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        定性分析研究方法精選(五篇)

        發布時間:2023-09-24 15:31:44

        序言:作為思想的載體和知識的探索者,寫作是一種獨特的藝術,我們為您準備了不同風格的5篇定性分析研究方法,期待它們能激發您的靈感。

        定性分析研究方法

        篇1

        本文通過燃燒法、顯微鏡觀察法以及化學溶解法,介紹了海藻纖維的特性以及海藻纖維與其他纖維混紡比的測定方法

        關鍵詞:海藻纖維;混紡比

        當前,紡織品的開發中,使用最多的紡織纖維是天然纖維、再生纖維和合成纖維。其中,合成纖維主要原料是石油,屬于不可再生資源,隨著石油資源的日趨緊張,加上生產中的高消耗、高污染等問題,合成纖維面臨很大的壓力,因此各國都在研究開發利用其他纖維來代替合成纖維的課題,而目前能夠代替合成纖維的最理想纖維是生物可降解纖維。生物可降解纖維是對環境友好的材料,它提供了人類減少環境負擔,在現代文明和自然界之間達到平衡的一種辦法,因此將成為21世紀的主要纖維之一。而海藻纖維正是一種生物可降解纖維,是人類繼種植棉花大麻、種桑養蠶等向土地要纖維和開采石油從地下找纖維之后,又多了一個新的纖維開發領域――向海洋要纖維[1-2]。

        海藻纖維是用從天然海藻中提取的物質紡絲加工而成的一種纖維,是一種重要的天然功能纖維新材料,棕藻、紅藻是海藻纖維的最佳來源。這種纖維能夠被加工成任意長度和纖度的短纖或長絲,也可以與其他纖維混紡,最終可以用于制造衣服、家紡、床墊等。

        海藻纖維具有許多傳統纖維沒有的新特性,如吸濕性、抗菌性、阻燃性、防輻射、保溫性等特性。

        作為海藻纖維研發地(青島)的國家級專業紡織產品檢驗機構,有責任和義務為推動地方產業發展作出一份貢獻,于是我所科研團隊從專業角度,在海藻纖維制品還未大量走入市場之前,研究海藻纖維與其他纖維混紡比的測定方法,為該新型紡織材料順利進入市場,走入百姓生活奠定基礎。

        1 海藻纖維的定性分析[3-5]

        1.1 外觀

        純海藻纖維呈白色,表面光滑、光澤柔和、手感柔軟,具有良好的懸垂性。

        1.2 燃燒試驗法

        1.2.1 試驗儀器及工具

        天平、打火機或酒精燈、鑷子、放大鏡、培養皿、剪刀。

        1.2.2 試劑

        乙醇。

        1.2.3 試驗方法

        將約10 mg試樣扯成細束,用鑷子夾住,徐徐靠近火焰,觀察試樣對熱的反應(熔融、收縮情況)。再將試樣束移入火焰中,觀察試樣在火焰中的燃燒情況。然后離開火焰,注意觀察試樣燃燒狀態和嗅聞火焰剛熄滅時的氣味。待試樣冷卻后再觀察殘留物灰分狀態。記錄燃燒過程中詳細情況,見表1。

        1.3 顯微鏡觀察法

        1.3.1 試驗儀器及工具

        哈式切片器、刀片、小旋鉆、鑷子、挑針、剪刀、載玻片、蓋玻片、生物顯微鏡等。

        1.3.2 試劑

        液體石蠟、火棉膠。

        1.3.3 試驗方法

        1.3.3.1 縱截面觀察

        將試樣扯成細束后排齊,取適當長度的試樣均勻平鋪于載玻片上,加上少量液體石蠟(注意不要帶入氣泡),蓋上蓋玻片,放在100倍~500倍生物顯微鏡的載物臺上觀察其形態,并記錄試樣縱截面特征(見圖1)。

        1.3.3.2 橫截面觀察

        將用哈式切片器制備好的試樣橫截面,置于載玻片上,加上少量液體石蠟,蓋上蓋玻片(注意不要帶入氣泡),放在100倍~500倍生物顯微鏡的載物臺上觀察其形態,并記錄試樣橫截面特征(見圖2)。

        1.4 化學溶解法

        1.4.1 試驗儀器及工具

        恒溫烘箱、電熱恒溫水浴鍋、分析天平、玻璃抽濾瓶、燒杯、試管、木夾、鑷子、玻棒、坩堝鉗等。

        1.4.2 試劑

        見表2。

        1.4.3 試驗方法

        將約100mg試樣置于試管中,注入10mL溶劑(試樣和試劑的浴比為1:100)。在常溫下,用玻棒攪動5min,觀察溶劑對試樣的溶解情況。常溫下難以溶解的試樣,需做煮沸試驗,并用玻棒攪動3min,視其溶解程度。記錄試樣在各種溶劑和條件下的溶解情況,見表2。

        注:試驗應在通風櫥里進行,因為很多溶劑揮發性強,并且有毒,加熱時不得使用明火,注意防火安全,因為很多試劑是可燃的。

        2 海藻纖維與其他纖維混紡的定量分析[6-9]

        通過以上對海藻纖維的一系列定性分析,我們不難發現:1)采用75%硫酸溶液溶解法可確定海藻纖維與其他(如聚酯纖維、丙綸、芳綸等)在75%硫酸溶液中不溶解纖維的混紡比。2)采用30%氫氧化鈉溶液煮沸法可確定海藻纖維與其他(如棉、粘纖、萊賽爾、莫代爾等)在30%氫氧化鈉溶液中不溶解纖維的混紡比。3)利用海藻纖維在鹽酸(常溫)中不溶解的特性確定其與錦綸的混紡比。4)利用海藻纖維在二甲基甲酰胺中不溶解的特性確定其分別與腈綸、氨綸的混紡比。筆者利用以上溶解規則做了大量試驗,現將部分典型試驗結果列于表3。

        3 總結分析

        通過對海藻纖維的燃燒特性、顯微鏡下縱橫截面的特征以及化學溶解特性的一系列試驗發現:1)海藻纖維的燃燒特性在常見的紡織纖維中只與芳綸有些相似,但其化學溶解特性又與芳綸截然不同,其獨特的燃燒特性使其極易與其他纖維相區分。2)海藻纖維雖然從根本上講是一種化學再生纖維,但其縱橫截面與其他纖維(參見FZ/T 01057.3―2007)仍有明顯區別。3)如果說以上兩點為海藻纖維定性提供了依據,那么海藻纖維既具有植物纖維的溶解特性又具有動物纖維溶解特性的溶解特點(類似于蠶絲纖維),這種兩面性的溶解特性為其定量分析提供了依據。

        參考文獻:

        [1]趙雪,何瑾馨,朱平,等.海藻纖維的性能與最新研究進展[J].國際紡織導報,2008(11):24-30.

        [2]張傳杰,朱平.高強度海藻纖維的性能研究[J].印染助劑,2009,26(1):15-18.

        [3]FZ/T 01057.2―2007 紡織纖維鑒別試驗方法 第2部分:燃燒法[S].

        [4]FZ/T 01057.3―2007紡織纖維鑒別試驗方法 第3部分:顯微鏡法[S].

        [5]FZ/T 01057.3―2007紡織纖維鑒別試驗方法 第4部分:溶解法[S].

        [6]GB/T 2910.1―2009紡織品 定量化學分析 第1部分:試驗通則[S].

        [7]GB/T 2910.7―2009紡織品 定量化學分析 第7部分:聚酰胺纖維與某些其他纖維混合物(甲酸法)[S].

        [8]GB/T 2910.11―2009紡織品 定量化學分析 第11部分:纖維素纖維與聚酯纖維的混合物(硫酸法)[S].

        篇2

        【關鍵詞】巖土工程;邊坡穩定性;分析方法

        1 引言

        在各類工程項目的建設中,由于受到建筑主體結構及各種外力作用的影響,巖土邊坡的穩定性一般會發生不同程度的變化,其變化范圍必須得到合理的控制,否則將危及到建筑的整體安全性、可靠性。在巖土邊坡建設的構造物,其實體表面多處于傾斜狀態,隨著建筑物使用年限的延長,其實體結構向下滑動的趨勢將更為明顯。如果在建筑物使用過程中,某一平面的滑動力超出主體結構的承擔范圍,極有可能出現滑坡的危險,因此,在存在大量巖土邊坡的地區進行工程項目建設,必須注重對于邊坡穩定性的合理分析,分析方法的科學選擇與應用對于工程項目整體建設工作具有重要的意義。工程技術人員通過對于巖土邊坡穩定性的全面分析,有利于工程項目建設單位及時制定防治措施,有效避免出現滑坡等重大自然災害的危險。

        2 巖土邊坡穩定性的主要影響因素

        從專業地質學、工程學、測量學的角度進行分析,影響巖土邊坡穩定性的因素主要表現在:內部因素和外部因素兩方面,工程技術人員只有對這兩方面的因素進行綜合的考慮與分析,才能選擇科學、合理、有效的巖土邊坡穩定性分析方法。

        2.1 內部因素

        2.1.1 邊坡巖土體的類型和性質

        通過總結國內外相關的工程經驗發現:邊坡巖土體的類型和性質的差異是影響其穩定性的重要內部因素。一般情況下,由于邊坡巖土體的類型和性質不同,其所承載的內部作用力也略有差異,邊坡的破壞形式也明顯不同。

        2.1.2 邊坡的地質構造

        地質構造對于巖土邊坡穩定性的影響是多方面的,其主要表現形式為:構造面的發育程度、形狀、規模、連通性、內部充填物成分及填充程度等。在同一地質構造下,巖土邊坡的穩定性也存在較大的差異,其主要是受到邊坡傾斜度的影響。

        2.1.3 邊坡的總體形態

        在對巖土邊坡穩定性進行分析時,其總體形態是不容忽視的內在因素之一,對于其穩定性具有直接的影響。在部分工程項目的建設中,坡頂局部或大部分裂縫的現象較為常見,其主要原因是坡頂的張力或應力過大,形成了總體不利的形態,造成施工中出現較為嚴重的質量和安全問題。

        2.2 外部因素

        2.2.1 氣候條件

        在巖土邊坡穩定性的外部影響因素中,氣候條件的作用方式主要變現為:降水、氣溫、濕度變化等,其中降水的影響最為顯著。由于受到氣候條件的影響,巖土邊坡一般會產生相應的物理或力學反應,邊坡巖土體的內部剪應力會不同程度的增大或減少,進而影響到其整體穩定性。

        2.2.2 震動作用

        在各種較為常見的地質災害中,地震對于巖土邊坡穩定性的影響最為嚴重。在強大外力的作用下,巖土邊坡的下滑力會急劇加大,并且引發邊坡巖土體結構發生變化或遭受破壞,進而導致巖土邊坡表面出現新的裂痕或者原有的裂縫不斷擴大,對于構造物主體結構的安全性是極其不利的。

        3 巖土邊坡穩定性的常用分析方法

        在巖土工程項目的建設中,對于邊坡穩定性分析方法的研究不但是行業內面臨的重點技術課題,而且是保證構造物整體安全性、可靠性和經濟性的重要基礎。目前,國內外工程建設行業已經總結出了多種巖土邊坡穩定性的分析方法,但是尚未形成系統的研究體系,本文僅對其中幾種常見的分析方法進行簡要的概述。

        3.1 界面元分析法

        在巖土邊坡的穩定性分析中,界面元分析法的應用范圍較廣,而且是國內外重要研究的分析方法之一。界面元分析法基本原理是:將巖土邊坡的累積單元變形形成一個完整的界面,并且根據采集的各種地質信息和數據構建界面應力元模型,其主要適用于非均勻、不連續、各向異性問題的分析。在界面元分析法的長期研究和應用中,已經基本形成了一套系統的理論,對于復雜邊坡巖土體穩定性的分析具有積極的意義。同時,在國內外地質及工程學專家的不斷探索中,將界面元分析法與工程力學機理有機結合,逐步建立了一套可以用于評判巖體穩定薄弱部位、危險滑面、潛在滑面及最小抗滑穩定安全系數的準則。

        3.2 有限元分析法

        有限元分析法是最早應用于巖土邊坡穩定性分析的方法之一,也是最具代表性的數值分析方法。應用有限元分析方法,可以有效解決巖土邊坡彈塑性、彈性、粘塑性、粘彈塑性等方面的數值計算問題。有效元分析法在巖土邊坡穩定性分析中的應用,其優點主要表現為:計算公式科學、結果精確、連續性強等。與極限平衡分析法相比,有限元分析法可以通過對巖土邊坡應力及應變規律的分析,全面掌握巖土邊坡的變形與破壞機制。

        3.3 地質分析法

        巖土邊坡的穩定性是受內部和外部因素的共同影響,地質分析法則是從內部因素出發,通過對于巖土邊坡發育的地質環境,以及各種變形、破壞跡象的基本規律進行分析,了解影響巖土邊坡穩定性的內外部因素,并且從地質學的角度對其總體發展趨勢和有可能出現的破壞形式進行預判。

        3.4 隨機分析法

        隨機分析法始創于上世紀70年代,美國和加拿大的地質研究機構將概率統計理論首次應用于巖土邊坡穩定性的分析中。隨機分析法的基本原理為:由于巖土邊坡穩定性的影響因素是表現在諸多方面的,所以可以認為其具有一定的隨機性,而且多表現為具有一定概率的隨機變量(一般包括:巖土邊坡的幾何尺寸,如邊坡邊界尺寸、內部結構面等;邊坡巖體材料總體性能,如泊松比、彈性模量等;邊坡外部荷載,如重力場、地震力、滲流場等),因此,在巖土邊坡穩定性的分析中,工程技術人員可以將實際考察獲取的各種有可能影響其穩定性的因素分解為多個樣本,利用概率統計原理進行分析,在求出其概率分布和特征參數的基礎上,應用較為先進的可靠性分析方法進行求解,最終得出巖土邊坡的破壞概率。從理論上講,隨機分析法是較為合理的,但是由于受到各類外界因素的影響,隨機因素的表現形式多樣,所以如果不能對其進行系統的研究,難以確定各種影響因素的準確概率。

        在巖土邊坡的穩定性分析中,由于受到工程項目建設復雜性,以及各種內外部因素的影響,對于其穩定性的分析一般要采取多種方法相結合的方式,這樣才能保證分析流程和結果的科學性與可靠性。同時,隨著現代電子計算機技術的不斷發展,在巖土邊坡的穩定性分析中也要嘗試應用電子信息及網路技術,并且在現有經驗的基礎上,逐步形成一套智能化、規范化的評價系統。

        參考文獻:

        [1]李靖,周欣華,劉功偉,等.巖土邊坡穩定性圖解法[J].巖土工程學報,2002,(04):122-123.

        [2]陳強.巖土邊坡穩定性研究與分析及綜合治理[J].湖南大學學報,2005,(07):59-60.

        [3]夏元友,朱瑞賡.巖土邊坡穩定性分析專家系統研制[J].中國地質災害學,2006,(11):44-45.

        篇3

        【關鍵詞】邊坡工程;研究現狀;穩定性;動力;邊坡

        1 引言

        目前滑坡動力穩定性分析常用的方法有擬靜力法、滑塊分析方法和數值模擬法,國內外對這三種方法做了大量的的研究。本文針對邊坡動力穩定性分析方法的研究概況,從擬靜力法、滑塊分析方法以及數值模擬方法三方面進行介紹。

        2 擬靜力法

        擬靜力法將爆破荷載通過地震系數簡化直接作用與滑體,進而得到滑坡的穩定性系數,與靜力法無異,不能說明邊坡的動荷載效應,但在動力學分析初始階段,擬靜力法應用較多。如Ling等[1]采用擬靜力法研究了水平和垂直加速度共同作用下邊坡的穩定性和位移,發現若水平加速度很大時垂直加速度對穩定性和位移有重大影響;P.K.Singh[2]通過對采集信號進行FFT變換、小波分析等多種信號處理手段從空間和時間兩個方面來探討地震波的能量分布變化規律,及在同一時刻的能量和頻率的關系,改變了以往僅考慮單因素如爆破振動速度所帶來的不足,為充分考慮對邊坡穩定性影響的多種因素打下了基礎;Said[3]結合極限設計理論的運動學方法和擬靜力法,推導了以平移失穩上限系數的公式,該公式可以考慮坡角、材料強度和地震系數的影響,并以穩定性系數圖表的形式給出了不同破裂面摩擦角的穩定性系數上限曲線;同時Seed總結了常用的三種確定地震系數的方法:1)經驗值法;2)剛體反應分析法;3)采用粘彈性反應分析法。在國內,一些學者經過對動荷載作用過程和動荷載處理同時也取得了一定的成果,其中徐紅濤等基于爆破振動峰值速度衰減規律和爆破振動速度或加速度時程曲線,計算出特定時刻作用在各條塊上的爆破振動慣性力,并施加到各個條塊上采用剛體極限平衡分析方法中的Sarma方法得到了穩定性時程曲線。盧文波等提出了一種計算高邊坡爆破震動動力穩定影響的聯合方法,該法利用時程法和擬靜力法的特點,綜合考慮了爆破地震波傳播過程中的衰減頻譜、結構特性及相位差等因素對邊坡穩定性的影響;劉建軍等針對以地震波作用中最后時刻或加速度值最大時刻的安全系數作為評價標準的問題,通過強度折減法,借助數值計算獲得了地震載荷作用下安全系數時程曲線。

        3 滑塊位移法

        滑塊分析方法來源于Newmark研究堤壩穩定性時提出的有限動位移法,Newmark認為堤壩的穩定性與否取決于振動時引起的變形,而不是最小穩定性系數,后Kramer對Newmark滑塊位移進行了修正,同時考慮了永久位移和巖土體結構面的動力響應,發展了Newmark滑塊位移法;M K Yegian較早地將概率的方法引入壩坡的動力分析,提出了用概率的方法分析壩坡的風險性和估算邊坡在地震作用下的永久位移;同時Ling H I將此方法應用于多項工程,取得了一定的成效。國內王思敬將此思想應用于邊坡動穩定性分析,提出了滑塊分析法,此法在工程中得到了廣泛的應用,具有較高的工程價值;李等基于摩擦滑移結構的抗震機制,在動力響應分析中考慮塑性滑動位移與加速度的響應之間的關聯性,利用Newmark滑塊位移法得到每個時刻滑動位移增量以及累積滑動位移。

        4 數值模擬方法

        對邊坡的動穩定性分析常用的數值模擬法有有限元法、離散元法和快速拉格朗日法。如Ganesh W.Rathod對Chenab河鐵路大橋修建過程中出現的高359m的巖質邊坡進行了動靜態的離散元分析,較好的反應了巖質邊坡的動態特性;Seed等在1971年San Fernando大巴失穩分析時,根據線性和等效線性化的分析結果提出了應變趨勢法;Finn等發展了二維非線性非彈性的動力有限元程序―TARA,并用其急速那壩坡的永久位移,開創了用非線性非彈性動力有限元計算邊坡永久位移的先河;何理等采用動力有限元軟件對大冶鐵礦區巖質邊坡危險滑動面節點動應力進行計算,并與相應節點的靜應力疊加,通過穩定性系數公式計算出邊坡滑體各時刻的穩定系數,得出邊坡動力穩定性時程曲線;張建海等提出采用彈簧元計算邊坡、壩基、壩肩等結構物在地震作用下的動安全系數,該方法給出的安全系數是隨地震動作用而發生波動,從而更深刻地反映了動力現象本質。薄景山等將土邊坡動應力作用下的應力狀態簡化為自重應力和附加應力的疊加,采用時域集中質量的顯式波動有限元,結合多次透射公式,來分析地震過程的動位移場、動應力場及穩定性系數的波動方程。隨著計算機的不斷發展,此法還有待深入的研究。

        5 結論

        (1)穩定性分析方法目前有擬靜力法、滑塊位移法和數值分析法,這三種方法各有優缺點,對于實際工程,此三種方法處擬靜力法在規范中有提出外其他兩種方法都沒有工程實踐中進行應用,因此缺乏實際工程數據及相關經驗,因此,應根據現實工程條件對此三種方法實時選用,并做比較,從工程實踐中對這三種方法進行優化。

        (2)目前的地震波衰減公式是經驗型、半經驗型的,由于地質條件得復雜性,難以從理論上完全推倒合適的衰減公式,對于地震波衰減公式得應用,應與爆破振動現場檢測密切切合,做到與實際相符。

        (3)爆破振動動力響應機制研究極不成熟,目前只局限于數值分析,數值分析的數據來源以及工程地質因素分析不完全,造成模擬結果與工程實際相差較大,因此在數值模擬分析時應同時考慮邊坡多種因素。

        (4)目前的滑坡動穩定性檢測數據只局限于局部地震檢測或小范圍爆破試驗檢測,無區域性的振動檢測數據,因此對區域性的工程建設檢測數據缺乏指導意義,因此大范圍區域性地震檢測數據的獲取顯得尤為重要。

        參考文獻:

        [1] Ling H I, Leshchinsky D, Mohri Y. Soil slopes under combined horizontal and vertical seismic accelerations[J].Earthquake Engineering and structural Dynamic,1997,26(2):1231-1241.

        [2] P.K. Singh. Blast vibration damage to underground coal mines from Adjcent open-pit blasting[J].International Journal of Rock Mechanics and Mining Science,2002,18(39):959-973.

        篇4

        一、農村地區房屋調查分析

        (一)調查方法

        在對農村地區房屋進行調查時,分層抽樣法為重要的調查方法。采用該種方法,首先需要在抽取省級調查樣本的基礎上,對地區經濟發展情況、農村居民數量、調研組織難以、地理氣候條件等各種因素進行綜合分析,完成單級整群抽樣。針對縣級調查樣本,同樣需要考慮這些因素,然后進行分層等距抽樣調查,抽取3個縣為樣本單位。針對行政村調查樣本,需要進行等距抽樣,結合農村人均純收入水平選取3個村樣本[1]。在行政村調查的過程中,需要實現全覆蓋入戶調查,安排各縣調研組進入行政村對各村民小組農民住房結構安全狀況進行逐房、逐戶現場調查,完成農戶調查問卷和村級調查問卷的填寫。

        (二)調查內容

        在農村地區房屋調查內容中,需要按照《農村危險房屋鑒定技術導則(試行)》在現場完成快速評估,拍攝危房的圖片。按照要求,需要對房屋建筑面積、材料、結構、建造工藝及費用、房屋抗震性等進行調查記錄。結合調查內容,需要完成相應問卷設計。在問卷得到住建部村鎮司審核后,向農戶下發,同時在現場結合調查內容進行信息采集和核實,保證調查結果準確、真實。

        (三)調查分析

        從農村地區房屋調查情況來看,農村房屋普遍由當地工匠按照當地傳統習慣進行建造,會結合房主要求和經濟條件進行結構設計。由于同一地區環境條件相似,所以房屋特點大致相同,結構形式基本一致。為節省成本,大多在當地取材。中國地域廣袤,環境復雜,所以不同地區農村房屋建造形式存在較大差異,材料多樣,大致可以劃分為木結構、砌體結構、生土結構、石結構四類,難以得到統一劃分標準。從總體上來看,以傳統土木磚石類為主,結構上主要利用墻體承重。而傳統農村房屋大多無抗震構造措施,在建造過程中缺乏對結構抗震問題的認識,所以房屋結構整體性、安全性等指標較差,在自然災害中容易出現較大程度的房屋結構破壞。

        二、農村房屋的危險性鑒定方法

        (一)危險性等級劃分

        在農村房屋危險性鑒定方面,按照現行《農村住房危險性鑒定標準》,需要采用基于模糊數學的綜合評定理?與層次分析法相結合的方法,實現對房屋危險性的綜合評定。具體來講,就是將房屋劃分為多個危險性等級,對其危險性進行定性和定量鑒定。在實際分析的過程中,需要從構件、房屋組成、房屋三個層次進行劃分,將房屋各構件劃分為危險和非危險兩類,并將房屋各部分劃分為無危險點、有危險點、局部危險、整體危險四個級別,最終將房屋評定為無危險(A級)、有危險點(B級)、局部危險(C級)和整棟危險(D級)四個等級。在房屋地基鑒定中,還要確定房屋建設場地是否安全[2]。如果處于危險場地,可以直接評定整棟房屋屬于整體危險等級。從場地劃分上來看,土質堅硬、地勢平坦、基巖穩定等地質條件都屬于有利場所,而存在明顯下陷趨勢的采空區、有泥石流等潛在威脅或存在暗埋溝渠等場地都屬于危險場地。針對房屋組成,在實際鑒定中需要劃分為地基、上部承重和維護三部分,針對上部承重結構劃分為柱、屋架、主梁、次梁和板等部分,結合各部分的重要程度進行權重分配。

        (二)危險性鑒定過程

        篇5

        根據纖維的外觀特性及化學溶解性鑒別甲殼素纖維,同時利用甲殼素纖維溶解于稀冰乙酸的性質分析各種試驗條件下纖維的溶解性,篩選出最佳的甲殼素纖維與其他纖維混紡的定量方法。

        關鍵詞:甲殼素纖維;冰乙酸;定性定量方法

        Abstract: Identifying the chitosan fibers according to the appearance or solubility and using the characteristics that chitosan fibers can be dissolved by the diluted acetic acid to analyse the fibers solubility under various experimental conditions to sieve out the best quantitative method for the mixtures.

        Key Words: Chitosan Fibers;Acetic Acid;The method for Identification and Quantitative Analysis

        甲殼素纖維是我國自主研發的具有自主知識產權的新型纖維,目前已經實現工業化大規模生產,由于其特有的抗菌性特點,被廣泛應用于功能性紡織品中,尤其用來生產內衣、襪子等產品,但因其產量相對較少,價格比較昂貴,多用于其他纖維素纖維,如棉、萊賽爾、粘膠、竹漿纖維等混紡產品,本文旨在研究探討甲殼素纖維與其他纖維混紡產品的定性定量方法。

        目前市場上存在兩種甲殼素纖維,一種是完全由甲殼質(甲殼胺)經紡絲工藝生產的純甲殼素纖維,另一種是由甲殼質(甲殼胺)與再生纖維素纖維紡絲液共混生產的纖維,嚴格來講,后一種纖維不是真正的甲殼素纖維。對甲殼素纖維抗菌等特性研究也是基于前一種甲殼素纖維,而后一種甲殼素纖維性質基本相同于粘膠纖維,顯微鏡觀察形態也類似于粘膠纖維,其相關的抗菌特性也未見研究報道。本文只對前一種甲殼素纖維進行定性定量研究探討。

        1定性方法

        甲殼素纖維屬再生纖維,是陽離子型天然聚合物,化學名為乙酰胺基葡萄糖[1]。顯微鏡觀察縱向表面光滑,有少量的不規則縱向類似樹皮的條紋,粗細稍顯不均勻,橫截面為不規則多邊形,因此會有部分產生扭曲(如圖1、圖2)。燃燒有特異芳香氣味(有明顯燒焦味),能夠自滅,殘留物呈黑色絮狀,不結球,可捻成粉末,熔點不明顯。化學溶解性見表1。

        以上溶解性顯示,由于甲殼素纖維不溶于濃冰乙酸,但溶于稀的冰乙酸,又溶于次氯酸鈉,不溶于2.5%氫氧化鈉,因此可以通過這一性質結合顯微鏡觀察來鑒別甲殼素纖維與其他纖維。

        甲殼素纖維紅外光譜圖見圖3。[化學名稱:(1-4)-2-乙酰胺基-2-脫氧-β-D-葡萄糖,使用儀器:Thermo NICOLET 380 FT-IR]

        圖1甲殼素纖維的縱向表面

        圖2甲殼素纖維的橫截面

        圖3甲殼素纖維紅外光譜圖

        2標準回潮率

        甲殼素回潮率一般為12%~16%,表2是二級標準大氣條件(20±2℃,65±2%)下測得的回潮值。

        表2二級標準大氣條件下測得的甲殼素纖維回潮率值

        目前甲殼素纖維主要用于與其他纖維混紡以改善織物的性能,因此在結合回潮率計算混紡比時,建議取14.9%作為甲殼素纖維標準回潮率。

        3定量方法

        利用甲殼素纖維易溶于冰乙酸的特性,通過試驗將各種已知比例的甲殼素纖維與其他纖維混合,在不同濃度的冰乙酸溶液,不同溶解溫度,不同溶解時間進行試驗對比,找出最佳溶解方法。以下是不同方法對比數據。

        1)室溫下不同濃度冰乙酸溶解性的對比,試驗結果見表3 (溶解時間30min,浴比1g∶200mL,為使甲殼素纖維充分水解采用大浴比)。

        表3甲殼素纖維在室溫下不同濃度的冰乙酸中的溶解性

        通過以上試驗數據對比推薦選用冰乙酸與水體積比為1:4。

        2)室溫下同一濃度冰乙酸不同時間的對比,試驗結果見表4(冰乙酸與水體積比為1:4)。

        表4甲殼素纖維在室溫下相同濃度的冰乙酸中

        不同時間的溶解性

        試驗數據顯示20min為最短,考慮實際溶解時受其他纖維影響選擇30min。

        3)相同冰乙酸濃度、相同溶解時間、不同溶解溫度的對比,試驗結果見表5(冰乙酸與水體積比為1:4;溶解時間:30min)。

        表5甲殼素纖維在相同冰乙酸濃度、相同溶解時間、

        不同溶解溫度的溶解性

        試驗數據顯示在濃度、溶解時間相同情況下溫度對試驗結果影響不大,因此選用室溫條件。

        4)在一定試驗條件(25℃;浴比1∶200;冰乙酸與水的體積比為1:4;時間30min),選取有代表性的棉、羊毛以不同比例與甲殼素纖維混紡,測得已知各種不同纖維與甲殼素纖維以不同比例混紡的試驗數據如表6、表7。

        參照FZ/T 01057.4―2007《紡織纖維鑒別試驗方法 第4部分:溶解法》[2],常用纖維棉、羊毛、滌綸、腈綸、粘纖、錦綸在冰乙酸中不溶,因此可采用此法定量這些纖維與甲殼素纖維混紡比。另外,參照GB/T 2910―2009系列標準[3],這些纖維在冰乙酸中的d值為1.00。

        4結論

        目前甲殼素纖維多與纖維素纖維、聚酯纖維、聚酰胺纖維混紡產品居多,根據甲殼素纖維與其他纖維的溶解性,可以有多種定量方法選擇,我們希望選擇比較簡單實用、毒性較小的試驗方法,通過比較,我們認為稀冰乙酸法操作簡單,方法有效可行。

        參考文獻:

        [1]SN/T 1901―2007《七種紡織纖維的系列鑒別方法》[S].

        [2]FZ/T 01057.4―2007《紡織纖維鑒別試驗方法 第4部分:溶解法》[S].

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