 0 刃 一I R 傅立叶变换红外光谱仪 、 瑞士 Me t tl e r o T l e - d o DS C 8 2e 1差示扫描量热仪 、 中国 ZWA J 阿贝折 射仪等 。 1 . 3 分析方法 萃取称重法 : 准确称取 5 9 试样放人索氏萃 取器 , 加人溶剂 , 在水浴锅上回流萃取 1 . sh , 萃取 结束后 , 将所得萃取液蒸发烘干 , 进行称重 , 得到 含油率 。 萃取光折射率法 : 按萃取称重法将所得萃取 液蒸发烘干 , 加人 0 . 5mL纯水进行溶解 , 静置o r mi n , 取澄清液在阿贝折射仪上读折射率 , 根据预 先制作的油剂浓度 一折射率工 作 曲线求出纤维含 油率 。 快速法 : 准确称取 29试样 , 用溶剂将纤维浸 没 , 停留约 5mi n 后将纤维挤干 , 将铝箔上的挤出 液烘干称重 , 得到含油率 。 核磁共振法 : 准确称取 29试样 , 将试样放人 试管中 , 再插人核磁共振仪进行测定 , 根据预先制 作的标准曲线得到含油率 。 DSC 分析 : 准确称取一定量萃取物 , 在 N: 气 氛下 , 以 1 0 /mi n 升 温速率 , 在3 0 一 35 0内测 定萃取物的 D SC曲线 。 红外光谱(FTIR)分析 : 将适量萃取物和嗅化 钾充分碾磨后 , 用压片机压成薄片 , 在傅立叶变换 红外光谱仪上测得红外谱图 。 2 结果与讨论 2 . 1 萃取称重法 分别使用无水乙醚溶剂和苯/甲醇混和溶剂 进行萃取 , 其它测试条件不变 , 平行测定1 0次 , 取 其平均值 , 结果见表 1 。 收稿日期 : 20 05 一 0 7 佗。; 修改稿收到日期 :20 0 5 一 l 】 一1 4。 作者简介 : 尤琦(1 96 9一) , 女 , 工程师 。 长期从事质量检验 工作 。 合成纤维工业 2 ( 洲)6 年第 92 卷 表 1 不同溶剂萃取称 ,的测试结果 Ta b . 1 W e堪h山吧 o f 州s e ex七,ct曰 初比 d 比比r e nt o s l v ens t 溶剂含油率 ,% CV ,% 无水乙醚 混和溶剂 0 . 0 8 019 7 6 7 4 . 60 球 冬 从表 1可看出 , 用苯/甲醇混和溶剂萃取测得 的含油率远远大于用无水乙醚萃取测得的含油 率 。 这是因为 , 本实验所用 的双 S 油剂为阴离子 型烷基磷酸醋钾盐 , 而在无水乙醚中难溶 , 在苯/ 甲醇混和溶剂 中易溶 。 因此 , 用无水乙醚不可能 将纤维表面的油剂全部萃取下来 , 而用苯/甲醇混 和溶剂能将纤维表面的油剂萃取下来 , 因此其测 得的含油率远远大于用无水乙醚 , 且精密度较高 。 所以要根据溶剂选择原则 , 不同的油剂应使用不 同的溶剂 。 本实验所用的油剂宜选择苯/甲醇混 和溶剂 。 2 . 2 不 同测试方法的测试结果比较 用萃取称重法 、 萃取光折射率法 、 快速法及核 磁共振法进行测试 , 测试结果见表 2 。 表2不同分析方法的测试结果 Tab . ZT“tn留川妇 。b公.曰 比, u的v倒do u s a naly由 m eb t o d s 、 、 _ 一 厂厂 帝帝岁岁 T / a . D SC 3执 贾2 0以】 波数左 m一 , b , f l , IR 图 1 Fig 油剂和萃取物的 DC S 和红外光谱分析 DS Ca ndIR sPe etm O fi f nish011a n d ex a t r et 1一油剂;2一萃取物 序号 含油率 , % 称重法光折射率法快速法核磁共振法 同时由图 l b 可以看出 : 油剂的特征峰出现在 29 26 , 2 8 5 3 。m 一 附近 ;萃取物除了油剂的特征峰 外 , 还在 2724 , 1242 , 1124 , 725 。m 一 附近出现了 聚酷的特征吸收峰 。 所以苯/甲醇混和溶剂不但 能将油剂萃取下来 , 同时也能够萃取出部 分低 聚物 。 因此 , 萃取称重法的测试结果偏高 。 而萃取 光折射率法是测定萃取的油剂水溶液的折射率的 实验证明 , 萃取物中的非油剂组分在纯水和一定 浓度的油剂里都不溶解 , 所以萃取光折射率法测 定含油率不会影响到折射率的读数 , 从而确保数 据的准确性 。 2 . 2 . 2 萃取光折射率法与快速法 比较 由表2可以看出 , 快速法得 到的含油率远远 小于光折射率法测得的 。 这主要是由于快速法处 理时间短 , 不可能将纤维上的油剂全部萃取下来 , 因此其测得的数据明显偏低 。 同时在测试过程中 快速法会带进许多人为误差 , 如 : 在测试过程中由 于操作人员对纤维挤干的程度不 同 、 处理铝箔的 恒重的操作水平不同等 , 从而造成数据的波动 , 数 据的离散程度大 。 2 . 2 . 3 萃取光折射率法与核磁共振法的比较 通过不同的测试方法 比较 , 萃取光折射率法 只OUR ,声n6,才O凡 O八六石 7 00111 .1,l, . 1. .t了 11 - 1 1曰.,二 门 了 : 可恤. . n0 0 U 0 00o 0 nn 门 1 3 1 21 21 3 1 31 11 31 21 21 31 26 4 o 0 0 0n n 0 000 0 j 月 了,尸, 口O 口 7 O Q7 .n 石, J O U7 l7 , 1 -1 2111 110 0 9o n 0 0 0 0o n 切 02 1 82 02 01 9 1 82 02 01 92 0 2 01 93 50 0 0 0 n U0nU0 0 0 04 I 2 3 4 5 6 7 8 9 l 0 平均值 C犷 ,% 2 . 2 . 1 萃取光折射率法和萃取称 重 法比较 萃取光折射率法和萃取称重法虽然采用相同 的萃取条件 , 但后处理不同 。 从表2可看出 : 萃取 称重法测得的含油率高于萃取光折射率法 , 这说 明萃取物中除了含有纤维上的油剂外 , 还可能存 在其它非油剂组分 。 为此将萃取物进行 DSC 分 析及红外光谱分析 。 测试结果见图 1 。 由图l a可看出 , 萃取物在 30 0左右有一很 强的吸热峰 , 而油剂则几乎没有 。 由于一般工业 用聚醋含低聚物2% 一 3% , 其中有单体 、 二聚物 、 三聚物 。 低聚物的熔点 为 31 0左右 , 这说明萃 取物中含有低聚物 。 第 2 期 尤琦 . 涤纶短纤维含油率测试方法的比较 不仅排除了人为误差 , 而且排除了苯/甲醇混和溶 剂萃取出的纤维 上部分低聚物对测试结果 的影 响 , 因此其测得数据最能反映出纤维的上油情况 。 但由于萃取光折射率法过程复杂 , 采用对人体有 毒害的苯/甲醇混合溶剂 , 耗时长 , 可长达3 h 。 而 化纤生产是连续 化生产 , 不能及时了解生产的状 况 , 不能满足生产的需求 。 目前核磁共振法在纤 维含油率上的应用 , 解决了以上的问题 。 其分析 过程简单 、 迅速 、 准确 。 但核磁共振法在某种程度 上又依赖于传统的测试方法 。 其标准曲线是采用 萃取光折射率法测得的标准浓度的含油率而建立 的 。 从表 2 的实验结果看 , 核磁共振法测得 的数 据与萃取光折射率法一致 , 且精确度较高 。 3 结论 a . 涤纶短纤维生产中使用不同的油剂 , 含油 率测试 , 在进行萃取时 , 应根据溶剂选择原则 , 使 用不同的溶剂 。 对于德国双 S油剂 , 采用苯/甲醇 混合溶剂为宜 。 b . 苯/甲醇混合溶剂除了能将纤维表面的油 剂萃取外 , 还能萃取出部分低聚物 , 导致萃取称重 法比萃取光折射率法测定的含油率结果偏高 。 c . 快速法测定含油率由于处理时时间短 , 油 剂不能全部萃取出 , 导致含油率结果偏低 。 d . 萃取光折射率法测定含油率比萃取称重 法 、 快速法测定结果准确 、 误差较小 , 该法能正确 反映纤维的上油情况 。 e . 核磁共振法与萃取光折 射率法测得含油 率的结果一致 。 且精确度高 , 核磁共振法虽然分 析过程简单 , 但由于涤纶短纤维含油率比较低 , 其 标准工作曲线的建立 、 测试时的影 响因素还需进 一步探索 。 D eter min ait on m e h t o dc o mP 8r l s on f o r i fu l sh011c ontento fP ET s t 8 Plenb e r Yo u Qi (o Pl, , e3ter D动i s i on o f sha ngha i凡to r ehemi ca lO C . , SIN (P EC , Sha昭h ai 20 ( )540) A bst r a et: h T e i f n i sh011e ontento fPET staple i f be r was d ete m r in e dby exta rerion weightmerhod , e xta c r tio n lighte rfr a etion m etho d , in sta n tte stmethod an d nu e l e a r m agn etie e r s o n aneespe eto rs e opy . Th e se f o ur kinds o f testmethodswe r e e ompar e d . h T e e r s u lts sho w e d h t at f o re xtr aetion weight m ethod , e xta retion li ghtr ef r a etion m etho d an di n sta nt testmethod , the apPo r p riate50 1 - v entsshou ld be e h o s ena e e o d r ing rothe s o l u bility o f the i f nish0115 . h T e mixtue r s o lv e ntof be n z en e / m erh a n o li w th v ol ume a r rio o f l : 1w a s the be st ehoiee f o r pota ssium a l k y lpho sPh ateanionies olvent . T he e xtr a etion weightmethodpo r vide d re la tiv e1y high oil e onte nt d ataan d the i n sta nt re stmeh t od po r vide de rlati v e lylo w da ta . Th ee xt a c r tio n lih g t e rf r a etion m erho d an d n ue le a r m a罗etie e r s on a n e espeeto rs e o Py showe d the highe s t a e eura c y among tho s e f ou r m etho ds . K ey words:polyethyle ne tee rphtha l ate i fbe r;staple ifbe r ; 011e o ntent ; te stmethod; extr a etio n; lighte rf r aetio n;nu ele a r m ag- netie e r s onaneesPe eto rse oPy 叫国内外动态卜 我国己内酞胺供不应求现状短期难改变 20 05 年 , 我国己内酞胺生产能力为 35 0k t 。 目前我国生产己内酞胺的企业主要有 : 中国石化 巴陵石化公司 、 南化东方化工有限公司 、 石家庄化 纤