振蕩時間對紡織品pH值測定的影響

寧雨童，倪冰選，朱國權

(中紡協東莞檢驗技術服務有限公司，廣東 東莞 523000)

pH值是指溶液中氫離子的濃度，及溶液中氫離子的總數與總物質的量的比。一般情況下，人體皮膚表面呈微酸性，當紡織品的pH值處于弱酸或弱堿性之間，能抑制病菌的入侵。若紡織品pH值與人體皮膚表面相差過大，則會對皮膚產生刺激，造成皮膚過敏、瘙癢、皮炎等皮膚疾病[1]。目前對于pH值的測定主要是基于玻璃電極法的原理，即以玻璃電極為指示電極，飽和甘汞電極為參比電極，插入溶液中組成原電池。在25 ℃時，單位pH值標度相當于59.1 mV電動勢的變化值，在儀器上直接以pH值讀數的形式顯示。

我國的強制性標準GB 18401-2010《國家紡織產品基本安全技術規范》將pH值作為基本檢驗指標，規定A類紡織產品(嬰幼兒用品)pH值范圍為4.0～7.5，B類紡織產品(直接接觸皮膚紡織品)pH值范圍為4.0～8.5，C類紡織產品(非直接接觸皮膚紡織品)pH值范圍為4.0～9.0。因此，研究分析紡織品中的pH值測試的影響因素具有重要實際意義。

目前，關于紡織品中pH值影響因素的研究有很多，大多集中在萃取溫度、萃取介質等因素對pH值測定影響的探討上。關于萃取溫度對pH值測定的影響，有些研究者通過數據比較和理論推斷，證明萃取溫度對pH值測試結果的影響可忽略不計[2]；有些研究者認為只有在20～30 ℃內時可忽略萃取溫度變化對pH值測定的影響[3]；而有些研究者又通過實驗數據的分析，發現萃取溫度對pH值有顯著影響[4-9]，且隨著萃取溫度的升高，對pH值測定的影響越大[4]，尤其是對偏堿性樣品[6-7]。關于萃取介質對pH值測定的影響，有些研究者認為萃取介質對pH值影響較大，與三級水相比，用KCl溶液作萃取介質的穩定性更好[10-12]，而有些則認為影響不大[13-14]。

關于振蕩時間對pH值測定的影響研究較少。張英寧等[15]9曾對不同面料的pH值受振蕩時間的影響進行研究，發現振蕩時間對面料薄且結構散的織物影響不大，而對面料厚結構緊密的織物影響較大，但是其沒有得出明確的指出關于振蕩時間對pH值測量結果影響的結論，樣品量較少，且未對酸性、堿性、中性樣品進行分類測試研究。

在其他因素保持不變的情況下，增大樣品數量，改變樣品振蕩時間，分析探究了振蕩時間對偏酸性、近中性、偏堿性紡織品pH值的影響，以期達到縮短試驗時間的目的。

1 試驗部分

1.1 試樣

按 GB/T 7573-2009 標準的測試值，選取偏酸性紡織品試樣10份，編號為1-1#～1-10#；近中性紡織品試樣10份，編號為2-1#～2-10#；以及偏堿性紡織品試樣10份，編號為3-1#～3-10#。

1.2 儀器

儀器主要包括振HY-6型大容量振蕩器(溫州方圓儀器有限公司，往復式振蕩速率至少60次/min)；BSA223S型電子天平(賽多利斯儀器(上海)有限公司，精確到0.001 g)；PB-10型pH計(賽多利斯儀器(上海)有限公司，精確到0.01)；實驗室玻璃器皿：具塞三角燒瓶，燒杯，容量瓶，量筒。

1.3 試劑

試劑主要包括：

(1)去離子水；(2)0.1 mol/L氯化鉀溶液：稱取32.75 g氯化鉀，去離子水溶解后定容至5 L；(3) pH緩沖溶液：鄰苯二甲酸氫鉀溶液(25 ℃，pH值4.01)，混合磷酸鹽溶液(25 ℃，pH值6.86)，四硼酸鈉溶液(25 ℃，pH值9.18)。

1.4 試驗步驟

將樣品剪成5 mm×5 mm的碎片，分別稱取2.00±0.05 g上述樣品于具塞三角燒瓶中，加入100 mL氯化鉀溶液，蓋上瓶塞，充分振搖，使樣品完全潤濕，將燒瓶置于振蕩器(振蕩頻率60 次/min)上振蕩一定時間，萃取液過濾后于pH計上測定pH值，并記錄數據。

研究內容：通過采用不同振蕩時間(0.5、1、1.25、1.5、1.75、2 h)進行試驗，分析振蕩時間對測試結果的影響，。

2 結果與分析

2.1 測試結果

偏酸性、近中性以及偏堿性樣品在試驗溫度25 ℃時，不同振蕩時間的pH值分別如表1至表3所示。

表1 偏酸性樣品在不同振蕩時間的pH值

表2 近中性樣品在不同振蕩時間的pH值

表3 偏堿性樣品在不同振蕩時間的pH值

2.2 t檢驗法分析

對試驗結果采用t檢驗法進行分析。t檢驗主要用于測量數據較少，總體標準偏差σ未知的正態分布。總體標準偏差σ未知時，樣本標準偏差s來表示測量數據的分散情況，這樣就會引起正態分布的偏離，t檢驗法就是來檢驗這種偏離是否明顯。因此可以用t檢驗法來比較測試結果的平均值與試樣標準值之間是否存在顯著性差異，若t值大于t的臨界值tα,f(可通過查表獲得),則認為存在顯著性差異，反之則不存在顯著性差異。

t檢驗法即：

在分析過程中，一般選用置信度為95%為檢驗標準，即顯著性水平為5%[16]。

表4 偏酸性樣品的t值

表5 近中性樣品的t值

表6 偏堿性樣品的t值

2.3 分析討論

查表可知，t0.05,4=2.78[16]。由表4和表6中可知，樣品的t值均小于t0.05,4，即偏酸性樣品和偏堿性樣品測試結果的平均值與標準值之間不存在顯著性差異。而由表5可知，大部分近中性樣品的t值小于t0.05,4，由此說明大部分近中性樣品測試結果的平均值與標準值不存在顯著性差異。

將偏酸性與近中性樣品的測試結果與標準值μ作比較，得出偏差值的絕對值范圍分別為0～0.09，0～0.19，均小于0.2，在標準方法GB/T 7573-2009允許的誤差范圍內，由此表明偏酸性與近中性樣品pH值與標準值差異不大。對于偏堿性樣品，其測試結果與標準值μ比較后的偏差值如表7所示，發現振蕩時間在1.25～1.75之間時，其偏差值范圍為0～0.19，均小于0.2，而振蕩時間0.5 h和1.0 h時，出現偏差值大于0.2的情況，這可能是因為振蕩時間在0.5 h和1.0 h時，振蕩時間較短，樣品中的氫離子未萃取完全。

由表2和表3可知，總體上近中性和偏堿性樣品pH值會隨著振蕩時間的增長而稍有增大；而由表1可知，總體上偏酸性樣品的pH值又會隨著振蕩時間的增長而稍有減小，這可能是由于振蕩時間增長，萃取出的離子有所增加，進而引起pH值的變化。

表7 偏堿性樣品pH值與標準值μ的偏差值

3 結論

通過試驗并進行分析探討，可以得到結論：

(1)總體上振蕩時間的增大會引起偏堿性和近中性樣品的pH值稍有增大，偏酸性樣品的pH值又稍有降低。

(2)采用t檢驗法對測定數據的平均值與標準值進行分析，發現偏堿性和近中性樣品的數據與標準值沒有顯著性差異，大部分偏酸性樣品的數據與標準值沒有顯著性差異，

(3)將樣品測試結果與標準值(振蕩2 h時樣品pH值)比較，發現偏酸性及近中性樣品的偏差值均在誤差范圍內。對于偏堿性樣品，只有樣品振蕩時間為1.25～1.75 h時，偏差值小于誤差范圍。因此建議可以適當縮短pH值的振蕩時間為1.25 h，這樣可以縮短試驗時間，提高效率。