纖維素醋酯纖維定性鑒別的探討

文/谷小輝 陸佳英 易宏 謝永福 陳啟賢 歐躍洪

1 引言

醋酯纖維俗稱醋酸纖維，是一種半合成纖維，有二醋酯纖維和三醋酯纖維之分。醋酯纖維是以纖維素漿粕為原料，利用醋酸酐對羥基的作用，羥基被乙酰基置換，生成纖維素醋酸酯，三醋酸纖維素溶解在二氯甲烷溶劑中制成紡絲液，經干法紡絲制成三醋酯纖維。三醋酯纖維素在熱水中發生皂化反應，生成二醋酯纖維素。將二醋酯纖維素溶解在丙酮溶劑中進行紡絲，可制得二醋酯纖維。醋酯纖維耐堿性比較差，在堿的作用下，會逐漸皂化而成為再生纖維素；在稀酸溶液中比較穩定，在濃酸溶液中會因皂化和水解而溶解[1]。醋酯纖維的截面為不規則鋸齒形，無皮芯結構、模量較低、易變形，低伸長下的彈性回復性極好，密度小于粘纖，故織物柔軟、有彈性、不易起皺、懸垂性好[2]。

本文從標準出發，以實際送檢的隨機樣品為樣本，通過溶解法和熔點法研究，分析總結目前實際醋酯纖維定性鑒別檢驗中的問題，旨在提出建設性的解決方案，解決問題。

2 檢驗現狀

纖維素分子上的羥基被乙酰基取代的百分數稱為酯化度。在化學纖維屬名的國家推薦性標準中，有“醋酯纖維”和“三醋酯纖維”兩個條目，醋酯纖維中74%～92%的羥基被乙酰化，酯化度為2.22～2.76；三醋酯纖維中至少92%的羥基被乙酰化，酯化度為2.76～3[3]。由于二醋酯纖維、三醋酯纖維按標準定義鑒別存在困難，實際檢驗一般依據物理化學特性進行鑒別，但是其化學組成相似，導致物理化學特性也存在較多相似之處，這給定性鑒別帶來不小困難。在現行標準體系中，鑒別二醋酯纖維和三醋酯纖維主要依據溶解法[3-5]和熔點法[6]，見表1，表2。

3 試驗部分

3.1 樣品、試劑、儀器

樣品：1#～12#樣品來自日常客戶委托送檢樣品，13#、14#樣品為色牢度多纖貼襯。

試劑：丙酮（分析純）、二氯甲烷（分析純）、苯酚（分析純）、乙酸乙酯（分析純）、苯甲醇（分析純）、蒸餾水。

儀器：恒溫水浴振蕩器、恒溫烘箱（105±3）℃、試劑瓶（500mL）、帶玻璃塞錐形瓶（250mL），錐形瓶（125mL）、燒杯（2000mL）、移液管（10mL）、電子天平（精度0.0001）、偏光顯微鏡（帶熱臺附件）。

表1 二醋酯纖維和三醋酯纖維溶解性能表

表2 二醋酯纖維和三醋酯纖維熔點表

3.2 試驗方法

3.2.1 溶解失重測試

按照表1標準方法的相關試劑及試驗條件，將烘干稱重后的試樣溶解30min，然后收集溶解剩余物，清洗干凈，再次烘干稱重，計算失重質量百分比。

3.2.2 熔點測試

取少量纖維放在兩片蓋玻片之間，然后置于偏光顯微鏡的熱臺上，蓋上蓋子后調焦使纖維清晰成像，調節升溫速率為20℃/min，升溫至200℃后保持30s，然后按升溫速率為5℃/min升溫至330℃，在此過程中仔細觀察纖維形態變化，記錄其軟化、熔融的溫度。

3.3 結果討論

3.3.1 溶解失重結果討論

由醋酯纖維在表1所列的5種不同試劑中的溶解失重結果可見，就同一某種試劑而言，大部分醋酯纖維試樣在70%丙酮、乙酸乙酯和苯甲醇中，表現出要么完全溶解，要么基本不溶解的兩極特性，但是同時存在少部分試樣部分溶解；大部分醋酯纖維試樣在二氯甲烷和苯酚中可以完全溶解，少部分試樣部分溶解。就同一某個試樣而言，在這5種試劑中溶解試驗的14個試樣中，有5個試樣表現出要么完全溶解，要么基本不溶解的特性，有7個試樣表現出要么完全溶解，要么部分溶解的特性，有2個試樣則完全溶解，部分溶解和基本不溶解的情況都有。總之，試樣在這5種試劑中實際有不同程度的溶解，可能與試樣的不同酯化度有關，且其溶解特性與現行標準存在一定差異，所以無法通過溶解試驗對二醋酯纖維和三醋酯纖維進行準確鑒別。

3.3.2 熔點結果討論

由醋酯纖維試樣的熔點試驗結果可見，14個試樣中有5個可以觀察到明顯的熔點，熔點介于297.7℃～322.1℃之間，其他9個則存在明顯的軟化現象，軟化溫度出現在232.0℃～244.0℃之間，熔融溫度出現在252.0℃～268.2℃之間，熔點范圍均大于表2標準數據。結合表3的溶解失重結果，在70%丙酮中完全溶解或部分溶解的試樣存在明顯的軟化現象，基本不溶解的試樣存在明顯的熔點，即在70%丙酮溶解試驗中，溶解特性趨向于二醋酯纖維的，有明顯的軟化現象，溶解特性趨向于三醋酯纖維的，則沒有明顯的軟化現象，但是存在明顯的熔點。因此，熔點試驗現象可以作為鑒別二醋酯纖維和三醋酯纖維的參考依據。

4 結論

（1）現行標準對二醋酯纖維和三醋酯纖維是嚴格按照其酯化度范圍進行定義的，鑒別方法標準根據其物理化學特性反推的做法，存在嚴謹性不足的缺點，實際檢驗中不能通過溶解法、熔點法進行準確鑒別，需要進一步研究新的可靠鑒別方法。

（2）現行標準只有二醋酯纖維和三醋酯纖維之分，對于酯化度小于2.22的醋酯纖維，例如實際檢驗中遇到的表面皂化成再生纖維素的醋酯纖維檢驗報告如何出具纖維名稱、結果符合性又該如何判定，標準尚無明確規定。

（3）針對以上現行標準的不夠完善之處，筆者建議：參照“再生纖維素纖維”[7]的做法，將“纖維素醋酯纖維”或“醋纖”作為大類的纖維名稱，并不再細分二醋酯纖維和三醋酯纖維，以解決檢驗中定性鑒別、標稱和判定的問題。希望業界早日達成共識，并完善相關標準條文，使纖維成分含量檢驗工作更加科學、嚴謹和規范，進一步滿足服務社會的需要。

表3 醋酯纖維試樣在不同試劑中溶解失重結果匯總表%

表4 醋酯纖維試樣的熔點試驗結果匯總表

[1]姚穆. 紡織材料學（第三版）[M]. 北京: 中國紡織出版社, 2009:125-126.

[2]于偉東. 紡織材料學 [M]. 北京: 中國紡織出版社,2006:24.

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

[4]GB/T 2910.8—2009紡織品 定量化學分析 第8部分：醋酯纖維與三醋酯纖維混合物（丙酮法）[S].

[5]GB/T 2910.9—2009紡織品 定量化學分析 第9部分：醋酯纖維與三醋酯纖維混合物（苯甲醇法）[S].

[6]FZ/T 01057.6—2007紡織纖維鑒別試驗方法 第6部分:熔點法[S].

[7]GB/T 29862—2013紡織品 纖維含量的標識[S].