文/農(nóng)業(yè)部劍麻及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心 陳偉南 陶進(jìn)轉(zhuǎn)

1引言

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 4345《鋼絲繩 纖維芯 規(guī)格》中規(guī)定了天然纖維繩芯是由劍麻和蕉麻等新的硬質(zhì)纖維制成。蕉麻是菲律賓生產(chǎn)的馬尼拉麻，我國(guó)沒(méi)有生產(chǎn)；劍麻是我國(guó)特色的熱帶經(jīng)濟(jì)作物，并以劍麻纖維實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。由于劍麻纖維質(zhì)地堅(jiān)韌、富有彈性、耐酸堿等特點(diǎn)，用劍麻纖維制成的繩芯在鋼絲繩行業(yè)應(yīng)用越來(lái)越廣泛。我國(guó)于1994年10月制定了產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)GB/T15030《劍麻鋼絲繩芯》。在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《劍麻鋼絲繩芯》中基本是等效引用了ISO 4345《鋼絲繩 纖維芯 規(guī)格》中“繩芯水溶酸的測(cè)定方法”和水溶酸含量的指標(biāo)。2006年GB/T15030《劍麻鋼絲繩芯》進(jìn)行第一次修訂，發(fā)現(xiàn)了該標(biāo)準(zhǔn)中繩芯水溶酸的測(cè)定方法和水溶酸含量的指標(biāo)存在問(wèn)題，結(jié)果是對(duì)計(jì)算水溶酸含量的公式作了修改而指標(biāo)沒(méi)改，修訂后的GB/T15030《劍麻鋼絲繩芯》于2009年10月發(fā)布實(shí)施，但標(biāo)準(zhǔn)中繩芯水溶酸測(cè)定方法和水溶酸含量指標(biāo)存在的問(wèn)題沒(méi)有得到很好解決。本著實(shí)事求是的精神和嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的態(tài)度,謹(jǐn)提出若干意見(jiàn),敬請(qǐng)同仁專(zhuān)家學(xué)者一道研討商榷。

2 水溶酸測(cè)定方法存在的問(wèn)題

目前，鋼絲繩芯水溶酸度的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)主要有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 4345-1988《Steel wire ropes – Fibre main cores – Specification》。此標(biāo)準(zhǔn)至今仍在使用，亦未見(jiàn)其更新版本。在實(shí)際操作的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)水溶酸測(cè)定方法存在以下一些問(wèn)題。

2.1 水溶酸提取時(shí)間

原標(biāo)準(zhǔn)中，水溶酸的提取步驟中，加入100 mL的蒸餾水煮沸30 min。由于索氏提取器利用溶劑回流及虹吸原理，使繩芯里的酸不斷地被水浸泡提取，當(dāng)浸提的水高于虹吸管時(shí)抽提液回流至燒瓶中。然而使用不同的加熱器，其加熱功率也不同，在相同的時(shí)間內(nèi)，其回流的次數(shù)也不同，所以抽提的效果與水回流的次數(shù)有關(guān)而與時(shí)間多少無(wú)關(guān)。

2.2 試樣殘留酸洗滌

在抽提完并過(guò)濾后，連續(xù)3次用蒸餾水洗滌濾渣，以使全部的酸溶于抽提液中，且抽提液總量不應(yīng)超過(guò)175 mL。此操作步驟存在著洗滌不完全，抽提總液難控制的問(wèn)題。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度

原標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定氫氧化鈉或氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)液為0.1 mol/L。但在實(shí)際的檢測(cè)中，均不考慮氫氧化鈉或氫氧化鉀的實(shí)際濃度，存在兩個(gè)缺點(diǎn)。一是氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液容易吸收空氣中的二氧化碳而生成碳酸鈉或碳酸鉀，從而改變氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液實(shí)際的濃度。為了確保檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確，在滴定抽提液之前，最好重新標(biāo)定其濃度，以氫氧化鈉或氫氧化鉀的實(shí)際濃度進(jìn)行計(jì)算。二是提取液的水溶酸度很低，以0.1 mol/L的氫氧化鈉或氫氧化鉀作為標(biāo)準(zhǔn)液濃度過(guò)大，通常加入幾滴甚至一滴氫氧化鈉溶液致使抽提液變色，滴定達(dá)到終點(diǎn)，測(cè)量誤差較大。

2.4 計(jì)算公式

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO4345-1988中鋼絲繩芯的水溶酸含量的計(jì)算公式為，其中V是0.1 mol/L的氫氧化鈉或氫氧化鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液體積，單位為mL，為試樣的重量，單位為g。但是在實(shí)際的操作中出現(xiàn)兩種情況，一是以氫氧化鈉或氫氧化鉀的實(shí)際濃度計(jì)算，并折算為0.1 mol/L濃度的體積，公式應(yīng)為（mL/ g）；二是氫氧化鈉或氫氧化鉀的實(shí)際濃度為0.1 mol/L，公式應(yīng)為（mL/ g）。而兩種情況與計(jì)算公式，都不相符。

2.5 水溶酸度指標(biāo)

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO4345-1988對(duì)鋼絲繩芯的水溶酸度的規(guī)定是：每100 g繩芯不得超過(guò)2 mL，0.1mol/L的酸。按照計(jì)算公式，劍麻纖維及制品的水溶酸度測(cè)試結(jié)果與指標(biāo)的結(jié)果相差較大，詳見(jiàn)表1。

3 水溶酸測(cè)定方法改進(jìn)

表 1 劍麻纖維及制品的水溶酸度測(cè)試結(jié)果

3.1 試樣制備

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO4345-1988中水溶酸測(cè)定方法沒(méi)有提及到試樣的制備，為了更加充分準(zhǔn)確地提取試樣中的水溶酸，應(yīng)對(duì)試樣進(jìn)行制備。將試樣拆散平行放置，并滾壓混合成纖維互相平行的一束。再?gòu)倪@一束的不同部位隨機(jī)選取適量纖維試樣，裁剪約50 mm的一段，混樣，密封貯存?zhèn)溆谩?/p>

3.2 水溶酸提取

由于不同的加熱器其功率有差異，鋼絲繩芯提取的完全程度應(yīng)以提取次數(shù)而定，而不是提取時(shí)間，我們經(jīng)過(guò)大量的檢測(cè)和試驗(yàn)，證明在浸取液回流5次，可基本上將試樣中的水溶酸完全抽提。

抽提完全之后，其水溶酸的濃度是固定的，直接從抽提液中取定量的溶液可進(jìn)行酸度檢測(cè)，然后再折算為總抽提液的酸度。

3.3 水溶酸度滴定方法

大多數(shù)的劍麻繩芯在加工的過(guò)程中加入的軟麻油，致使繩芯的抽提液呈現(xiàn)帶有渾濁的淺黃色、黃色，甚至是棕色（如圖1）。采用酚酞作為指示劑，氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液進(jìn)行滴定，必定會(huì)影響終點(diǎn)的顏色的判斷。所以測(cè)定水溶酸度的最佳滴定方法為電位滴定法，根據(jù)pH值進(jìn)行判斷滴定終點(diǎn)。

圖1 鋼絲繩芯水溶酸提取液

3.4 計(jì)算公式

鑒于氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液濃度的不穩(wěn)定，在實(shí)際檢測(cè)中應(yīng)考慮氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液的實(shí)際濃度，并折算為氫氧化鈉濃度0.1mol/L，則繩芯的水溶酸含量計(jì)算公式應(yīng)為，單位為mL/g。

3.5 水溶酸度指標(biāo)

如果繩芯水溶酸度按計(jì)算公式的結(jié)果，鋼絲繩芯水溶酸度的指標(biāo)應(yīng)為：每100 g繩芯不得超過(guò)20 mL, 0.1mol/L的酸。

4 討論及建議

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 4345-1988現(xiàn)行有效，但標(biāo)準(zhǔn)中的水溶酸度檢測(cè)方法明顯存在問(wèn)題，水溶酸的提取不合理，氫氧化鈉的實(shí)際濃度不參與結(jié)果計(jì)算，還有以肉眼觀察溶液顏色變化判斷終點(diǎn)等等，直接影響了檢測(cè)結(jié)果。結(jié)合實(shí)際情況，應(yīng)用實(shí)際濃度的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行電位滴定以pH值作為判定終點(diǎn)；繩芯的水溶酸含量計(jì)算公式修正為：（mL/ g），并對(duì)鋼絲繩芯水溶酸度的指標(biāo)作相應(yīng)的改變。

目前，我國(guó)各行各業(yè)與國(guó)際接軌越來(lái)越緊密、越來(lái)越方便和容易，而我們與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)機(jī)構(gòu)交流、溝通、學(xué)習(xí)等情況卻感到比較困難和不易，在工作中，對(duì)使用、引用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)遇到的問(wèn)題沒(méi)能得到很好及時(shí)的解決，也束手無(wú)策。

針對(duì)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO4345-1988中繩芯水溶酸測(cè)定方法及指標(biāo)存在的問(wèn)題，我們組織了來(lái)自科研機(jī)構(gòu)、大專(zhuān)院校、質(zhì)監(jiān)所及使用單位的專(zhuān)家進(jìn)行會(huì)審和郵件征求意見(jiàn)，雖然得到專(zhuān)家們的肯定和支持，但是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)矛盾沖突問(wèn)題沒(méi)有得到解決。建議有關(guān)部門(mén)、機(jī)構(gòu)或組織，會(huì)同其它專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定單位，研究審定出一個(gè)正確的結(jié)果，以解決我們?cè)诠ぷ髦杏龅降膯?wèn)題。

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