專利名稱：鑒定再生聚酯纖維的方法
技術領域：
本發明涉及一種鑒定再生聚酯纖維的方法，屬于紡織材料鑒別領域，適宜于再生聚酯纖維和原生聚酯纖維的鑒別。
背景技術：
聚對苯二甲酸乙二醇酯(簡稱聚酯，PET)是一種半結晶的高分子材料，可用于紡織和塑料等領域，因其良好的物理機械性能和成熟的加工工藝，因此PET已成為世界上應用最廣、產量最大的高分子材料。由于PET可以方便地通過快速冷卻的方法得到基本處于非晶態、高透明、易拉伸的PET制品，所以作為包裝材料時PET既可制成雙向拉伸包裝膜，又可由非晶態瓶坯得到高強度、高透明的拉伸吹塑瓶，還可以直接擠出或吹塑成非拉伸PET瓶源中空容器。因此短短20年左右的時間便發展成為全球最主要的飲料包裝形式。它不僅廣泛用于碳酸飲料、瓶裝水、調味品、化妝品、白酒、干果糖果等產品的包裝，而且經過特殊處理的熱灌裝瓶還可用于果汁和茶飲料的包裝。用最先進工藝處理的PET啤酒瓶也正在進入市場，無菌灌裝PET瓶也在蓬勃地發展著。可以說，技術進步正為PET瓶不斷拓展著應用領域，它不僅繼續擴充在飲用水和碳酸飲料等方面的傳統市場，而且正在向啤酒等玻璃和鋁罐包裝的最后陣地發起沖擊。
PET本體處于無定形聚集態時，表現為透明狀；若在適宜溫度下(高于其結晶溫度)，PET開始結晶，形成大量直徑為0. 1微米至幾十微米的對可見光散射的球晶，從而材料變得不透明。對于主要用于食品或飲料包裝包裝用瓶，如礦泉水瓶、飲料瓶等，為使消費者能更直觀地看清PET包裝的內容物，就要求瓶體透明性好，霧度小。因此為了提高聚酯瓶的透明性能，就要降低切片的結晶性能。而從結晶的機理來看，要降低聚酯結晶性能，不僅要盡可能減小制品形成的晶核速度，還要降低晶核增長的速率及晶核的尺寸。與纖維用聚酯切片相比，瓶片用聚酯是指在聚酯切片生產過程中，加入一定比例的第三單體間苯二甲酸 (IPA)、調色劑及熱穩定劑等制成的瓶級切片，用于吹塑包裝用瓶。第三單體IPA的多少對于PET切片的質量非常重要。加入IPA是為了降低PET大分子排列一定的規整性，從而降低切片的結晶性能，一是可以改進注塑、吹瓶時的加工性能，降低加工溫度，二是可以增加瓶胚、瓶子的透明性。
隨著PET產量的日益增加，隨之而來的是廢舊PET制品的處理問題，尤其是廢舊 PET包裝容器的回收利用問題，以保護生態環境和節約石油資源。近年來，利用廢舊聚酯瓶經再生處理進行紡絲產品的開發進行得也比較成功，而且再生聚酯纖維具有優良的吸濕性、穿著舒適性，是紡織服裝業最理想、最有開發潛力的紡織原料。而目前我國關于再生聚酯及其長絲產品還沒有出臺相應標準，對再生瓶片紡聚酯纖維和常規切片紡聚酯纖維沒有很好的鑒別方法，再生瓶片紡聚酯纖維和常規切片紡聚酯纖維的價格、參數上存在一定區別，有必要建立再生瓶片紡聚酯纖維和常規紡切片聚酯纖維的方法，以適應市場化商業化的需求；另外隨著人們生活水平的提高和石油資源的逐漸枯竭，對聚酯瓶片的利用也越來越廣泛，利用再生瓶片紡絲規模日益擴大；另外隨著國家“十二五”規劃出臺，對廢舊聚酯瓶片回收再利用提出了明確要求，也給予相應的政策性支持。為了響應國家政策設順應形勢， 建立相應的檢測方法顯得越發重要和迫切。發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種配方設計合理，鑒別結果準確、需樣品少、 處理工藝簡單、測試時間短、靈敏可靠的鑒定再生聚酯纖維的方法本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是該一種鑒定再生聚酯纖維的方法，其鑒定步驟是a、取一定質量的聚酯，加入聚酯質量5-20%的催化劑，加入聚酯質量5-20%的KOH固體，加入乙二醇，加熱至100-180°C，同時攪拌和回流，使聚酯醇解得到澄清溶液；b、向澄清溶液中添加聚酯質量20-100%的KOH固體，再加入蒸餾水，使KOH在水中電離成自由K +、0H —離子，在100-110°C的加熱條件下攪拌回流3-6小時，得到中間溶液；C、在中間溶液中滴入鹽酸至酸性，將產生的沉淀，抽濾晾干；d、將沉淀放入甲醇中，甲醇的量以溶解沉淀為準，加入硫酸3至5滴進行催化，在 90-110°C的加熱條件下加熱攪拌回流3-6小時，然后加入碳酸鈉和水將溶液調制至中性， 得到初步測試溶液；e、將初步測試溶液進行旋蒸，然后加入乙酸乙酯萃取分層，取萃取分層的上層液體，得到測試溶液；f、將測試溶液過色譜柱分析，得到色譜圖，分析色譜圖，從而完成再生聚酯纖維的鑒定。
作為優選，本發明所述的步驟a中，所述催化劑為Sb203。
作為優選，本發明所述的步驟a、b、d中的加熱為油浴加熱。
作為優選，本發明所述的步驟f中，色譜柱為INN0WAX，載氣為He，規格為 30m*0. 32mm*0. 5 μ m,進樣后柱子升溫程序為室溫升至80°C，保溫2min，以15°C /min速率升至240°C，保溫5min，檢測器溫度280°C。
作為優選，本發明所述的步驟a中，所述取一定質量的聚酯，是指能夠滿足試驗的需要的量，為0.5至1.5克。
本發明的原理是利用瓶片聚酯和纖維聚酯組成成分上的些微差別，通過分解、沉淀、酯化、萃取等處理手段，將所處理的樣品用裂解氣相色譜技術進行鑒別。瓶片用聚酯和纖維用聚酯的主要成分均為聚對苯二甲酸乙二醇酯，但是如前所述，瓶片用聚酯用于吹塑包裝瓶時，要求透明性好，霧度小；所以在合成聚酯切片過程中，特意添加第三組分-間苯二甲酸。與對苯二甲酸相比，間苯二甲酸因其對稱性差，結晶能力和熔點均較低，由此以降低聚酯分子鏈的規整性和結晶度，從而達到透明性好，霧度小的目的。
由此看出，瓶片用聚酯與纖維用聚酯主要成分均為PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)，主要區別在于瓶用聚酯聚合過程中，添加了第三組分間苯二甲酸，含量在0. 5- 之間。但是對苯二甲酸和間苯二甲酸二者分子式相同，差別微小，加之含量稀少，采用常規方法很難鑒別出來。
根據色譜的工作原理是利用試樣中各組份在氣相和固定液液相間的分配系數不同，當流動相中攜帶的混合物流經固定相時，混合物中的各組分與固定相發生相互作用。4由于混合物中各組分在性質和結構上的差異，與固定相之間產生的作用力的大小、強弱不同，隨著流動相的移動，混合物在兩相間經過反復多次的分配平衡，使得各組分被固定相保留的時間不同，從而按一定次序由固定相中先后流出，各組分便按順序離開色譜柱進入檢測器，產生的離子流訊號經放大后，在記錄器上描繪出各組份的色譜峰。就本發明內容而言，雖然間苯二甲酸和對苯二甲酸的差別微弱，流出時間差別也很小，但是由于其結構上存在微弱差別間苯二甲酸的極性稍強，與固定相結合力稍強，而且其分子占據空間體積相對較小，易被分子篩吸附，故流出時間較對苯二甲酸稍長。如果樣品在過色譜柱過程中，如果色譜圖中出現單個吸收峰，則為對苯二甲酸的吸收峰，表明其為纖維用切片或原生纖維；如果經過處理樣品過色譜柱后出現兩個相距極近的吸收峰，且兩峰比例反差很大，面積大的峰為對苯二甲酸吸收峰，面積稍小的為間苯二甲酸的吸收峰。由此可以判斷該樣品為瓶片用聚酯或瓶片再生紡絲聚酯纖維。
本發明同已有的技術相比，具有以下優點和特點本發明的鑒別方法，所需樣品少，處理工藝簡單，測試時間短且靈敏，測試結果可靠準確，適宜于再生聚酯纖維和原生聚酯纖維的鑒別，彌補了現有技術的不足。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明做進一步的詳細說明，以下實施例是對本發明的解釋而本發明并不局限于以下實施例。
在本發明中，若非特指，所有的份、百分比均為重量單位，所有的設備和原料等均可從市場購得或是本行業常用的。
實施例1稱取1. Og聚酯切片，下面簡稱樣品1，加入0. IOg Sb2O3催化劑，還需加入0. lg%K0H固體以及aiil乙二醇分散劑。樣品1溶解時需加熱促進其溶解，油浴加熱溫度為150°C，同時攪拌和回流。待溶液澄清后，添加0. 4gK0H固體，再加入5ml蒸餾水，100°C油浴加熱攪拌回流4h。之后在分解的樣品中滴入5滴鹽酸，使之產生沉淀，抽濾晾干；加5ml甲醇溶解，硫酸催化，95°C油浴加熱攪拌回流4h ；加入碳酸鈉和水將溶液調制至中性(PH值為7)，旋蒸后加入乙酸乙酯萃取分層備用。將萃取分層上層樣品進行過柱分析，色譜柱INN0WAX，載氣為He，規格為30m*0. 32mm*0. 5 μ m，進樣后柱子升溫程序為室溫升至80°C，保溫2min，以 15°C /min速率升至240°C，保溫5min，檢測器溫度280°C。結果僅有一個吸收峰，也驗證了該樣品為纖維用聚酯切片或原生聚酯纖維。
實施例2稱取聚酯切片1. 0g，下面簡稱樣品2，加入0. 15g Sb2O3催化劑，還需加入0. 15gK0H固體以及aiil乙二醇分散劑。樣品2溶解時需加熱促進其溶解，油浴加熱溫度為170°C，同時攪拌和回流。待溶液澄清后，添加0. SgKOH固體，再加入5ml蒸餾水，110°C油浴加熱攪拌回流證。之后在分解的樣品中加入5滴鹽酸，產生沉淀，抽濾晾干；加5ml甲醇溶解，硫酸催化，110°C油浴加熱攪拌回流他；加入碳酸鈉和水將溶液調制至中性(PH值為7)，旋蒸后加入5ml乙酸乙酯萃取分層備用。將萃取分層上層樣品進行過柱分析，色譜柱INN0WAX，載氣為He，規格為30m*0. 32mm*0. 5 μ m,進樣后柱子升溫程序為室溫升至80°C，保溫2min，以 15°C /min速率升至240°C，保溫5min，檢測器溫度280°C。結果出現兩個相鄰的吸收峰，其中一個吸收峰面積所占比例為99. 10%，另一個峰面積占0.90%。表明該樣品確實為聚酯瓶片，其中間苯二甲酸添加量為0. 9%左右。
實施例3稱取聚酯纖維0. Sg,下面簡稱樣品3，加入0. 12g Sb2O3催化劑，還需加入0. 12gK0H固體以及2ml乙二醇分散劑。樣品3溶解時需加熱促進其溶解，油浴加熱溫度為160°C，同時攪拌和回流。待溶液澄清后，添加0. 5gK0H固體，再加入細1蒸餾水，105°C油浴加熱攪拌回流證。之后在分解的樣品中滴入4滴鹽酸，產生沉淀，抽濾晾干；加細1甲醇溶解，硫酸催化，105°C油浴加熱攪拌回流證；加入碳酸鈉和水將溶液調制至中性，旋蒸后加入乙酸乙酯萃取分層備用。將萃取分層上層樣品進行過柱分析，色譜柱INN0WAX，載氣為He，規格為 30m*0. 32mm*0. 5 μ m,進樣后柱子升溫程序為室溫升至80°C，保溫2min，以15°C /min速率升至240°C，保溫5min，檢測器溫度280°C。結果出現兩個相鄰的吸收峰，其中一個吸收峰面積所占比例為99. 12%，另一個峰面積占0. 88%。表明該樣品確實為再生瓶片紡纖維，其中間苯二甲酸添加量為0. 88%左右。
實施例4稱取未知纖維樣品0. 5g，下面簡稱樣品4，加入0. 06g釙203催化劑，還需加入0. 06gK0H 固體以及2ml乙二醇分散劑。樣品4溶解時需加熱促進其溶解，油浴加熱溫度為160°C，同時攪拌和回流。待溶液澄清后，添加0. 25gK0H固體，再加入3ml蒸餾水，105°C油浴加熱攪拌回流證。之后在分解的樣品中滴入3滴鹽酸，產生沉淀，抽濾晾干；加:3ml甲醇溶解，硫酸催化，105°C油浴加熱攪拌回流證；加入碳酸鈉和水將溶液調制至中性，旋蒸后加入乙酸乙酯萃取分層備用。將萃取分層上層樣品進行過柱分析，色譜柱INN0WAX，載氣為He，規格為30m*0. 32mm*0. 5 μ m,進樣后柱子升溫程序為室溫升至80°C，保溫2min，以15°C /min速率升至240°C，保溫5min，檢測器溫度280°C。結果出現兩個相鄰的吸收峰，其中一個吸收峰面積所占比例為99. 45%，另一個峰面積占0. 55%。表明該樣品為含有再生聚酯瓶片紡絲而成的纖維，其中間苯二甲酸添加量為0. 55%左右。
此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其配方、工藝所取名稱等可以不同。凡依本發明專利構思所述的構造、特征及原理所做的等效或簡單變化，均包括于本發明專利的保護范圍內。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本發明的結構或者超越本權利要求書所定義的范圍，均應屬于本發明的保護范圍。
雖然本發明已以實施例公開如上，但其并非用以限定本發明的保護范圍，任何熟悉該項技術的技術人員，在不脫離本發明的構思和范圍內所作的更動與潤飾，均應屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種鑒定再生聚酯纖維的方法，其鑒定步驟是a、取一定質量的聚酯，加入聚酯質量5-20%的催化劑，加入聚酯質量5-20%的KOH固體，加入乙二醇，加熱至100-180°C，同時攪拌和回流，使聚酯醇解得到澄清溶液；b、向澄清溶液中添加聚酯質量20-100%的KOH固體，再加入蒸餾水，使KOH在水中電離成自由K +、0H —離子，在100-110°C的加熱條件下攪拌回流3-6小時，得到中間溶液；C、在中間溶液中滴入鹽酸至酸性，將產生的沉淀，抽濾晾干；d、將沉淀放入甲醇中，甲醇的量以溶解沉淀為準，加入硫酸3至5滴進行催化，在 90-110°C的加熱條件下加熱攪拌回流3-6小時，然后加入碳酸鈉和水將溶液調制至中性， 得到初步測試溶液；e、將初步測試溶液進行旋蒸，然后加入乙酸乙酯萃取分層，取萃取分層的上層液體，得到測試溶液；f、將測試溶液過色譜柱分析，得到色譜圖，分析色譜圖，從而完成再生聚酯纖維的鑒定。
2.根據權利要求1所述的鑒定再生聚酯纖維的方法，其特征是所述的步驟a中，所述催化劑為SId203。
3.根據權利要求1所述的鑒定再生聚酯纖維的方法，其特征是所述的步驟a、b、d中的加熱為油浴加熱。
4.根據權利要求1所述的鑒定再生聚酯纖維的方法，其特征是所述的步驟f中，色譜柱為INN0WAX，載氣為He，規格為30m*0. 32mm*0. 5 μ m,進樣后柱子升溫程序為室溫升至 800C，保溫2min，以15°C /min速率升至240°C，保溫5min，檢測器溫度280°C。
5.根據權利要求1所述的鑒定再生聚酯纖維的方法，其特征是所述的步驟a中，所述取一定質量的聚酯，是指能夠滿足試驗的需要的量，為0. 5至1. 5克。
全文摘要
本發明涉及一種鑒定再生聚酯纖維的方法，屬于紡織材料鑒別領域，適宜于再生聚酯纖維和原生聚酯纖維的鑒別。鑒定再生聚酯纖維的方法，其鑒定步驟是在聚酯中加入催化劑、KOH、乙二醇，使聚酯醇解，然后添加KOH固體，再加入蒸餾水，使KOH在水中電離成自由K＋、OH－離子，再滴入鹽酸至酸性，將產生的沉淀，抽濾晾干，再沉淀放入甲醇中，加入硫酸進行催化，加熱攪拌回流后加入碳酸鈉和水將溶液調制至中性，再進行旋蒸，然后加入乙酸乙酯萃取分層，取萃取分層的上層液體，過色譜柱分析，得到色譜圖，分析色譜圖，從而完成再生聚酯纖維的鑒定。
文檔編號G01N30/02GK102539549SQ20111039785
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月5日 優先權日2011年12月5日
發明者方葉青, 朱華生, 錢峰, 陳浩, 馬清芳 申請人:海鹽海利環保纖維有限公司