影響紡織品潛在酚黃變測試結果的因素分析

日常生活中，淺色衣物，尤其是白色衣物受到很多消費者喜歡，但紡織品的包裝材料因為使用了含有空間位阻的酚類化合物作為抗氧劑，酚類抗氧劑中丁基苯酚(簡稱BHT)可與氮氧化合物發生復雜的化學反應形成黃色醌甲基類化合物，導致紡織品發生酚黃變現象，影響織物的外觀、強力以及服用性。為了避免這種情況的發生，很多品牌要求針對白色以及淺色紡織品進行酚黃變測試并要求其達到一定的標準。作者在長期的檢測中發現：盡管采用的標準是一樣的，但是不同的檢測機構所得到的測試結果卻有一定的差異。

本文就這一問題進行分析和試驗，探討在測試中可能影響結果的因素，給買家以及出口商在制定或者研究標準要求的時候作為參考。

1 試驗

1.1 試驗原理

國家標準檢測紡織品的潛在酚黃變采用的標準是GB/T 29778—2013，其測試原理是：將各試樣和控制織物夾在含有2，6-二叔丁基-4-硝基苯酚的試紙中，置于玻璃板間并疊加在一起，用不含BHT（2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚）的聚乙烯薄膜將其裹緊形成一個測試包，在規定的壓力下，放入恒溫箱或烘箱中一定時間，用評定沾色用灰色樣卡評定試樣的黃變級數，以此評估試樣產生酚黃變的可能性[1]。

1.2 試驗材料與設備

試樣：10塊染色布，成分為100% 聚酰胺纖維（因此種成分對硝基苯酚敏感，易變色），克重大約102g/m2～108g/m2，分別編號為A～K。

耗材：試紙（試驗采用了SDC和James heal兩個品牌的試紙），尺寸為（100±2）mm×(75±2)mm，20oC時單位面積質量為（88±7）g/m2，纖維素成分大于98%，經過濃度小于0.1%的2，6-二叔丁基-4-硝基苯酚的處理；控制織物（試驗采用了SDC和James heal兩個品牌的控制織物），尺寸為（100±2）mm×(30±2)mm，白色聚酰胺纖維織物；聚乙烯薄膜，不含BHT，厚度約為63μm，尺寸最小為400mm×200mm。

設備：玻璃板，尺寸為（100±1）mm×（40±1）mm×（3±0.5）mm；烘箱；試驗裝置由一副不銹鋼架組成，配有質量為（5.0±0.1）kg、底部尺寸至少為115mm×60mm的重錘，且能與不銹鋼架裝配在一起；評定沾色用灰色樣卡，符合GB/T 251要求。

1.3 試驗方法

1）用測試紙將試驗織物包起來，置于兩塊玻璃板中間，對照樣也是一樣包好置于玻璃板中間（見圖1）。

2）共7塊玻璃板疊放整齊，用PVC膜包好密封（每個測試包最多可以測試5塊織物，試驗織物超過5塊需要另備測試包）。

3）再將打包好的樣品放在鋼板架上加壓，擰緊。

4）最后將鋼板架倒放于（50±2）℃度烘箱內16個小時。

5）取出冷卻后拆開，半個小時之內完成評級。

2 結果及分析

2.1 不同耗品品牌對結果的影響

國際上普遍指定 James H. Heal 公司和 SDL Atlas 公司生產的黃變試紙和控制布為測試標物。兩種黃變試紙外觀沒有明顯差異，但兩種控制布外觀卻有明顯差異（見圖2），雖然成分都是聚酰胺，可以明顯看出James Heal控制布紗線細，克重只有0.17克，而SDC控制布紗線粗，克重較大，有0.37克。

圖2 控制布比較

試驗選用1.2的10塊染色布（編號A～K）進行測試，每色樣品剪取兩塊同樣的面料，分別用SDC包裝紙/控制布和James Heal包裝紙/控制布進行測試，測試結果比較如表1和圖3所示。

圖3 試樣E和控制布酚醛泛黃測試后圖片比對

由測試結果可以看出: 用James Heal包裝紙測試的結果好于SDC包裝紙0.5～1級。長期的試驗過程中，我們發現：使用SDC品牌，控制布更容易在測試結束的時候變色達到3級，也就是說測試有效的概率更大，但測試樣的變色程度會更嚴重一點：而使用James Heal品牌，控制布達不到標準要求的3級變化的概率比SDC高（也就是說測試成功率稍低），但在測試有效的情況下，測試樣的變色程度會更輕一些。

建議品牌商制定標準要求的時候，細化測試中所使用的耗品品牌，以免因此導致的結果不統一。各檢測機構也要對每批耗品進行仔細驗收，保證控制布和測試紙各項指標符合驗收標準，避免不同批次間的耗品品質差異。每次使用前檢查耗品是否完好，無污漬無變色無異常，使用完畢后裝進避光密封自封袋中，并置于恒溫恒濕間妥善保管。

2.2 樣品的pH值

pH值對織物的酚黃變有較大影響，pH值越低，酚黃變現象越不明顯，隨著pH值增大，酚黃變現象明顯增強，堿性條件下，酚黃變現象較嚴重，手感稍微受到影響[2]。酚黃變在堿性條件下更差的原因需要從其發生原理來解釋，發生酚黃變的主要原因是，用在包裝材料中的抗氧化劑BHT和空氣中的氮氧化物發生化學反應，生成了DTNP這種物質，而DTNP在室溫下極易發生升華，就會遷移到包裝中的紡織品上。而在堿性條件下，DTNP會轉化成為黃色的陰離子酚鹽，從而使紡織品上產生黃變，影響最終的外觀。考慮到本試驗對酸堿度敏感，作者用不同酸堿度的面料做了酚醛泛黃試驗。

試驗選用1.2中所描述的10塊染色布中的前5塊（編號A～E）進行取樣測試，每個樣品取不同批次中的面料兩塊，分別標注為1和2，以保證其pH值不同。耗品品牌為SDC。試驗結果如表2所示。

從表2可以看出，pH值越小，酚醛泛黃結果越好。這為面料供應商如何改進織物耐黃變性能提供了一個思路。同時，根據國內紡織品安全技術規范要求，一般布面呈弱酸性，酸性太強會刺激皮膚，不利于環保。因此，pH值應控制在5～7。

表1 相同面料分別用SDC和James Heal品牌耗品酚醛泛黃測試結果比較

表2 相同面料在不同pH值條件下酚醛泛黃測試結果的比較

2.3 烘箱溫度

有研究表明：在酚黃變測試過程中，烘箱的溫度和時間存在一定的關系。由圖3可以看出，60℃保溫8h與50℃保溫16h的黃變程度接近，50℃保溫6h與40℃保溫16h的黃變程度類似。根據阿累尼烏斯方程，溫度每升高10K，化學反應速率加快一倍。可見，酚黃變過程符合一般化學反應的時溫關系[3]。

圖3 黃變程度與保溫時間的關系曲線

此測試過程中用到的烘箱溫度要求是（50±2）℃，有±2℃的浮動范圍，為了考核在標準允許的溫度范圍內溫度對測試結果的影響，本文進行了溫度差異比對測試。首先對烘箱進行了核準，保證升溫正常，然后將烘箱溫度分別設置為下限48℃、正常50℃和上限52℃，選用本文1.2中所描述的10塊染色布中的前5塊（編號A～E），用SDC測試紙分別對5塊面料進行測試，結果如表3所示。

表3 烘箱溫度對酚醛泛黃測試結果的影響比較

由表3可知：盡管研究發現溫度對酚黃變的影響較大，但此標準規定的烘箱溫度允許的浮動范圍較小，所以對測試結果的影響較小。建議檢測機構除了每天做好設備的現場檢查記錄之外，至少每6個月對設備進行外部校準，每3個月進行內部核查，以保證測試設備在正常使用狀態。

3 結論

在進行酚黃變測試時，除了要遵循標準中規定的操作，還需要注意以下幾點：

（1）標準中沒有對耗品的品牌進行硬性規定，但買家仍舊需要明確使用的耗品品牌，避免因此而產生的結果差異。

（2）樣品的酸堿度對最終的測試結果影響明顯，樣品呈現酸性的時候酚黃變結果偏好，呈現堿性則酚黃變結果較差，面料供應商可以依此獲得改進酚黃變色牢度的一個思路，但仍需將紡織品的酸堿度控制在一個安全環保的范圍。

（3）在標準允許的烘箱浮動溫度范圍內，酚黃變測試結果不會有明顯的改變。