纤维表征
- 格式:docx
- 大小:30.83 KB
- 文档页数:3
醋酸纤维短纤的纤维结构表征摘要:醋酸纤维短纤是一种常用的合成纤维,在纺织行业广泛应用。
了解其纤维结构特征对于优化纤维的性能具有重要意义。
本文通过综合分析纤维的化学组成、形貌特征以及纤维结晶性等方面,对醋酸纤维短纤的纤维结构进行了详细的表征,以期为纤维材料的研发和应用提供理论基础。
1. 引言醋酸纤维短纤是一种由纯纤维素醋酸酯合成的合成纤维,具有良好的抗拉强度、耐磨损和低收缩性能。
其广泛应用于纺织、造纸、非织造布等领域。
了解纤维的结构特征有助于理解其性能来源和性能优化。
2. 纤维化学组成表征醋酸纤维短纤的化学组成是了解其结构特征的第一步。
醋酸纤维短纤主要由纤维素醋酸酯组成,具有高度合成度、晶状结构和无定形结构。
通过红外光谱分析,可以确定纤维中酯基和醛基的存在,其特征吸收峰分别在1730 cm^-1和2850 cm^-1处。
同时,通过核磁共振波谱(NMR)可以得到纤维中醛基和酯基的相对含量,进一步确定纤维的化学组成。
3. 纤维形貌特征表征纤维的形貌特征对于了解纤维的微观结构有重要意义。
通过扫描电子显微镜(SEM)观察,可以得到醋酸纤维短纤的表面形貌。
一般而言,醋酸纤维短纤表面平整,没有明显的凹凸不平和纤维疙瘩。
其纤维直径均匀,纤维断面呈圆形或近似圆形。
4. 纤维结晶性表征纤维结晶性是纤维材料的重要性能之一。
X射线衍射(XRD)是一种常用的纤维结晶性表征方法。
通过XRD分析,可以获得纤维的结晶度以及晶面间距。
对于醋酸纤维短纤而言,其结晶度较高,晶面间距约为3.7-3.8Å。
此外,热差示扫描(DSC)也能够对纤维的熔点进行测定,醋酸纤维短纤的熔点一般在220-230℃之间。
5. 纤维分子链结构表征纤维分子链结构是纤维性能的重要因素之一。
拉曼光谱是一种能够对纤维分子链进行非破坏性分析的方法。
通过拉曼光谱分析,可以得到醋酸纤维短纤的分子链取向以及结构特征。
醋酸纤维短纤的链取向主要是沿纤维的轴向排列,呈现高度有序性。
聚丙烯腈碳纤维性能表征规范聚丙烯腈碳纤维的性能主要有力学性能、热物理性能和电学性能。
对于碳纤维材料来说,拉伸力学性能,包括拉伸强度、拉伸模量以及断裂伸长率是其主要力学性能指标。
由于纤维材料本身的特点,很难对其压缩力学性能进行有效的表征,因此基本不考虑纤维本身的压缩性能。
碳纤维的热物理性能包括热容、导热系数、线膨胀系数等,也是材料应用的重要指标。
电性能主要为体积电阻率以及电磁屏蔽方面的性能。
对于碳纤维的拉伸力学性能测试,各国都已经基本形成了相应的测试标准系列,这些标准系列同时包括了在力学性能测试时需要的线密度、体密度、上浆量等相关的测试。
对于热物理性能,相关的测试标准较少。
5.5.1 碳纤维性能测试标准序号标准号标准名称1 JIS R7601-1986 碳纤维试验方法2 JIS R7602-1995 碳纤维织物试验方法3 JIS R7603-1999 碳纤维-密度的试验方法4 JIS R7604-1999 碳纤维-上浆剂附着率的试验方法5 JIS R7605-1999 碳纤维-线密度的试验方法6 JIS R7606-2000 碳纤维单纤维拉伸性能试验方法7 JIS R7607-2000 碳纤维单纤维直径及断面面积试验方法8 JIS R7608-2007 碳纤维-树脂浸渍丝拉伸性能测试方法9 JIS R7609-2007 碳纤维体积电阻率测试方法10 JIS R7601-2006 碳纤维试验方法(修正1)日本东丽公司作为世界聚丙烯腈基碳纤维生产能力和水平最高的企业,也有自己的碳纤维力学性能测试内部规范,测试规范号和名称为TY-030B-01《碳纤维拉伸强度、拉伸弹性模量和断裂延伸率测试方法》。
序号标准号中文标准名称1 ASTM D4018-2011 连续碳纤维和石墨纤维束性能的测试方法2 ASTM D1505-2010 采用密度梯度法测试塑料密度的测试方法3 ASTM D1577-2007 纺织纤维线密度的测试方法4 ASTM D7633-2013 炭黑碳含量的测试方法5 ASTM D482-2007 石油产品灰分的测试方法6 ASTM D2257-1998 纺织品中可萃取物的测试方法7 ASTMD4102-1982 碳纤维的耐热氧化性的试验方法序号标准号中文标准名称1 ISO10618-2004 碳纤维.树脂浸渍纱线拉伸特性测定2 ISO10548-2003 碳纤维.尺寸的测定3 ISO10119-1992 碳纤维.密度测定4 ISO10120-1991 碳纤维.线性密度的测定5 ISO10548-2003 碳纤维.胶料含量的测定6 ISO11567-1996 碳纤维.长丝直经和横截面积的测定7 ISO11566-1996 碳纤维.单丝样品抗拉性能的测定8 ISO 碳纤维长丝纱.试验方法和通用规范序号标准号标准名称1 GB/T3362-1982 碳纤维复丝拉伸性能试验方法2 GB/T3362-2005 碳纤维复丝拉伸性能试验方法3 GB/T3364-2008 碳纤维直径和根数试验方法4 GB/T3366-1996 碳纤维增强塑料纤维体积含量试验方法5 GB/T3855-2005 碳纤维增强塑料树脂含量试验方法6 GB/T26749-2011 碳纤维浸胶纱拉伸性能的测定7 GB/T30019-2013 碳纤维密度的测定8 GB/T29762-2013 碳纤维纤维直径和横截面积的测定9 GB/T29761-2013 碳纤维浸润剂含量的测定10 GB/T23442-2009 聚丙烯腈基碳纤维原丝结构和形态的测定11 GB/T26752-2011 聚丙烯腈基碳纤维12 QJ3074-1998 碳纤维及其复合材料电阻率测试方法13 GB18530-2001 车间空气中碳纤维粉尘职业接触限值碳纤维单丝力学性能测试单丝力学性能测试可以较为简单快速的得到碳纤维拉伸力学性能,需要样品量少,通常十厘米左右的纤维样品就可以完成对碳纤维的力学性能表征,因此在早期应用较为普遍。
纳米纤维材料的制备和表征技术纳米纤维材料(nanofiber materials)具有超细纤维结构和巨大的比表面积,被广泛应用于过滤、吸附、传感、医疗、能源等领域。
制备和表征纳米纤维材料的技术是实现纳米纤维材料应用的基础,本文将介绍常见的纳米纤维材料制备技术和表征方法。
纳米纤维材料的制备技术有多种,其中最常见且成熟的方法是静电纺丝(electrospinning)技术。
静电纺丝是一种利用高压电场将聚合物溶液或熔体从尖端喷出,形成纳米级连续纤维的方法。
这种方法制备的纳米纤维具有连续性、纤维直径可调、制备工艺简单等优点。
静电纺丝制备纳米纤维的关键是选择合适的聚合物溶液、调整电场参数和纺丝条件。
此外,还有其他方法如喷雾旋转真空沉积法、力臂纺丝法等也可以用于制备纳米纤维材料。
制备纳米纤维材料后,需要进行其表征以评估其性能。
纳米纤维材料的表征通常包括形貌、微观结构、化学成分和物理性能等方面的分析。
形貌观察可以通过扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)来实现,这些显微镜能够提供纳米级别的分辨率。
SEM可以显示纳米纤维的表面形貌以及纤维间的空隙结构,而TEM可以提供关于纳米纤维内部结构的更详细信息。
除了形貌观察外,纳米纤维材料的微观结构和化学成分分析也是十分重要的表征内容。
X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)是常用的分析方法。
XRD可以确定纳米纤维材料的结晶性质,而FTIR可以确定纳米纤维材料中的化学成分和官能团。
此外,物理性能的表征对于纳米纤维材料的实际应用也非常重要。
纳米纤维材料的力学性能通常通过拉伸测试来评估,这需要使用纳米拉伸仪等设备。
纳米纤维材料的热性能可以通过热重分析(TGA)和差示扫描量热分析(DSC)来研究,这些方法可以测量纳米纤维材料在不同温度下的质量损失和热反应。
最后,纳米纤维材料的应用需要考虑材料的表面性质。
表面性质的表征主要包括表面形貌、表面能和表面化学组成等方面的研究。
纤维表征
一、纤维的细度
1、 纤维细度是指纤维粗细的程度。
2、 纤维的细度指标有直接和间接两种。
1) 直接指标是纤维粗细的指标,一般用纤维的直径和截面积表示,适于圆形纤维。
2) 间接指标是以纤维质量或长度确定,即所具有的质量(定长制)或长度(定重制)表示,无截面形态限制。
定长制有纤度或称旦数(Den)和线密度或称特数(tex)、分特数(dtex);定重制有公制支数。
3、 细度表征
1) 分特数Ndt (dtex)
我国法定的线密度单位为特克斯(tex ),简称特,表示一千米长的纤维或纱线在公定回潮率时的质量克数。
而为规范应用于纤维,采用更细的分特(dtex )表达,即一万米长的纤维所具有的质量克数,为1/10特。
特的计算为:
2) 旦数ND 旦数即旦尼尔数(Denier ),较多地用于丝和化纤长丝中,又称纤度。
是指9000米长的纤维在公定回潮率时的质量克数,即:
公制支数简称支数,是指在公定回潮率时1g 纤维或纱线所具有的长度米(m)数,即:
4) 直径与截面积
通过光学显微镜或电子显微镜观测直径d 和截面积A ,常用于羊毛及其他动物毛,圆形化学纤维的细度表达。
由于纤维很细,以微米为单位,近似圆形的计算为纤维直径d 可用于长丝线密度的计算。
设纤维的密度为(g/cm 3),则
5)
1旦ASPI TM 聚酰亚胺纤维单丝的直径为 10.01 微米
2旦ASPI TM 聚酰亚胺纤维单丝的直径为 14.16 微米
3旦ASPI TM 聚酰亚胺纤维单丝的直径为 17.34 微米
二、纤维的断裂强度
1、 指纤维拉伸到断裂时产生在纤维单位截面积上的破坏力。
2、 单位转化
1) g 与厘牛的转化:
F=mg=0.001×9.8=0.0098N=0.98cN ,即1g=0.98cN
2) D 与tex
、dtex 的转化
1tex=10dtex=9D
3) g/D 与cN/dtex 之间的转化
三、ASPI TM聚酰亚胺长丝规格
480D/240f——斜线上方的数据表示长丝的纤度,一束长丝为480D;线下方的数据表示一束丝有多少根单丝。
240f即表示一束长丝中有240根单丝。
四、ASPI TM聚酰亚胺短纤规格
1、棉型——38mm
2、毛型——76mm
3、中长型——51mm。