耿榕

摘要：在FZ/T 01103—2009中，牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維/醋酯纖維、三醋酯纖維混紡產(chǎn)品定量檢測(cè)，采用丙酮、二氯甲烷等有機(jī)溶劑進(jìn)行，這樣做既不環(huán)保且對(duì)人體有很大的傷害。本文通過(guò)試驗(yàn)嘗試使用60%硫酸法進(jìn)行測(cè)試，試驗(yàn)表明混紡產(chǎn)品中牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維不溶解，而醋酯纖維、三醋酯纖維在60%硫酸中全部溶解，結(jié)果滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

關(guān)鍵詞：牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維；醋酯纖維；三醋酯纖維；定量分析

1 引言

牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維，俗稱牛奶蛋白纖維，是利用牛奶中提取的酪蛋白與聚丙烯腈共聚或共混后通過(guò)濕法紡絲而形成的，自問(wèn)世以來(lái)就受到較多的關(guān)注。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，人們崇尚自然、回歸自然，更加注重服飾的舒適性、保健性、高檔化和時(shí)尚化。因此，牛奶蛋白纖維作為綠色、保健型紡織品的代表，已成為國(guó)際、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)消費(fèi)的潮流，也滿足了消費(fèi)者對(duì)服飾綠色環(huán)保、健康、時(shí)尚的追求。牛奶蛋白質(zhì)纖維因其具有以上眾多的優(yōu)點(diǎn)，各國(guó)的業(yè)內(nèi)人士都在積極進(jìn)行這方面的產(chǎn)品開發(fā)工作，并且開發(fā)的領(lǐng)域呈現(xiàn)多元化，發(fā)展十分迅速。隨之而來(lái)的就是牛奶蛋白纖維的混紡產(chǎn)品的定量檢測(cè)日趨增多。為了完善實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)方法，本文對(duì)牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維/醋酯纖維和牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維/三醋酯纖維的檢測(cè)方法進(jìn)行了研究。

2 試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)樣品

原料為牛奶蛋白改性聚丙烯腈短纖維、醋酯短纖維、三醋酯短纖維。按50%牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維/50%醋酯短纖維、50%牛奶蛋白改性聚丙烯腈短纖維/50%三醋酯短纖維配比混合樣品。

2.2 試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

FZ/T 01103—2009 《紡織品 牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維混紡產(chǎn)品 定量化學(xué)分析方法》。

FZ/T 01057.4—2007 《紡織纖維鑒別試驗(yàn)方法 第4部分：溶解法》。

2.3 試劑

丙酮，餾程為55℃～57℃；二氯甲烷；60%硫酸，在冷卻的條件下，慢慢地將499mL（密度1.84g/mL）加入到450mL水中，待溶液冷卻至室溫，再用水稀釋至1L；稀氨溶液，將200mL氨水（密度0.880 g/mL）用水稀釋至1L。

2.4 試驗(yàn)設(shè)備

分析天平（精度0.0002g）、恒溫鼓風(fēng)干燥箱（105±3）℃、抽濾裝置、玻璃砂芯漏、200mL具塞三角瓶等。

2.5 試驗(yàn)方法

2.5.1 丙酮法

把試樣放入具塞三角瓶中，每克試樣加入100mL丙酮，搖動(dòng)燒瓶（浸透試樣），在室溫下靜止30min，每隔10min搖動(dòng)一次，然后輕輕倒出溶液（殘留物留在燒瓶中），用已知干燥質(zhì)量的玻璃砂芯坩堝過(guò)濾。試樣再重復(fù)上述處理2次（總共處理3次），但每次只需15min，處理總時(shí)間為1h。用丙酮將殘留物洗進(jìn)玻璃砂芯坩堝，用抽吸裝置排液。再往玻璃砂芯坩堝里倒?jié)M丙酮，靠重力排液。最后，用抽吸裝置排液，將玻璃砂芯坩堝和殘留物一并烘干，冷卻，稱重[1-2]。

2.5.2 二氯甲烷法

把試樣放入具塞三角瓶中，每克試樣加入100mL二氯甲烷，搖動(dòng)燒瓶（浸透試樣），在室溫下靜止30min，每隔10min搖動(dòng)一次，然后輕輕倒出溶液（殘留物留在燒瓶中），用已知干燥質(zhì)量的玻璃砂芯坩堝過(guò)濾，再加60mL二氯甲烷至具塞三角瓶的殘留物，用手搖動(dòng)，將其過(guò)濾到玻璃砂芯坩堝中，用少量二氯甲烷將殘留物清洗到玻璃砂芯坩堝中。真空抽吸排液，再用二氯甲烷注滿玻璃砂芯坩堝，重力排液后真空抽吸排液。用熱水清洗，將玻璃砂芯坩堝和殘留物烘干，冷卻，稱重。

2.5.3 60%硫酸法

把準(zhǔn)備好的試樣放入具塞三角瓶中，每克試樣加入100mL硫酸溶液，塞上玻璃塞，搖動(dòng)具塞三角瓶將試樣充分浸透后，將具塞三角瓶在室溫的狀態(tài)下放置1h，每隔10min搖動(dòng)一次。將殘留物過(guò)濾到玻璃砂芯坩堝，真空抽吸排液，再加少量60%硫酸清洗具塞三角瓶。真空抽吸排液，加入新的60%硫酸溶液至玻璃砂芯坩堝中清洗殘留物，重力排液至少1min后再用真空抽吸。冷水連續(xù)洗滌若干次，稀氨水中和兩次，再用冷水洗滌。每次洗滌先重力排液再抽吸排液。最后將坩堝和殘留物烘干，冷卻，稱重。

2.6 結(jié)果計(jì)算

混紡產(chǎn)品凈干重量百分率的計(jì)算公式如下：

（1）

（2）

式中：P1——不溶纖維的凈干含量百分率，%；

P2——溶解纖維凈干含量百分率，%；

m0——預(yù)處理后試樣干重，g；

m1——剩余的不溶纖維干重，g；

d——不溶纖維在試劑處理時(shí)的重量修正系數(shù)。

d值的求得：

（3）

式中：m0——已知不溶纖維干重，g；

m1——試劑處理后不溶纖維干重，g 。

當(dāng)d值大于1時(shí)，表明不溶纖維在溶解過(guò)程中有重量損失，計(jì)算結(jié)果時(shí)要予以補(bǔ)償；d值小于1時(shí)，表明不溶纖維在溶解過(guò)程中有重量增加，計(jì)算結(jié)果時(shí)要予以扣除；d值等于1時(shí)，表明不溶纖維在溶解過(guò)程中沒(méi)有重量變化。

3 試驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維不溶于60%硫酸

采用60%硫酸法，在溫度為20℃、溶解時(shí)間為30min條件下，對(duì)牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維進(jìn)行溶解試驗(yàn)，得出溶解修正系數(shù)d值。試驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 60%硫酸法牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維d值

由表1可知牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維的d值在1.007～1.023之間，平均d值為1.02，標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.0037。這表明，牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維在60%硫酸溶液中不溶解，纖維只受到一定損傷，但損傷小且穩(wěn)定。

3.2 醋酯纖維、三醋酯纖維溶解于60%硫酸

從FZ/T 01057.4—2007 《紡織纖維鑒別試驗(yàn)方法 第4部分：溶解法》系統(tǒng)溶解表中不難看出，醋酯纖維和三醋酯纖維在60%硫酸、常溫的條件下完全溶解。為了詳細(xì)了解醋酯纖維和三醋酯纖維在60%硫酸中溶解情況，確保所用試劑的溶解效果，本文在20℃、溶解時(shí)間為30min、硫酸濃度為60%的試驗(yàn)條件下，對(duì)醋酯纖維和三醋酯纖維的溶解性能進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見表2。

從3.2的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，通過(guò)對(duì)醋酯纖維和三醋酯纖維溶解性能的驗(yàn)證試驗(yàn)，醋酯纖維和三醋酯纖維在60%硫酸中，20℃時(shí)30min條件下就能完全溶解，與FZ/T 01057.4—2007標(biāo)準(zhǔn)溶解情況一致。

3.3 牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維/醋酯纖維定量檢測(cè)方法對(duì)比

按照2.5.1丙酮法與2.5.3 60%硫酸法（溫度為20℃、溶解時(shí)間為30min、按d值為1.02進(jìn)行計(jì)算），對(duì)牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維/醋酯纖維混合纖維試樣進(jìn)行了溶解對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

從3.3的試驗(yàn)可以看出，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維/醋酯纖維混合纖維產(chǎn)品定量分析規(guī)定方法，從檢測(cè)結(jié)果上看，數(shù)據(jù)最大相對(duì)誤差為0.99%， 變異系數(shù)為0.91%，檢測(cè)數(shù)值一致性較好，唯一的缺點(diǎn)就是丙酮是有機(jī)溶劑，對(duì)檢驗(yàn)人員健康有一定的傷害；60%硫酸的方法，不是標(biāo)準(zhǔn)對(duì)牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維/醋酯纖維混合纖維產(chǎn)品定量分析規(guī)定方法，但從檢測(cè)結(jié)果看，數(shù)據(jù)最大相對(duì)誤差0.42%，變異系數(shù)為0.75%，檢測(cè)數(shù)值更加穩(wěn)定，均在1%的標(biāo)準(zhǔn)允差范圍內(nèi)，完全滿足檢測(cè)的需要，同時(shí)又減少了對(duì)操作人員的傷害，取得滿意效果。

3.4 牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維/三醋酯纖維定量檢測(cè)方法對(duì)比

按照2.5.2二氯甲烷法與2.5.3 60%硫酸法（溫度為20℃、溶解時(shí)間為30min，按d值為1.02進(jìn)行計(jì)算），對(duì)牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維/三醋酯纖維混合纖維試樣進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表4。

從3.4的試驗(yàn)結(jié)果上看，標(biāo)準(zhǔn)方法的數(shù)據(jù)最大相對(duì)誤差為0.81%， 變異系數(shù)為0.99%，檢測(cè)數(shù)值一致性較好，缺點(diǎn)是二氯甲烷是有機(jī)溶劑，對(duì)檢驗(yàn)人員健康有一定的傷害；60%硫酸的方法數(shù)據(jù)最大相對(duì)誤差0.55%，數(shù)據(jù)最大變異系數(shù)為0.88%，檢測(cè)數(shù)值均在1%的標(biāo)準(zhǔn)允差范圍內(nèi)，既能滿足檢測(cè)的需要，同時(shí)又減少了對(duì)操作人員的傷害，取得滿意效果。

4 結(jié)論

4.1 在60%硫酸中牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維不溶解，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，未受到明顯影響，纖維損失小且穩(wěn)定，溶解修正系數(shù)僅為1.02，而醋酯纖維和三醋酯纖維在60%硫酸中完全溶解。

4.2 實(shí)驗(yàn)室在進(jìn)行牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維/醋酯纖維混紡產(chǎn)品和牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維/三醋酯纖維混紡產(chǎn)品定量檢測(cè)時(shí)，通過(guò)FZ/T 01103—2009《紡織品 牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維混紡產(chǎn)品 定量化學(xué)分析方法》與60%硫酸法進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，60%硫酸法同樣適用該試驗(yàn)，而且精確性和穩(wěn)定性更好，檢測(cè)結(jié)果完全滿足標(biāo)準(zhǔn)要求；

4.3 標(biāo)準(zhǔn)采用的是丙酮和二氯甲烷等有機(jī)溶劑進(jìn)行溶解試驗(yàn)，毒性較大，污染比較嚴(yán)重，不利于環(huán)保，而且對(duì)檢驗(yàn)人員危害較大。采用60%硫酸作為溶解試劑，危害小，解決了這一問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1] FZ/T 01103—2009 紡織品 牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維混紡產(chǎn)品 定量化學(xué)分析方法 [S].

[2] FZ/T 01057.4—2007 紡織纖維鑒別試驗(yàn)方法 第4部分：溶解法 [S].

（作者單位：北京市紡織纖維檢驗(yàn)所）