聚酯纖維/氨綸拒水面料化學定量快速前處理方法研究

摘要：文中分析聚酯纖維/氨綸拒水面料定量結果誤差大的原因，通過理論分析和試驗研究，最終篩選出使用乙醇作為添加劑的快速前處理方法，使聚酯纖維/氨綸拒水面料的化學定量精密度達到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》國家標準中規定的要求。

關鍵詞：拒水面料；聚酯纖維；氨綸；化學定量；前處理方法

Chemical Quantitative Rapid Pretreatment Method for Polyester/spandex Water-repellent Fabrics

YI Jiao

（Fujian Fiber Inspection Center， Fuzhou 350026， Fujian ， China）

Abstract： The causes of large error in quantitative results of polyester/spandex water-repellent fabrics were analyzed. Through theoretical analysis and experimental research， finally， a fast pretreatment method using ethanol as an additive was selected， so that the chemical quantitative precision of polyester fiber/spandex water-repellent fabric could reach the national standard GB/T 38015-2019 \"Quantitative chemical Analysis of textile mixture of spandex and some other fibers\".

Key Words： Water-repellent fabric; Polyester; Spandex; Chemical quantification; Pretreatment method

0引言

隨著紡織材料和工藝的不斷發展以及人們對服裝功能需求越來越多樣化，市面上拒水、阻燃、抗靜電等功能性紡織服裝層出不窮，種類繁多。為賦予紡織品一定的功能性，常常采用化學后整理的方法。

拒水織物服裝是目前市面上十分流行的功能性紡織服裝，如滑雪服、沖鋒衣等戶外運動類服裝，常常使用聚酯纖維/氨綸混紡產品作為服裝的主面料，具有拒水功能。這類面料在穿著時可以防雨淋、防雪，大大提高戶外活動的舒適性，但在貿易結算和質量監督過程中檢測其纖維成分含量時，由于化學試劑很難將其潤濕，從而影響定量分析結果準確性。

為提高化學定量方法的準確性，往往需要對拒水面料進行前處理，或者使用手工拆分的方法對氨綸進行定量。后者由于耗時耗力，往往在聚酯纖維和氨綸的混紡面料定量分析時不采用。目前文獻上的拒水面料前處理方法多為先使用表面活性劑處理織物表面的拒水整理劑，再經過烘干——稱重——溶解等程序得到纖維含量。這些方法耗時較長，且需要通過加熱或煮沸的方式處理織物，能耗也比較高。通過文獻發現，國內外尚無化學定量快速前處理聚酯纖維/氨綸拒水織物方法的研究報道，如有一種前處理方法對聚酯纖維/氨綸拒水面料的親水性有改善作用，且操作簡捷，將使分析此類面料纖維含量的檢測時間大大縮短，對提高纖維含量的檢測效率大有裨益。本研究的重點在于探索有效的前處理試劑以及建立快速、簡便的前處理方法，提高拒水面料定量分析效率。

1研究思路

化學方法在定量纖維成分含量時，通常用GB/T 2910.1-2009 《紡織品定量化學分析 第1部分：實驗通則》[1] 附錄A中的方法對樣品進行預處理，或者將織物上的整理劑或非纖維物質通過有機溶劑提取和分離，或者通過一定溫度的試劑將非纖維物質溶解去除[2][3]。但經過日常檢測實踐證明，附錄A中提供的方案并不能有效改善拒水整理織物的親水性能。

筆者通過查閱國內外文獻了解到目前主流的拒水整理劑多為含鏈烴側基的疏水性化合物，如有機硅類及有機氟類整理劑，其附著在織物纖維表面均勻成膜降低織物表面張力從而達到使織物拒水的目的[4][5]。在進行定量化學分析時，首先需要使面料纖維與化學試劑充分接觸，而拒水織物由于整理劑附著在織物表面，使得織物表面張力小，化學試劑不能潤濕滲透。為達到化學試劑潤濕滲透面料并與纖維充分接觸發生溶解反應的目的，可以選擇以下兩個途徑：一、去除拒水整理劑再進行化學定量試驗；二、使用表面張力小于拒水整理織物臨界表面張力的試劑將樣品潤濕后，再加入定量試劑進行試驗。

由于該類型面料中的拒水整理劑對纖維含量比例沒有顯著貢獻，不需要像非纖維物質進行特別去除。 根據上述第二種思路，預估可以制定出符合本研究預期的聚酯纖維/氨綸拒水面料快速前處理方法。

2 試驗部分

2.1 主要材料與儀器

材料：聚酯纖維/氨綸混紡拒水面料

試劑：三級水、75%硫酸、石油醚、四氫呋喃、丙酮、乙酸乙酯、無水乙醇

儀器：恒溫水浴鍋、恒溫烘箱

2.2 試驗方法與步驟

2.2.1 潤濕試驗

距布面1cm高度向拒水面料表面滴2.1試劑1滴，觀察布面潤濕情況。

2.2.2 定量化學實驗

依據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》[6]進行檢測。

3" 結果與分析

3.1 前處理試劑的篩選

表1是某些常見聚合物的臨界表面張力[7]，表2是常見液體的表面張力[7]。只有當選擇使用的試劑表面張力小于拒水織物臨界表面張力時，才會產生潤濕現象，從而使得定量試劑能夠滲透織物，使試劑與纖維發生充分反應。

在FZ/T 01057.4-2007《紡織纖維定性鑒別方法 第4部分：溶解法》及GB/T 2910.1《紡織品定量化學分析 第1部分：實驗通則》附錄A里選取的5種試劑，其表面張力（見表3）小于等于有機硅類拒水整理品臨界表面張力，且在這5種試劑中聚酯纖維和氨綸不溶解。從潤濕實驗結果表4可以看出，無論是三級水還是75%硫酸溶液都不能潤濕拒水面料，這也是直接采用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》75%硫酸法定量聚酯纖維/氨綸拒水織物，氨綸含量偏差大的原因。從表4還可以看出，其余5種試劑均能快速有效潤濕面料，其中石油醚類是紡織品定量化學分析標準中常規的預處理試劑，但目前已有文獻顯示含氨綸時面料使用該溶劑進行前處理，氨綸纖維會被石油醚損傷，從而影響纖維含量測試結果的準確性[8]。四氫呋喃作為常用于紡織品定量化學分析去除涂層的預處理試劑，同樣因為會對氨綸造成損傷被排除[9]。考慮到成本、環保及對人體危害性等綜合因素，最終選擇無水乙醇作為潤濕拒水面料的前處理試劑。

3.2 前處理條件的確定

將需要檢測的樣品約1g放入三角燒瓶中，分別加入5mL、10mL和20mL無水乙醇，試樣被無水乙醇潤濕后每克加入100mL75%硫酸溶液，塞上玻璃塞再搖動三角燒瓶，待樣品被75%硫酸溶液充分潤濕后按照GB/T 38015-2019進行定量測試，定量結果詳見表5。該樣品手工拆分法氨綸凈干含量為9.2%。拒水試樣加入75%硫酸溶液和加入無水乙醇+75%硫酸溶液的潤濕情況見圖1、圖2。

從表5及圖1、圖2可以看出，在不加入無水乙醇的情況下，75%硫酸溶液很難將聚酯纖維/氨綸混紡拒水面料潤濕，從而使測得的氨綸含量偏少。定量前加入無水乙醇可確保定量的準確性，且樣品的潤濕性并不會隨無水乙醇的增加而提高，加入5mL無水乙醇即可滿足潤濕100g試樣且得到準確氨綸含量的目的。

3.3 驗證實驗

采用5mL無水乙醇+75%硫酸溶液對10塊已知含量的聚酯纖維/氨綸混紡拒水面料進行定量檢測，驗證快速前處理方法的準確性，結果見表6。

由表6可知，采用這種快速前處理方法，定量結果精確度高，符合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》的精密度要求：對均勻的紡織材料混合物，在95%置信水平下，本方法測試結果的置信界限不超過±1%。

4 結論

1）無水乙醇能夠增加織物的表面張力、潤濕拒水面料，使定量化學試劑與待測樣品纖維充分接觸；

2）定量測試時在加入75%硫酸前先加入5mL無水乙醇的前處理方法能夠提高聚酯纖維/氨綸混紡拒水面料定量準確性，使其達到定量標準精密度要求；

3）該前處理方法成本低廉、高效節能，縮短了此類面料含量分析的檢測時間，有利于提高纖維含量檢測效率。

參考文獻

[1]紡織品 定量化學分析 第1部分：實驗通則：GB/T 2910.1-2009[S].

[2]王毅，李穎，付維娟，等. 一種紡織品定量分析樣品快速預處理方法[J].上海紡織科技，2014（3）：54-58.

[3]李玲.提高拒水混紡織物定量檢測準確性方法的研究[J].中國纖檢，2015，（03）：79-81.

[4]倪冰選，張鵬.紡織纖維制品抗表面潤濕及滲透性的測試[J].印染，2014（17）：35-39.

[5]莊華煒.拒水整理新進展[J].印染，2015（24）：71-72+76.

[6]紡織品 定量化學分析 氨綸與某些其他纖維的混合物：GB/T 38015-2019[S].

[7]閻克路.染整工藝學教程 第一分冊[M].中國紡織出版社，2005 ：107-107.

[8]邵宗昊.氨綸產品預處理分析探討[J].上海毛麻科技，2015（03）：22-26.

[9]王彩云，戴穎，鄭明通，易姣.聚氨酯涂層織物涂層劑去除方法研究[J].中國纖檢，2012，（02）：77-78.

收稿日期：2023-03-07

作者簡介：易" "姣，女，福建省纖維檢驗中心，工程師