次氯酸鈉法對纖維素纖維/氨綸混紡織物的定量分析

陳良，李瑩，黃興陽

（上海市質量監督檢驗技術研究院，上海200040）

次氯酸鈉法對纖維素纖維/氨綸混紡織物的定量分析

陳良，李瑩，黃興陽

（上海市質量監督檢驗技術研究院，上海200040）

針對纖維素纖維/氨綸混紡織物的定量分析，目前常用的方法主要有手工拆分法和二甲基甲酰胺法。手工拆分法效率較低且對于薄型織物或網狀氨綸產品，手工拆分非常困難，定量結果不準確；二甲基甲酰胺對人體有危害影響，且不適用于含漿料、涂料的織物以及常見的牛仔面料。研究嘗試采用次氯酸鈉溶液對纖維素纖維/氨綸混紡織物進行定量分析，認為在70℃條件下采用0.9～1.1 mol/L的次氯酸鈉溶液浸漬20 min，可以達到準確定量的目的。

纖維素纖維/氨綸；次氯酸鈉法；手工拆分法；二甲基甲酰胺法

0 引言

隨著人們對服裝穿著舒適性能及美觀要求的提高，帶動了纖維素纖維/氨綸混紡織物的用量日益增大。由于纖維素纖維/氨綸產品的種類繁多，混紡織物的織造形式多種多樣，因而給檢測人員在做纖維含量定量分析時帶來了一定的困難。目前常用的定量分析方法主要有手工分解法和二甲基甲酰胺化學溶解法。手工分解法是用手工分解紡織品中不同種類的纖維，并進行干燥和稱重，計算出每一種纖維的質量百分率。但是這種方法需耗費大量的時間，薄型產品中的氨綸極細易斷，且對于含網狀的氨綸織物，纖維素纖維難以拆除干凈，導致所測織物中氨綸含量過高。二甲基甲酰胺法是先將氨綸溶解，剩余纖維素纖維進行定量分析。二甲基甲酰胺作為氨綸干法紡絲的紡絲溶劑[1]，對聚酯型和聚醚型的氨綸都有較好的溶解性能[2]，但由于氨綸在織物中占比較小，造成的誤差相對較大，且二甲基甲酰胺在高溫下對纖維素纖維也有一定的損傷。雖然可以采用修正系數對損傷前后的質量進行修正，但由于面料前處理工藝的不同，其自身損傷也不同，經過二甲基甲酰胺作用，質量損失不同，采用唯一確定的修正系數無法獲得準確的定量結果。所以急需尋找一種準確的定量分析方法。

纖維素纖維織物在前處理過程中會選擇次氯酸鈉溶液進行漂白[3]，如果處理工藝控制不當，會造成纖維素纖維織物的潛在損傷甚至破洞[4]。所以在適當的工藝條件下，采用次氯酸鈉溶液處理纖維素纖維/氨綸混紡織物，纖維素纖維會發生較嚴重的損傷，通過機械外力作用使纖維素纖維脫離氨綸，從而達到定量分析的目的。經過次氯酸鈉溶液處理后的氨綸纖維易發生變黃、發脆和彈性變差的現象[5]，但其質量基本不發生變化，基于這個原理可以采用次氯酸鈉溶液對纖維素纖維/氨綸混紡織物進行定量分析。

1 試驗部分

1.1 試驗試劑

次氯酸鈉溶液（用碘量法滴定，濃度為0.5~ 1.0 mol/L）、二甲基甲酰胺（分析純）、稀乙酸溶液（5 mL冰乙酸加水稀釋至1 L）。

1.2 試驗設備和儀器

恒溫振蕩水浴鍋（精宏儀器，精度為±2℃）、分析天平（賽多利斯科學儀器有限公司Sartorius，精度0.000 1 g）、恒溫烘箱（美國莫爾特貿易有限公司Memmert，精度為±2℃）、干燥器、有塞三角燒瓶、玻璃砂芯坩堝、抽濾器和稱量瓶。

1.3 試驗樣品

標準棉貼襯、標準粘纖貼襯、氨綸絲、隨機選取的不同織造結構的棉/氨混紡織物和粘纖/氨綸混紡織物。

1.4 試驗步驟

（1）手工分解法將氨綸從其他纖維中手工分離出來，然后烘干、冷卻、稱重，計算其質量百分比。

（2）二甲基甲酰胺法把不少于1 g的試樣放入三角燒瓶中，每克試樣加100 mL二甲基甲酰胺溶液，在沸騰的水浴上攪拌20 min，使氨綸溶解。用已知質量的玻璃砂芯坩堝過濾，將剩余纖維用相同溫度的N,N-二甲基甲酰胺溶液洗滌3次，再用溫水洗4～5次，每次洗后必須用真空泵抽吸排液。

（3）次氯酸鈉法把不少于1 g的試樣放入三角燒瓶中，每克試樣加100 mL次氯酸鈉溶液，按規定的工藝條件使纖維素纖維溶解。用已知質量的玻璃砂芯坩堝過濾，將剩余纖維用相同溫度的溶液洗滌3次，并用玻璃棒將纖維素纖維搗碎，通過玻璃砂芯坩堝進入廢液瓶中，再依次用水清洗、釋稀乙酸溶液進行中和，最后用水連續清洗殘留物，每次洗后先用重力排液，再用真空泵抽吸排液。

2 結果與分析

2.1 次氯酸鈉法工藝探討

根據標準GB/T 2910.4-2009《紡織品定量化學分析第4部分：某些蛋白質纖維與某些其他纖維的混合物（次氯酸鹽法）》次氯酸鹽法定量分析某些蛋白質纖維與某些其他纖維的混合物，當殘留物中含有纖維素纖維時，在20℃條件下棉、粘膠纖維等纖維素纖維會發生一定的損傷，質量修正為d=1.01。據此可以推斷工藝條件的改變，如溫度的升高、溶解時間的延長和次氯酸鈉濃度增大都可以達到嚴重損傷纖維素纖維的目的。氨綸纖維在次氯酸鈉溶液中經過苛刻的工藝條件處理也會發生損傷[6]，為了確定較佳的工藝條件，對相關工藝影響因素進行試驗分析。

2.1.1 溫度

選用次氯酸鈉濃度1.0 mol/L，處理時間20 min，改變溫度，觀察溫度的變化對氨綸損傷情況的影響（d為修正值，不溶組分的質量變化修正系數，即處理前氨綸質量與處理后氨綸質量的比值）。

由圖1可以看出，隨著溫度的升高，氨綸的修正值逐漸增大，氨綸在次氯酸鈉溶液中隨溫度升高，損傷增大。從氨綸損傷角度分析，選用較低的溫度有利于定量結果的準確性。但溫度在50~ 60℃時，纖維素纖維只是發生損傷，難以達到氨綸與纖維素纖維分離的目的。在80℃條件下經過20 min處理，纖維素纖維基本溶解并脫離氨綸纖維，但這時氨綸纖維損傷較大。綜合考慮，溫度選用70℃為最佳。

2.1.2 時間

選用次氯酸鈉濃度1.0 mol/L，處理溫度為70℃，改變處理時間，觀察時間的變化對氨綸損傷情況的影響（見圖2）。

圖2 時間的影響

由圖2可以看出，隨著時間的延長，氨綸的修正值逐漸增大。經過10 min處理，纖維素纖維難以從氨綸上去除，時間延長至30 min，氨綸修正值接近1.01，且隨時間延長，修正值不斷增大，綜合考慮20 min為最佳的處理時間。

2.1.3 次氯酸鈉濃度

用蒸餾水將次氯酸鈉溶液稀釋后用碘量法進行滴定，分別獲取相應濃度的次氯酸鈉溶液（見圖3）。

由圖3可以看出，隨次氯酸鈉濃度的提高，氨綸纖維的修正值逐漸增大。當次氯酸鈉濃度較低時，纖維素纖維難以從氨綸纖維上去除。當次氯酸鈉濃度為0.9～1.1 mol/L，即次氯酸鈉原液使氨綸損傷在可接受的范圍內，另外由于氨綸在混紡織物中所占比例較小，一般不會超過20%，溶解過程中，微量的質量損失給最后的定量結果帶來的誤差相對較小，可以忽略不計。

圖3 次氯酸鈉濃度的影響

2.2 結果驗證

為了進一步驗證次氯酸鈉定量方法的準確性，采用人為拼混和市場存在的織物分別通過三種方法進行定量分析，并比較定量結果的準確性。

2.2.1 人為拼混織物定量結果比較

按一定比例人為拼混棉標準貼襯、粘纖標準貼襯與氨綸纖維，采用次氯酸鈉法與二甲基甲酰胺法，比較兩種方法定量結果的準確性。人為拼混氨綸與棉標準貼襯、粘纖標準貼襯，使氨綸占混紡織物的質量百分數為2%~20%，基本涵蓋市場上存在的氨綸與纖維素纖維混紡織物的質量比例。每個混紡比例測試兩組試樣，定量測試結果見表1和表2。

由表1和表2可知，次氯酸鈉法定量結果與拼混的真實結果相對比較接近，二甲基甲酰胺法定量測試時氨綸的比例偏大。由于次氯酸鈉法溶解掉質量分數大的纖維素纖維，剩余質量分數小的氨綸纖維，在烘干、稱量過程中造成的系統誤差對于最后的定量結果影響較小，定量結果相對更接近真實值。

對于二甲基甲酰胺法進行測試，由于各種織物前處理工藝不同，纖維素纖維自身的損傷也不盡相同，在采用二甲基甲酰胺溶劑時，損傷的程度也略有不同，纖維損傷大，織物質量損失就大，即使乘以GB/T 2910.12—2009《紡織品定量化學分析第12部分：某些聚丙烯腈纖維與某些其他纖維的混合物（次氯酸鹽法）》標準中規定的修正系數，得到修正后的質量仍然小于處理前的質量，再加之纖維素纖維質量大，從而使得纖維素纖維質量分數偏小，氨綸偏大。

表1 不同方法定量測試棉/氨綸含量結果對比

表2 不同方法定量測試粘纖/氨綸拼混織物含量結果對比

表3 不同方法定量測試棉/氨綸混紡織物中氨綸質量百分含量結果

表4 不同定量測試方法對粘纖/氨綸混紡織物中氨綸的質量百分含量結果

2.2.2 不同織造結構纖維素纖維/氨綸混紡織物定量結果比較

收集市場上常見織造結構的棉/氨綸、粘纖/氨綸混紡織物，采用手工分解、二甲基甲酰胺和次氯酸鈉三種方法進行定量測試，結果詳見表3和表4。

織物的織造結構包括機織和針織，氨綸織造結構有網狀和絲狀。由表3可知，次氯酸鈉方法的定量測試結果與手工分解方法測試結果更為接近，二甲基甲酰胺方法定量測試結果偏大，與拼混織物定量測試結果相同。另外對于氨綸呈網狀的織物，手工分解法定量測試結果比次氯酸鈉方法測試偏大，是由于在拆分過程中纖維素纖維難以從網狀氨綸上完全拆分下來，仍會有部分殘留在氨綸上，造成氨綸定量測試結果偏高。表4是粘纖/氨綸混紡織物采用三種方法的定量結果對比，結果與棉/氨綸混紡織物類似。另外試驗還可以發現，對于牛仔、印花或存在涂層的纖維素纖維/氨綸混紡織物，用二甲基甲酰胺測試比手工拆分和次氯酸鈉法定量測試的結果均偏大，是由于織物上的涂層或漿料在定量過程中溶于二甲基甲酰胺溶液，在計算時作為氨綸的質量計入所導致的。

3 結論

（1）氨綸在次氯酸鈉溶液中隨工藝變化質量損失較小。

（2）對于已知混紡比例的纖維素纖維/氨綸混紡織物，用次氯酸鈉法定量分析的結果比N,N-二甲基甲酰胺法更接近真實比例。

（3）未知混紡比例的織物，采用三種方法定量分析，次氯酸鈉法與手工拆分定量分析的結果更為接近。

（4）對于網狀氨綸，采用手工分解法氨綸成分偏大。對于存在漿料或涂層的織物，使用N,N-二甲基甲酰胺法定量分析時，由于漿料或涂層也能溶于N,N-二甲基甲酰胺溶液，在計算時將其質量計入氨綸，使氨綸質量含量偏大。這兩種情形下采用次氯酸鈉定量分析結果都比較準確。

[1]PROZOROV L.V.,PONOMAREVA O.A..Structure of polyure?thane spinning solutions and its effect on properties of spandex fi?ber.Fibre Chemistry.1989，21:56-58.

[2]KAMARDINA E.V.,USHAKOVAK.N.Properties and areas of application of spandex polyurethane fibres.Fiber Chemistry. 1995，27（2）:98-99.

[3]閻克路.染整工藝與原理（上冊）[M].中國紡織出版社.2009.9.

[4]劉樺,鄭衛寧.次氯酸鈉漂白后棉織物損傷情況的分析.染整技術[J].1995（3）:27-29．

[5]宋心遠.氨綸的結構性能和染整（二）[J].印染.2002（12）:35-39．

[6]宋心遠.氨綸的結構性能和染整（一）[J].印染.2002（11）:30-36．

Quantitative analysis method of sodium hypochlorite for cellulose/spandex fiber blended fabric

CHEN Liang,Li Ying,Huang Xingyang
( ) Shanghai Institute of Fiber Inspection and Technical Research,Shanghai 200040,China

At present,there are two common kinds of testing methods,which are manual dismantling method and dimethyl formamide（DMF）method to analyze quantitatively cellulose/spandex fiber blend?ed fabrics.Manual dismantling method has lower efficiency and the quantitative results are not accurate especially for thin fabric or mesh spandex product.DMF is harmful to human body and it is not applied for the fabrics with pulp,coating and common denim fabrics.In this method sodium hypochlorite is used to analyze quantitatively cellulose fiber/spandex fiber blended fabrics.The result shows that under the condition of 70℃by 0.9～1.1 mol/L sodium hypochlorite solution impregnation 20 min,accurate quantitative analysis for cellulose/spandex fiber blended fabric can be gained.

cellulose/spandex,sodium hypochlorite,manual dismantling,dimethyl formamide

TS107

A

1001-7046（2017）03-0019-05

2017-03-20

陳良（1982-），男，工程師，主要從事紡織品的檢測工作。