棉/粘纖/腈綸/氨綸織物的化學定量分析方法研究

文/陳錦堅 吳海源 陳曉文 張思敏 盧曉紅

1 引言

腈綸纖維具有蓬松柔軟、質輕、保暖、染色鮮艷等優點，棉和粘纖等纖維素纖維則具有親膚舒適、良好的吸濕性、透氣性等優點。諸佩菊[1]等通過分析吸濕發熱內衣的影響因素發現面料所含親水性纖維成分（如粘纖、棉、莫代爾纖維）越多越厚重，吸濕發熱性能越好。因此棉/粘纖/腈綸/氨綸混紡織物常被用于生產保暖內衣等針織面料。目前，纖維含量化學定量方法中，N,N-二甲基甲酰胺法和N,N-二甲基乙酰胺法都能同時溶解腈綸和氨綸，因此，在日常測試中，一般會通過手工拆分法分解腈綸和氨綸以得到各自的質量百分率。但在測試過程中，我們常常遇到氨綸難以拆分的情況，例如網狀氨綸針織面料或面料經過磨毛處理，短紗容易被扯斷，造成測試的難度增大、測試耗時長的問題。

針對以上棉/粘纖/腈綸/氨綸混紡織物在測試中遇到的問題，結合日常的測試經驗，本文設計了一種棉/粘纖/腈綸/氨綸混紡織物的化學定量分析方案：同一樣品取兩個試樣，試樣A先用N,N-二甲基乙酰胺做預處理，將腈綸和氨綸溶解去除，余樣烘干后拆散剪短，烘干稱重后以甲酸/氯化鋅溶解粘纖得到棉和粘纖的質量百分率；試樣B先用20%鹽酸將棉和粘纖溶解，得到棉和粘纖的混合質量百分率，烘干后繼續用65%硫氰酸鉀溶液溶解腈綸。整個測試避開了手工拆分氨綸的繁瑣過程，從而提高測試效率；與傳統的手工拆分和三組分纖維混合物溶解法做方法比對，進一步論證了該方案的可行性。

2 試驗部分

2.1 試驗原理

2.1.1 試樣A

（1）N,N-二甲基乙酰胺法預處理：用N,N-二甲基乙酰胺（60℃，30min）把腈綸和氨綸從棉/粘纖/腈綸/氨綸混紡織物中溶解去除，從預處理過的試樣中取樣，烘干和稱重；吳杏梅[2]等探討二甲基乙酰胺定量分析腈綸混紡產品，二甲基乙酰胺在60℃下30min即可將腈綸纖維完全溶解。

（2）甲酸/氯化鋅法：依據標準GB/T 2910.6—2009《紡織品 定量化學分析方法 第6部分：粘膠纖維、某些銅銨纖維、莫代爾纖維或萊賽爾纖維與棉的混合物（甲酸/氯化鋅法）》[3]，用甲酸/氯化鋅（70℃，20min）把粘纖從已知干燥重量的棉/粘纖混合物中溶解去除，收集殘留物，清洗、烘干和稱重，計算質量百分率。

2.1.2 試樣B

（1）20%鹽酸法：依據標準GB/T 38015—2019《紡織品 定量化學分析氨綸與某些其他纖維的混合物》[4]條款5，用20%鹽酸（70℃，30min）把棉和粘纖從已知干燥重量的棉/粘纖/腈綸/氨綸混紡物中溶解去除，收集殘留物，清洗、烘干和稱重，計算棉和粘纖的混合質量百分率。張春輝[5]等對腈綸在20%鹽酸（70℃，30min）下的d值進行探討，得出20%鹽酸在70℃水浴振蕩30min對腈綸的損傷可忽略不計。

（2）65%硫氰酸鉀法：依據標準GB/T 38015—2019條款9，用65%硫氰酸鉀溶液（72℃，10min）把腈綸從已知干燥重量的腈綸/氨綸混紡物中溶解去除，收集殘留物，清洗、烘干和稱重，計算質量百分率。

2.2 試樣準備

本次試驗從實驗室日常測試樣品中隨機收集10塊不同的棉/粘纖/腈綸/氨綸混紡織物，每塊織物均進行平行試驗。

2.3 設備與試劑

分析天平（精度：0.0001g），振蕩試色機，烘箱，真空抽濾裝置，具塞三角燒瓶（250mL)，砂芯坩堝，濾網（150目，直徑10cm，高度6cm），干燥器。

N,N-二甲基乙酰胺，甲酸/氯化鋅溶液，20%鹽酸，65%硫氰酸鉀溶液，氨水。

2.4 試驗方法

將試樣A進行預處理，把試樣放入具塞三角燒瓶中，每克試樣加入150mL N,N-二甲基乙酰胺并振蕩將試樣浸濕，在60℃的水浴中振蕩30min，并依次用同溫度的N,N-二甲基乙酰胺、水沖洗殘留物，烘干、冷卻；從預處理過的試樣中取樣，烘干和稱重。將得到的試樣，按照2.1.1（2）進行試驗。

取試樣B，烘干、稱重，按照2.1.2進行試驗。

2.5 二甲基乙酰胺法對棉和粘纖的損傷影響

分別將100%棉織物和100%粘纖織物按2.4的A試樣進行預處理，處理后的d值見表1和表2。

表1 經二甲基乙酰胺法處理后棉的d值測定

表2 經二甲基乙酰胺法處理后粘纖的d值測定

由表1和表2可以看出，棉和粘纖分別按二甲基乙酰胺法預處理后的質量修正系數d值都為1.01，對棉和粘纖的損傷較小。而且試樣A在二甲基乙酰胺處理時不進行稱重，不計算腈綸和氨綸的含量，因此在本試驗方案中，二甲基乙酰胺法對棉和粘纖的損傷可忽略不算。

3 結果計算與討論

試樣A按照標準GB/T 2910.1—2009《紡織品 定量化學分析 第1部分：試驗通則》[6]條款10，計算混合織物中棉和粘纖的凈干比例。

試樣B按照標準GB/T 2910.2—2009《紡織品 定量化學分析 第2部分：三組分纖維混合物》[7]中方案4的計算方式，計算混合織物中腈綸、氨綸、棉/粘纖的凈干質量百分率。

通過將試樣A的棉和粘纖凈干比例代入試樣B的棉/粘纖混合凈干質量百分率中，可得到混合織物中各種纖維的凈干質量百分率。

取10塊不同的棉/粘纖/腈綸/氨綸混紡織物試樣，分別用傳統方法（手工拆分與三組分纖維混合物溶解法）與本試驗方案進行對比試驗，結果如表3所示。

表3 傳統方法與本試驗方案處理織物所得的凈干含量 %

從表3可看出，兩個方案得出的結果接近，氨綸的結果最為穩定，絕對偏差范圍為0～0.2%，其他纖維的絕對偏差范圍為0.2%～1.1%，均符合標準GB/T 29862—2013《紡織品 纖維含量的標識》中規定的纖維含量允差范圍，證明了棉/粘纖/腈綸/氨綸混紡織物采用本試驗方案的可行性。

測試效率比較，傳統方法的測試耗時為手工拆分工時加三組分溶解工時，本試驗方案則是試樣A與試樣B同時進行測試，所需工時僅與三組分溶解相同。以面料5為例，此面料同時為網狀氨綸和磨毛面料，按標準GB/T 2910.1—2009要求取樣，拆分氨綸耗時約1.5h，采用本試驗方案可節省拆分時間，提高測試效率。

4 結論

通過本文的試驗可知，在棉/粘纖/腈綸/氨綸混紡織物的纖維含量測試中，20%鹽酸和65%硫氰酸鉀溶液對剩余纖維的損傷小，試驗中平行試樣數據穩定，驗證了該類織物采用本試驗方案的可行性。與傳統的手工拆分結合三組分纖維混合物溶解法相比，遇到混紡織物為網狀氨綸或織物經磨毛處理時，可避免手工拆分過程中因纖維斷開、丟失而造成試樣質量損失，提高測試結果的準確性；同時，解決了手工拆分測試耗時長的問題，提高測試效率。