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预处理对纺织品定量化学分析的影响与分析

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  摘要
  非纤维物质或多或少地存在于纺织品中,不同的非纤维物质需要用不同的预处理方法,纺织品定量化学分析中是否预处理及不同预处理方式,影响到测试结果的准确性和可靠性。
  关键词:纺织品;定量化学分析;预处理;非纤维物质;准确性;可靠性
  1 引言
  任何纺织品都会含有非纤维物质(包括加工过程中附加的染料、助剂及自身含有的天然的非纤维物质),只是不同种类的纺织品其中非纤维物质所占的比例不同。纺织品定量化学分析前如果不进行预处理,非纤维物质可能会被作为被溶解纤维或残留纤维而计算在内,从而产生纺织品定量化学分析测试误差。
  GB/T 2910.1―2009《纺织品定量化学分析 试验通则》将预处理作为纺织品定量化学分析的测试程序,有些实验室虽然知道预处理的重要性,但因纺织品定量化学分析用时较长,客户委托对时间要求又极紧,而有时省略样品预处理过程,或应用了不当的预处理方法,从而产生试验误差。
  本文以涤与棉混纺本色纱、涤与棉混纺本色布、涤与棉混纺印染布为例,通过对样品预处理前后的测试结果对比,分析论证预处理对纺织品定量化学分析的重要性与必要性。
  2 预处理程序对测试结果的影响
  2.1 测试样品
  选取涤与棉混纺本色纱:T50/C50、19.4tex;两个品种涤棉混纺本色布:T65/C35(24.5tex)×T65/C35 (24.5tex)和T65/C35(28.0tex)×T65/C35(36.7tex);两个品种涤棉混纺印染布:品种参数分别与涤棉混纺本色布相同,是涤棉混纺本色布的印染后产品,可以印证作为同一批产品印染前后纤维含量检测是否存在变化的问题。
  2.2 执行标准
  GB/T 2910.1―2009《纺织品 定量化学分析 第1部分:试验通则》、GB/T 2910.11―2009《纺织品 定量化学分析 第11部分:纤维素纤维与聚酯纤维的混合物(硫酸法)》。
  2.3 使用仪器
  天津市泰斯万特仪器有限公司的DK-98-11A电热恒温水浴锅(2.2KW);郑州长城科工贸有限公司的SHB-Ⅲ循环式多用真空泵;上海智诚分析仪器制造有限公司生产的ZRD-A5110A自动恒温烘箱;玻璃砂芯坩埚编号为国际标准P160(G0);索氏萃取器。
  2.4 非纤维物质的预处理程序
  (1)对涤棉混纺本色纱,采用一般预处理程序:将纱线放入索氏萃取器内,用石油醚萃取1小时,每小时循环6次,等待样品中的石油醚挥发后,把样品浸入冷水中浸泡1小时,再在(65±5)℃的水中浸泡1小时。以上两种情况下浴比均为1:100,不时地搅拌溶液,挤干,抽滤,除去样品中的多余水分,然后自然干燥样品。
  (2)对涤棉混纺本色布,因涤棉混纺本色布中涤含量高,故先采用碱退浆方式退浆:将样品放入100L水中,然后放入烧碱(NaOH)8g、双氧水(H2O2)3g 、渗透剂2g、精炼剂3g。在煮沸碱液放入已称重的试样,将试样在碱液中煮沸30分钟;取出试样用自来水洗涤2次,每次1分钟;将冲洗完的试样在不高于60℃的烘箱中平铺烘干。
  (3)对涤棉混纺印染布,将纱放入索氏萃取器内,用石油醚萃取1小时,每小时循环6次,等待样品中的石油醚挥发后,把样品浸入冷水中浸泡1小时,以上浴比均为1:100;然后再加褪色程序:使用试样与保险粉比1:4,在70℃的水浴中振荡30min,不时地搅拌溶液,抽滤后自然干燥样品。
  2.5 预处理前后测试结果对比
  采用以上样品,在进行预处理和不处理两种方式下进行纤维成分分析测试,测试结果见表1。
  3 不同预处理方法对测试结果的影响
  3.1 测试样品
  选取前文涤棉混纺两个本色布样品。
  3.2 非纤维物质的预处理程序
  涤棉混纺本色布根据涤棉含量的不同,所采用浆料也不同。而不同的生产厂家及测试机构因所用浆料不同,所选用的退浆方式也有所不同。本文在上述比对测试中对两本色布采用了碱退浆方式。为比较不同退浆方式对测试结果的影响,本试验采用酶退浆方式进行测试。
  将样品放入100L水中,然后加退浆酶6g、精炼酶3g 、渗透剂2g,在预热到85℃,将试样在酶液中浸泡30分钟;取出试样在煮沸的水中沸煮20分钟,用自来水洗涤两次每次一分钟,再在自来水中冲洗2分钟;将冲洗完的试样在不高于60℃的烘箱中平铺烘干。随后进行纤维成分含量分析,将测试数据记录下来并与前文碱退浆的测试数据进行比较,如表2所示。
  4 分析与讨论
  从以上测试比对可以看出,无论是涤棉混纺本色纱,还是涤棉混纺本色布和涤棉混纺印染布,预处理前与预处理后纤维含量均有明显差异:预处理后残留纤维的含量均大于预处理前残留纤维的含量,证明预处理程序可以去除非纤维物质。
  不同样品预处理前后差异不同,差异最大的是涤棉混纺本色布,最大差异达到4.2%,大于本色纱与印染布的0.5%~1.2%。这缘于机织本色布的经纱为减少毛羽,提高纱线强力,都要进行浆纱处理。不同的本色布品种上浆率不同导致结果不同。
  从表2可以看出,不同的预处理方式适用的产品及对测试结果的影响也不相同,酶退浆是由动植物或微生物(细菌、霉菌)所分泌的一种蛋白质,对某些物质的分解有特定的催化作用,现采用淀粉酶制剂反应法,此法采用淀粉水解酶,凡织物上浆料以淀粉占多数者就可使用。酶退浆程序适用于不耐碱型纤维织物(蛋白质纤维等)。碱退浆是在热碱液中,淀粉和变性淀粉( CMC等天然浆料)及PVA、 PA类等合成浆料,都会发生溶胀,比较容易从织物上脱落下来;另一方面,某些含有羧基的变性淀粉、聚丙烯酸类浆料(以及CMC ),热碱液溶液中会生成水性高的钠盐,溶解度增大,在水洗过程中这些溶解的浆料就被洗除;在碱性条件下,氧化剂使变性淀粉氧化分解,大分子链断裂,最终生成二氧化碳和水,再经水洗去除。氧化剂在碱性条件下,可使PVA、 PA类等合成浆料被氧化,大分子链发生降解使其分子质量降低而溶于水,很容易被洗除。碱退浆程序适用于棉织物、涤棉混纺织物及其他耐碱纤维型织物。
  虽然涤与棉混纺本色布都经过预处理程序,但因预处理程序、预处理原理不同,导致测试结果并不相同。因委托检验的样品有些客户不能提供所用浆料及混有浆料比例,所以不同的实验室可能采用不同的预处理方式,由此造成同一样品测试结果的离散性。这需要根据织物所用纤维成分、所用浆料的成分及混用浆料的比例等因素科学选择,以使预处理取得满意的测试结果,从而不仅保证测试结果的准确性,还会提高测试结果的精密度。
  5 结语
  因纺织品本身或多或少地含有非纤维物质,无论是天然纤维,还是合成纤维;生产加工过程中需要浆纱、染色、后整理等过程中都加入了非纤维物质。非纤维物质不能作为各种纤维的一部分,为准确可靠地进行纺织品定量化学分析,在进行化学定量分析前应做好样品的预处理工作。预处理既要将各种非纤维物质去除干净,又不能损伤本身纤维,达到预处理效果的准确可靠,还需要大量的研究工作。
  参考文献:
  [1] GB/T 2910.1―2009 纺织品 定量化学分析 第1部分:试验通则 [S].
  [2] GB/T 2910.11―2009 纺织品 定量化学分析 第11部分:纤维素纤维与聚酯纤维的混合物(硫酸法) [S].
  [3] GB/T 9995―2008 纺织材料含水率和回潮率的测定 烘箱干燥法 [S].
  [4]余建英,何旭宏.数据统计分析与SPSS应用[J].北京:人民邮电出版社, 2003:141-160.
  [5]马楠,田金家,丁曰东,等.由GB/T 2910.2谈纺织品化学定量分析方法的改进[J].棉纺织技术, 2013,(8):28-30.
  [6]邬文文,王竟成 .国内外纤维含量检测方法的比较[J].中国纤检, 2013,(5)(上):65-67.
  (作者单位:国家生态纺织品质量监督检验中心滨州实验室 )
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