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PLA聚乳酸纖維的鑒別方法
發(fā)布時(shí)間：2023-04-05 10:17:57點(diǎn)擊數(shù)：194
聚乳酸纖維（PLA）是以玉米、小麥、甜菜等含淀粉的農(nóng)產(chǎn)品為原料，經(jīng)發(fā)酵生成乳酸后，再經(jīng)縮聚和熔融紡絲制成.聚乳酸纖維是一種原料可種植、易種植，廢棄物在自然界中可自然降解的合成纖維。它在土壤或海水中經(jīng)微生物作用可分解為二氧化碳和水，燃燒時(shí)，不會(huì)散發(fā)毒氣，不會(huì)造成污染，是一種可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)纖維。其織物面料手感、懸垂性好,抗紫外線,具有較低的可燃性和優(yōu)良的加工性能,適用于各種時(shí)裝、休閑裝、體育用品和衛(wèi)生用品等，具有廣闊的應(yīng)用前景。
采用燃燒試驗(yàn)法、顯微鏡法、熔點(diǎn)試驗(yàn)法、紅外吸收光譜法、化學(xué)溶解試驗(yàn)法可對聚乳酸纖維進(jìn)行物理、化學(xué)性能的研究。
對聚乳酸纖維進(jìn)行顯微鏡觀察，其橫截面為近似圓形，縱截面纖維光滑、有明顯斑點(diǎn)。
圖1 聚乳酸纖維縱橫向截面
纖維靠近火焰時(shí)纖維熔縮；接觸火焰時(shí)纖維熔融、燃燒；離開火焰時(shí)纖維熔融燃燒、熔體下落；纖維燃燒時(shí)有淡淡的特殊甜味；殘留物為淺灰色膠狀物。根據(jù)燃燒試驗(yàn)方法，聚乳酸纖維同合成纖維特征較為相似，無特殊的表征現(xiàn)象。但聚乳酸纖維離開火焰燃燒時(shí)有獨(dú)特的透明藍(lán)色火焰，其殘?jiān)鼮闃O少量淡黃色膠狀物，有別于滌綸纖維。但是這個(gè)表征現(xiàn)象并不十分明顯，不能單用此方法確認(rèn)是否為聚乳酸纖維。
聚乳酸纖維在 150℃左右進(jìn)行初熔，至 165℃~170℃完全熔融。在熔點(diǎn)法中，聚乳酸纖維的熔點(diǎn)在 165℃~170℃之間，滌綸纖維的熔點(diǎn)一般在252℃左右，錦綸6纖維在220℃左右，錦綸66在260℃左右，丙綸纖維在180℃，乙綸纖維在 160℃左右，雖然能將其與滌綸、錦綸區(qū)分開，但容易和乙綸混淆，加上許多低熔點(diǎn)滌綸的研發(fā)，使單純應(yīng)用熔點(diǎn)法不易進(jìn)行定性鑒別。
對聚乳酸進(jìn)行紅外吸收光譜分析試驗(yàn)，其紅外吸收光譜圖見圖2。
圖2 聚乳酸纖維紅外吸收光譜圖
由紅外吸收光譜圖可見在 1747cm-1 左右有雙鍵伸縮振動(dòng)強(qiáng)的吸收峰，C-O伸縮振動(dòng)在1076cm-1 左右，1179cm-1 左右有二個(gè)最強(qiáng)的吸收峰，表明該纖維具有酯類特征的吸收峰，屬聚酯家族。但 C=O 伸縮振動(dòng)頻率位置相應(yīng)與苯環(huán)共軛的聚酯類要高，強(qiáng)度要弱。
在紅外吸收光譜試驗(yàn)中，聚乳酸纖維和聚酯纖維的光譜吸收圖有很大的相似之處，但可以通過聚乳酸的特征峰：1076cm-1、1179cm-1、1747cm-1，表明該纖維具有酯類特征的吸收峰，屬聚酯家族。根據(jù) C=O 基與苯環(huán)共軛，C=O 基的伸縮振動(dòng)頻率比上述位置高低，強(qiáng)度的強(qiáng)與弱，區(qū)分聚乳酸纖維和滌綸纖維。
對聚乳酸纖維進(jìn)行化學(xué)溶解試驗(yàn)，觀察聚乳酸纖維在一定溫度、溶解時(shí)間條件下，在一定的酸、堿、鹽及有機(jī)溶劑中的溶解狀態(tài)，具體見表1。
表1 聚乳酸纖維溶解性能表
注：S0——立即溶解，S——溶解，P——部分溶解，I——不溶解，△——溶脹。
在溶解試驗(yàn)法中，從上表可以看出，聚乳酸纖維能溶解于常溫下的二氯甲烷和煮沸的二甲基甲酰胺中，可以將之與滌綸有所區(qū)別，這是鑒別聚乳酸纖維和滌綸纖維及丙綸、乙綸纖維的關(guān)鍵點(diǎn)所在。聚乳酸纖維與滌綸纖維的化學(xué)溶解性部分相同，但聚乳酸纖維屬線性脂肪族類聚酯纖維，而滌綸屬芳香族類聚酯纖維，這 2 種纖維在分子結(jié)構(gòu)上的差異導(dǎo)致化學(xué)溶解性有明顯的差異。
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