标准解读||究竟如何鉴别纤维中的石墨烯材料?

石墨烯改性纤维是一种通过将石墨烯材料与各种化纤复合,以提升纤维性能的新型功能性纤维。石墨烯因其独特的物理和化学性质,如高导电性、高强度 、良好的热稳定性等,被广泛应用于纺织领域,用于提高纤维的机械性能、电学性能、热学性能等。

SN/T 1690.3-2019
新型纺织纤维成分分析方法 第3部分:石墨烯改性纤维的定性鉴别

标准解读||究竟如何鉴别纤维中的石墨烯材料?

范围:石墨烯改性锦纶纤维、石墨烯改性粘胶纤维和石墨烯改性聚酯纤维的定性鉴别。

鉴别方法:

  • 显微镜法:生物显微镜观察纤维的纵面与横截面。
  • 溶解法:通过将纤维溶解,观察溶解情况进行鉴别。
  • 拉曼光谱法:不同物质有不同的拉曼光谱图。利用这种原理,将未知纤维与已知纤维的拉曼光谱进行比较来区别纤维的类别。

特点:为石墨烯改性纤维提供了明确的鉴别方法,有助于确保产品质量和一致性,但可能存在精确度不足等问题。

标准解读||究竟如何鉴别纤维中的石墨烯材料?

石墨烯改性纤维横截面和纵面形态特征表

T/CCFA 00012-2022
纤维中石墨烯材料定性鉴别方法

标准解读||究竟如何鉴别纤维中的石墨烯材料?

范围:适用于聚酰胺6纤维或聚酯纤维中石墨烯材料的定性鉴别方法。

鉴别方法:

  1. 先通过拉曼光谱判断纤维中是否存在碳材料,即当G峰存在时,基本可认为是含有sp2共轭结构的碳材料,呈现明显G峰则证明为主体为碳材料。
  2. 其次利用原子力显微镜,通过定量测定样品的厚度和高度信息,从而可以判断是否为二维材料:当材料的横向尺寸为纵向尺寸的10倍及以上为二维材料
  3. 最后由X射线在晶体物质中的衍射效应进行物质结构分析的技术,特别适合于表征石墨烯材料的层间距、还原程度和堆叠状态。

X 射线衍射曲线满足“在26°~27°无明显峰或衍射峰半峰宽大于 2.3°,判定为“推测该纤维含石墨烯材料”。

标准解读||究竟如何鉴别纤维中的石墨烯材料?

特点:该标准采用了多种技术手段进行综合鉴别,提高了鉴别的准确性和可靠性。与此同时,这种综合方法可能会面临增加测试的成本和复杂度等问题。

T/CNTAC 21-2018 
纤维中石墨烯材料的鉴别方法 透射电镜法

标准解读||究竟如何鉴别纤维中的石墨烯材料?

范围:

规定了透射电镜法鉴别纤维中石墨烯材料的试验方法,包括溶解提取超薄切片两种制作试样的方法。

其中,溶解提取法适用于主体材料能够被溶解的纤维,超薄切片法适用于易制成超薄切片的纤维。

鉴别方法:

通过溶解提取和超薄切片制作试样,利用透射电镜测试聚集体 C 原子含量,从边缘观察其层数,对聚集体进行定性分析。

含有石墨烯材料聚集体数量占选取聚集体数量的百分含量≥60%时,可判断该纤维含石墨烯材料。

特点:能够直观地观察到石墨烯材料的存在,对于易制成超薄切片的纤维尤其适用。但透射电镜法可能需要专业的设备和技术知识,且对样品的处理过程较为繁琐。

T/CNTAC 70-2020
纤维中石墨烯材料的定量分析 元素分析法

标准解读||究竟如何鉴别纤维中的石墨烯材料?

范围:适用于含石墨烯材料的聚酯纤维、聚酰胺纤维和粘胶纤维及由其构成的面料,含石墨烯材料的其它纤维及其构成的面料可参照执行。

鉴别方法:

首先需按T/CNTAC 21对样品进行定性测试,确定样品含石墨烯材料

将含石墨烯材料的纤维样品溶解,通过高速离心分离后提取离心管中的残留物质,再利用元素分析仪对残留物质中碳元素定量分析,最终确定纤维中石墨烯材料的含量。

特点:可检测出纤维中石墨烯材料的含量,且具有一定的准确性和可靠性,但测试方法较复杂、测试成本增加。

 

来源:石墨烯材料标准化与检测评价