DE1018651B

DE1018651B - Detection of organic fibers

Info

Publication number: DE1018651B
Application number: DEF19736A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Werner Binder
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1956-03-08
Filing date: 1956-03-08
Publication date: 1957-10-31

Description

Nachweis von organischen Faserstoffen Für die verschiedensten Zweige der Textilindustrie besteht das Bedürfnis, in einfacher Art und Weise das zu behandelnde Fasermaterial bestimmen zu können, um entscheiden zu können, in welcher Weise das Material weiterverarbeitet werden soll. So ist in der Bleicherei das einzusetzende Bleichmittel von der Faserart abhängig, der Färber muß die Zusammensetzung des zu färbenden Materials kennen, um zu wissen, welche Farbstoffe in Betracht kommen usw.Detection of organic fibers For a wide variety of branches the textile industry there is a need to treat in a simple manner To be able to determine fiber material in order to be able to decide in which way the Material is to be further processed. So that is to be used in the bleaching plant Depending on the type of fiber, the dyer must determine the composition of the bleach coloring material in order to know which dyes to use, etc.

Bisher ist man genötigt, für die eindeutige Bestimmung von Faserstoffen verschiedene Verfahren anzu wenden, was umständlich und zeitraubend ist. So kommen zur Analyse eines Faserstoffes z. B. folgende Untersuchungen in Frage: 1. Vorproben, wie Brennprobe und trockeneDestillation, 2. mikroskopische Betrachtung, 3. Löslichkeitsreaktionen, 4. chemische Reaktionen, 5. physikalische Methoden, 6. verschiedene spezielle Nachweisreaktionen. So far one has been required for the clear determination of fiber materials to apply different procedures, which is cumbersome and time consuming. So come for the analysis of a fiber z. B. the following examinations in question: 1. Preliminary samples, like firing test and dry distillation, 2. microscopic examination, 3. solubility reactions, 4. chemical reactions, 5. physical methods, 6. various special detection reactions.

Zur Unterscheidung der natürlichen Protein- von den Cellulosefasern gibt schon die Brennprobe einen genügenden Anhaltspunkt. Dagegen reicht diese Vorprobe nicht mehr aus, um auch die synthetischen Fasern zu unterscheiden. To distinguish between natural protein and cellulose fibers the firing sample already gives a sufficient indication. On the other hand, this preliminary test is sufficient is no longer sufficient to distinguish between synthetic fibers.

Die mikroskopische Unterscheidung der Fasern erfordert eine reiche Erfahrung auf diesem Gebiet, und selbst der Praktiker ist oft nicht in der Lage, aus der Betrachtung der Faseroberfläche eine Faser exakt zu erkennen. Auch wenn das Querschnittsbild zur Bestimmung mit herangezogen wird, kann eine Faser nur näher charakterisiert, aber nicht mit Sicherheit erkannt werden. Erst wenn chemische oder physikalische Manipulationen während der Betrachtung unter dem Mikroskop vorgenommen werden, kann eine Faserart bestimmt werden. The microscopic differentiation of the fibers requires a rich one Experience in this field, and even the practitioner is often unable to to recognize a fiber exactly by looking at the fiber surface. Even if the cross-sectional image is used for the determination, a fiber can only be closer can be characterized but not recognized with certainty. Only when chemical or physical manipulations made while viewing under the microscope a type of fiber can be determined.

Löslichkeitsreaktionen sind besonders bei den synthetischen Fasern notwendig, da die Brennprobe und die mikroskopische Untersuchung keine eindeutige Aussage zulassen. Zur Unterscheidung von z. B. Solubility reactions are particularly common with synthetic fibers necessary because the firing sample and the microscopic examination are not unambiguous Allow statement. To distinguish z. B.

Acetat- und Triacetatfasern kann nur die Löslichkeit in verschiedenen Lösungsmitteln herangezogen werden. Dasselbe trifft für die anderen synthetischen Fasern zu. Die Polyamidfasern lösen sich z. B. in konzentrierter Ameisensäure auf. Zur näheren Unterscheidung der verschiedenen Typen, wie des Kondensationsproduktes aus r-Caprolactam oder aus Adipinsäure und Hexamethylendiamin oder des Polyamids aus 11-Aminoundecansäure, sind jedoch bestimmte Temperaturen einzuhalten oder bestimmte Säurekonzentrationen, wie z. B. 4,2n-Salzsäure, anzu- wenden. Andererseits lösen sich die Fasern aus Polyacrylnitril oder aus Polyäthylenterephthalat nicht in Eisessig oder Ameisensäure. Polyacrylnitrilfasern lösen sich z. B. in Diphenylamin-Schwefelsäure unter Blaufärbung oder in einer Mischung aus gleichen Teilen Nitrobenzol und Phenol oder in Dimethylformamid. Die Polyäthylenterephthalatfaser andererseits löst sich nicht in Dimethylformamid. Sie löst sich zwar auch in Diphenylamin-Schwefelsäure auf, jedoch ohne Blaufärbung.Acetate and triacetate fibers can only have solubility in different Solvents are used. The same is true for the other synthetic ones Fibers too. The polyamide fibers dissolve z. B. in concentrated formic acid. For a more detailed distinction between the different types, such as the condensation product from r-caprolactam or from adipic acid and hexamethylenediamine or polyamide from 11-aminoundecanoic acid, but certain temperatures must be maintained or certain Acid concentrations, such as B. 4,2N hydrochloric acid, to turn around. On the other hand, solve the fibers made of polyacrylonitrile or polyethylene terephthalate are not in glacial acetic acid or formic acid. Polyacrylonitrile fibers dissolve z. B. in diphenylamine sulfuric acid blue or in a mixture of equal parts nitrobenzene and phenol or in dimethylformamide. The polyethylene terephthalate fiber, on the other hand, dissolves not in dimethylformamide. It also dissolves in diphenylamine-sulfuric acid on, but without turning blue.

Auf das verschiedene Verhalten gegenüber Säuren, Laugen und organischen Lösungsmitteln wurden daher schon mehrere Analysentrennungsgänge aufgebaut. Zur Durchführung einer solchen Analyse sind aber immer mehrere Lösungsmittel notwendig. So ist beispielsweise ein Verfahren zur Erkennung von Faserstoffen bekannt, bei dem sieben verschiedene Lösungsmittel bzw. -gemische zur Anwendung kommen. Abgesehen von den hohen Kosten, die das ständige Zurverfügunghalten mehrerer Lösungsmittel bzw. The different behavior towards acids, alkalis and organic Solvents, therefore, several analysis separation runs have already been set up. To the However, several solvents are always necessary to carry out such an analysis. For example, a method for identifying fibrous materials is known at seven different solvents or mixtures are used. Apart from that the high cost of having multiple solvents available at all times respectively.

-gemische hervorruft, müssen die Lösungsmittelgemische die Komponenten in ganz bestimmten Verhältnissen enthalten; dies bedingt äußerste Sorgfalt bei der Herstellung der Gemische. Infolge der physiologischen Eigenschaften und der Brennbarkeit der zur Anwendung kommenden Lösungsmittel sind bei der Aufbewahrung der Lösungsmittel bzw. -gemische und bei der Analyse selbst bestimmte Sicherheitsmaßnahmen notwendig. Darüber hinaus erfordert ein solcher Tennungsgang einen erheblichen Zeitaufwand.-mixtures, the solvent mixtures must be the components contained in very specific proportions; this requires the utmost care Preparation of the mixtures. As a result of the physiological properties and flammability the solvents used are when storing the solvents or mixtures and certain security measures are necessary for the analysis itself. In addition, such a separation process requires a considerable amount of time.

Die chemischen Reaktionen sind mit Ausnahme der Beilstein-Probe zum Nachweis von Chlor für den Praktiker zu umständlich und kommen aus diesem Grunde zur Fasererkennung kaum in Frage. Das gleiche trifft fiir die verschiedenen physikalischen Methoden zu, wie z. B. Schmelzpunktbestimmung oder Bestimmung des spezifischen Gewichts u. ä.. die entweder umständlich in bezug auf die Durchführung der Prüfung oder weniger verläßlich sind. The chemical reactions are with the exception of the Beilstein sample for Detection of chlorine is too cumbersome for the practitioner and for this reason hardly an option for fiber detection. The same applies to the various physical ones Methods such as B. Melting point determination or Determination of the specific gravity, etc. which are either cumbersome in terms of implementation the exam or are less reliable.

Die Anfärbemethode mit einer Mischung von Farbstoffen der verschiedenen Farbstoffklassen ergibt für die natürlichen Fasern eine hinreichend genaue Aussage über das Vorliegen bestimmter Fasern. Jedoch werden die synthetischen Fasern von diesen Farbstoffmischungen nicht oder nur in geringem Maße und dann zu wenig unterschiedlich angefärbt, so daß bei Vorliegen von synthetischen Fasern auch diese Nachweisreaktion ausscheidet. The staining method with a mixture of dyes of the different Dye classes provide a sufficiently precise statement for the natural fibers about the presence of certain fibers. However, the synthetic fibers of these dye mixtures not or only slightly and then too little different colored so that this detection reaction also occurs when synthetic fibers are present ruled out.

Auf Grund der Tatsache, daß zur klaren Erkennung der verschiedenen Faserarten mehrere Reagenzien bzw. Lösungsmittel erforderlich sind und durch das Nacheinander der einzelnen Reaktionen ein erheblicher Aufwand an Zeit notwendig ist, besteht das Problem, einen einfachen, möglichst in einem Lösungsmittel durchzuführenden Analysengang zu schaffen der es in einwandfreier Weise ermöglicht, die in Betracht kommenden Faserarten zu unterscheiden. Due to the fact that in order to clearly identify the various Fiber types several reagents or solvents are required and by the One after the other, the individual reactions take a considerable amount of time is, there is the problem of a simple, as possible to be carried out in a solvent To create an analytical course that allows it in an impeccable manner to be taken into account differentiate coming fiber types.

Es wurde nun gefunden, daß ein den praktischen Anforderungen an Genauigkeit, Einfachheit, Schnell igkeit usw. entsprechender Nachweis von organischen Faserstoffen durch Behandlung mit einem Lösungsmittel bei erhöhter Temperatur möglich ist, wenn man als Lösungsmittel Triäthylentetramin verwendet. It has now been found that one of the practical requirements for accuracy, Simplicity, speed, etc. corresponding detection of organic fibers by treatment with a solvent at elevated temperature is possible if triethylenetetramine is used as the solvent.

Durch graduelles Erhitzen der unbekannten Faser in Triäthylentetramin tritt entweder ein Anquellen, Schmelzen, Lösen oder eine Farbveränderung ein, wobei die eintretende Veränderung für jede Faserart bei einer bestimmten Temperatur charakteristisch und von anderen Faserstoffen verschieden ist. So ergibt sich bei dieser Bestimmung für die einzelnen Fasern folgende Eigenschaftstabelle: 1. Cellulose 21/2-Acetat: wird bei 600 C gallertartig und löst sich klar zwischen 70 und 80" C. Die Farbe der Lösung bleibt grün und die Faser auch nach dem Erkalten klar gelöst. By gradually heating the unknown fiber in triethylenetetramine either swelling, melting, dissolving or a change in color occurs, whereby the change that occurs is characteristic of each type of fiber at a certain temperature and is different from other fibrous materials. So it follows from this determination the following table of properties for the individual fibers: 1. Cellulose 21/2 acetate: becomes gelatinous at 600 C and dissolves clearly between 70 and 80 "C. The color the solution remains green and the fiber is clearly dissolved even after cooling.

2. Cellulose-Triacetat: wird bei 1400 C klar gelöst und bleibt auch nach dem Erkalten klar gelöst in klarer gelbgrüner Lösung. 2. Cellulose triacetate: dissolves clearly at 1400 C and stays there after cooling, dissolved clearly in a clear yellow-green solution.

3. Polyvinylchlorid: wird bei 800 C gallertartig, hei 1100 C fast klar gelöst. Beim Erkalten scheidet sich eine steife Gallerte ab. Wird höher erhitzt, verfärbt sich bei 1700 C die sich als ungelöste Gallerte in der Lösung befindende Faser dunkelbraun. Die Lösung wird bei 2200 C klar rotbraun, und die Gallerte bleibt ungelöst. 3. Polyvinyl chloride: becomes gelatinous at 800 C, almost at 1100 C clearly resolved. When it cools, a stiff jelly separates out. Is heated higher, The color of the undissolved jelly in the solution changes at 1700 C Fiber dark brown. The solution becomes clear red-brown at 2200 C and the jelly remains unsolved.

4. Nachchloriertes Polyvinylchlorid: wird schon bei 50 bis 600 C braun, die Farbe des Lösungsmittels schlägt ebenfalls von Grün nach Braun um. Die Faser selbst bleibt auch beim Erhitzen auf 2600 C ungelöst. 4. Post-chlorinated polyvinyl chloride: already at 50 to 600 ° C brown, the color of the solvent also changes from green to brown. the The fiber itself remains undissolved even when heated to 2600 C.

5. Polyvinylchlorid: wird bei 600 C in gelbbrauner Lösung schwarzbraun. Im Gegensatz zu 4 wird erst beim Erhitzen auf 2000 C die Lösung rotbraun. Nach dem Erkalten verbleibt die ungelöste schwarzgefärbte Faser in klarer rotbrauner Lösung. 5. Polyvinyl chloride: becomes black-brown at 600 C in a yellow-brown solution. In contrast to 4, the solution only turns red-brown when heated to 2000 C. After this When it cools, the undissolved black-colored fiber remains in a clear red-brown solution.

6. Polyvinylalkohol: wird bei 90 bis 1000 C gallertartig. Bleibt auch bei 2600 C als ungelöste farblose Faser in der orangefarbig grünschimmernden Lösung zurück. Nach dem Erkalten verbleiben farblose Fasern in der orangefarbenen, grünschimmernden Lösung. 6. Polyvinyl alcohol: becomes gelatinous at 90 to 1000 C. Remain even at 2600 C as undissolved colorless fibers in the orange-colored green shimmering Solution back. After cooling, colorless fibers remain in the orange, green shimmering solution.

7. Polyurethan: löst sich bei 160 bis 1700 C zu einer trübgelben Lösung und scheidet sich nach dem Erkalten bei 1400 C als gelber breiiger Niederschlag ab. 7. Polyurethane: dissolves at 160 to 1700 C to a cloudy yellow Solution and separates after cooling at 1400 C as a yellow pulpy precipitate away.

8. Polyamid aus E-Caprolactam: schmilzt bei 180 bis 1840 C nach kurzem Schmierigwerden und erstarrt beim Erkalten bei 1600 C zu einem harten amorphen Rückstand. 8. Polyamide from E-caprolactam: melts at 180 to 1840 C after a short time Getting greasy and freezing on cooling at 1600 C to a hard amorphous residue.

9. Polyamid aus Adipinsäure uiid Hexamethylendiamin: schmilzt erst bei 212 bis 2200 C nach kurzem Schmierigwerden und erstarrt beim Erkalten bei 2000 C zu einem harten amorphen Rückstand. 9. Polyamide made from adipic acid and hexamethylenediamine: only melts at 212 to 2200 C after becoming greasy for a short time and solidifies when cooling at 2000 C to a hard amorphous residue.

10. Polyamid aus 11-Aminoundecansäure: wird bei 1420 C schwierig. bei 1600 C in trüber, gelber Lösung gelöst und geht beim Abkühlen bei 130"C in einen hellgelben breiigen Sirup über. 10. Polyamide from 11-aminoundecanoic acid: becomes difficult at 1420 ° C. Dissolved in a cloudy, yellow solution at 1600 C and turns into a when it cools at 130 C pale yellow pulpy syrup over.

11. Pol~äth~leilterephthalat: geht zwischen 160 und 1700 C vollkommen klar in Lösung und scheidet sich auch nach dem Erkalten nicht wieder aus. Bei unmattierten Fasern bleibt die Lösung klar gelb, bei mattierten ist die Lösung trüb gelb. 11. Pol ~ ethereal terephthalate: works perfectly between 160 and 1700 ° C clear in solution and does not precipitate again even after cooling. With unmatted With fibers, the solution remains clear yellow, with matted fibers the solution is cloudy yellow.

12. Polyacrylnitril: wird bei 2200 C orange bis braun gefärbt und geht zwischen 240 und 250° C vollkommen in Lösung. Die Farbe der Lösung wird rotbraun; nach dem Erkalten verbleibt eine klare rotbraune Lösung ohne irgendwelchen Rückstand. 12. Polyacrylonitrile: is colored orange to brown at 2200 C and dissolves completely between 240 and 250 ° C. The color of the solution turns red-brown; after cooling, a clear red-brown solution remains without any residue.

13. Polyacrylnitril mit eingebauten Mischkomponenten: wird zwischen 240 und 2500 C gelöst, je nach Mischkomponente mit gelber oder rotbrauner Farbe. 13. Polyacrylonitrile with built-in mixed components: is between 240 and 2500 C dissolved, depending on the mixing component with a yellow or red-brown color.

14. Mischpolvmerisat aus Vinylchlorid und Acrylnitril: wird bei 900 C bräunlich. DieLösungfärbt sich ab 1700 C rotbraun, und bei 240 bis 2500 C findet vollkommene Auflösung statt. 14. Mixed polymer of vinyl chloride and acrylonitrile: becomes at 900 C brownish. The solution turns red-brown from 1700 C, and takes place at 240 to 2500 C. complete dissolution instead.

15. Wolle: verfärbt sich ab 1100 C gelblich, ah 130 bis 140° C grünlich und löst sich bei 180 bis 1850 C in 1/2 bis 1 mm lange, kurze Fasern auf. Die erkaltete Lösung bleibt gelb und enthält einen Bodensatz aus den kurzen Fasern. 15. Wool: turns yellowish from 1100 C, at 130 to 140 ° C greenish and dissolves at 180 to 1850 C into 1/2 to 1 mm long, short fibers. The cooled down The solution remains yellow and contains a sediment from the short fibers.

16. Seide: löst sich erst bei 2660 C in klar gelber Lösung in kurze Fäserchen auf und bleibt in dieser Form nach dem Erkalten in gelber Lösung. 16. Silk: only dissolves at 2660 C in a clear yellow solution for a short time Fibers and remains in this form after cooling in a yellow solution.

17. Regenerierte Proteinfaser: löst sich je nach Herstellung vollkommen klar zwischen 210 und 2400 C auf in dunkelgelber bis ockerbrauner Lösung. 17. Regenerated protein fiber: depending on how it is made, it dissolves completely clear between 210 and 2400 C in a dark yellow to ocher brown solution.

18. Cellulose sowie regenerierte Cellulose: bleibt auch bei 266° C als ungelöste farblose Faser in klargelber Lösung zurück. 18. Cellulose and regenerated cellulose: stays at 266 ° C returns as undissolved colorless fiber in a clear yellow solution.

Diese vorstehend aufgeführten Eigenschaften blei-I,en auch erhalten, wenn die Fasern in einer Mischung vorliegen. So lassen sich z. B. Mischungen aus Wolle und Polyamidfasern aus E-Caprolactam dadurch erkennen, daß bei 180 bis 1850 C die Fasermischung sich entsprechend dem Verhalten der einzelnen Fasern zu erkemlen giht, d. h. die Wolle splittert in kurze Fasern auf und das Polyamid scheidet sich als geschmolzeuer Körper ab, der beim Erkalten auf 1600 C wieder erstarrt. These properties listed above are also retained, when the fibers are in a mixture. So z. B. Mixtures of Wool and polyamide fibers from E-caprolactam can be recognized by the fact that at 180 to 1850 C to understand the fiber mixture according to the behavior of the individual fibers giht, d. H. the wool splinters into short fibers and the polyamide separates as a molten body, which solidifies again when it cools down to 1600 C.

Mischungen aus Wolle und Polyamid aus Adipinsäure und Hexamethylendiamin lassen sich daran erkennen, daß sich die Wolle bei 1800 C in kurze Fasern auflöst, während das Polyamid erst bei 2200 C schmilzt und beim Erkalten auf 2000 C wieder erstarrt. Mixtures of wool and polyamide from adipic acid and hexamethylenediamine can be recognized by the fact that the wool dissolves into short fibers at 1800 C, while the polyamide only melts at 2200 C and again when it cools down to 2000 C stiffens.

Bei Mischungen aus Wolle und Polyacrylnitril splittert die Wolle bei 1800 C auf. Das Polyacrylnitril löst sich zwischen 240 und 2500 C unter rotbrauner Verfärbung der Lösung auf. Beim Erkalten befindet sich die Wolle als kurzfaseriger Niederschlag in der rotbraunen Lösung. In the case of mixtures of wool and polyacrylonitrile, the wool splinters at 1800 C. The polyacrylonitrile dissolves between 240 and 2500 C under red-brown Discoloration of the solution. When it cools down, the wool is shorter-fiber Precipitation in the red-brown solution.

Bei Miscllungen aus Cellulose und synthetischen Fasern zeigen sidl die einzelnen Komponenten in der Weise, daß die svnthetischell Fasern sich entsprechend ihrem jeweiligen Verhalten bei den bestimmten Temperaturen herauslösen. während die Cellulose erhalten bleibt. In the case of mixtures of cellulose and synthetic fibers, sidl the individual components in such a way that the synthetic fibers move accordingly their respective behavior at the specific temperatures. while the cellulose is retained.

Einer gewissen Übung bedarf das Erkennen bei Mischungen aus Wolle und Polyäthylenterephthalat, da die charakteristischen Punkte nahe beieinander liegen. Nach kurzer Übung ist es jedoch dem Analytiker ohne weiteres möglich, aus dem Verhalten und Aussehen der Mischung die vorhandenen Fasern zu erkennen. Recognizing blends of wool requires a certain amount of practice and polyethylene terephthalate because the characteristic points are close to each other. After a little practice, however, the analyst can easily learn from the behavior and the appearance of the mixture to identify the fibers present.

Durch das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird es ermöglicht, in einfacher Art und Weise die zu prüfende Faserart zu bestimmen. Es ermöglichst beispielsweise dem Färber, in kurzer Zeit und sicher zu entscheiden, welche Faserart bei dem zu färbenden Fasermaterial vorliegt, so daß er sofort die dafür in Frage kommenden Farbstoffe und Hilfsmittel in Betracht ziehen kann. Das gleiche gilt für alle Zweige der Textilveredelungsindustrie. The method according to the present invention makes it possible determine the type of fiber to be tested in a simple manner. Make it possible For example, the dyer can quickly and reliably decide which type of fiber is present in the fiber material to be dyed, so that he is immediately eligible for it coming dyes and auxiliaries can be considered. The same applies all branches of the textile finishing industry.

Das Verfahren kann natürlich in gleicher Weise auch zur Analyse von Produkten herangezogen werden, die ähnlichen Weiterverarbeitungsprozessen unterworfen werden wie Textilfasern, z. B. Folien. The method can of course also be used to analyze Products are used that are subject to similar further processing processes are like textile fibers, e.g. B. foils.

Claims

PATENT CLAIM Proof of organic fibers by treatment with an organic solvent at elevated temperature, characterized in that that the solvent triethylenetetramine is used.

Documents considered: German Patent No. 872 278.