郁振強(qiáng)，陳 曉

(上海海關(guān) 工業(yè)品與原材料檢測技術(shù)中心， 上海 200135)

纖維含量是紡織品檢測中的重要的指標(biāo)之一，而紡織品中的黏合劑對檢測過程與檢測結(jié)果有極大影響，所以對含有黏合劑的紡織品進(jìn)行精確地定性定量檢測分析，對紡織品生產(chǎn)企業(yè)以及相關(guān)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)具有十分重要的意義。本文采用手工拆分法、三氯甲烷/三氯乙酸法、硫酸法、近紅外光譜法等4種方法對含有黏合劑的棉/聚酯纖維混紡織物的纖維含量進(jìn)行檢測，并對測試結(jié)果進(jìn)行對比分析，優(yōu)選出準(zhǔn)確性高的檢測方法。

1 試驗(yàn)原理

手工拆分法：選用適當(dāng)?shù)脑噭?原則上該試劑對樣品中的纖維不存在任何損傷)及方法，將樣品中的非纖維物質(zhì)去除，用手工分解法將紡織品中不同種類的纖維分開，進(jìn)行干燥、稱量，計(jì)算出每種纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)[1]。三氯甲烷/三氯乙酸法和硫酸法：選擇適當(dāng)?shù)脑噭?，溶解掉其中一種組分，將剩余纖維進(jìn)行干燥、稱量，根據(jù)樣品質(zhì)量損失的情況，計(jì)算出各組分的纖維含量[2]。近紅外光譜法：采用近紅外光照射時(shí)，頻率相同的光線和基團(tuán)發(fā)生共振現(xiàn)象，光的能量通過分子偶極矩的變化傳遞給分子。近紅外光的頻率和樣品的振動頻率不相同，該頻率的光就不會被吸收[3]。選用連續(xù)改變頻率的近紅外光照射樣品時(shí)，由于試樣對不同頻率近紅外光的選擇性吸收，通過試樣后的近紅外光線在某些波長范圍內(nèi)減弱，而且在另外一些波長范圍內(nèi)較強(qiáng)，透射的紅外光線可攜帶有機(jī)物組分和結(jié)構(gòu)的信息。通過檢測器分析透射或反射光線的光密度，從而確定該組分的含量[4]。

2 試驗(yàn)部分

2.1 試 劑

三氯甲烷/三氯乙酸(15 g三氯乙酸中加入三氯乙烷至100 g)、75%硫酸溶液(將700 mL濃硫酸倒入350 mL的蒸餾水中，冷卻至室溫，稀釋至1 000 mL，質(zhì)量濃度控制在1.660～1.670 g/mL)、8%稀氨水溶液(將80 mL的濃氨水加水稀釋至1 000 mL)，均為國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司的分析純級別[5]。

2.2 儀 器

Julabo公司的SW22型恒溫振蕩水浴鍋(50±2) ℃；上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司的DK-S28型恒溫六孔水浴鍋(95±2) ℃；METTLER TOLEDO公司的AL104型分析天平；精度0.000 1 g；聚光科技(杭州)股份有限公司的SupNIR-1520TM型光柵掃描型光纖光譜儀，波長1 000～1 800 nm，采樣光斑大于30 mm，信噪比30 000∶1， 帶有光纖。干燥器；有塞三角燒瓶；玻璃砂芯坩堝；稱量瓶；抽濾器等。

2.3 試 樣

隨機(jī)選取具有代表性的各5個(gè)含黏合劑的棉/聚酯纖維混紡針織物和機(jī)織物，針織物混紡比例為棉/聚酯纖維7/93，11/89，17/83，24/76，35/65；機(jī)織物混紡比例為棉/聚酯纖維 48/52，53/47，63/37，76/24，82/18。

2.4 試樣預(yù)處理

用濾紙將試驗(yàn)樣品包裹并放入索氏萃取器中，倒入足夠的石油醚將樣品浸沒，萃取1 h，每小時(shí)循環(huán)6次以上。萃取完成后，將試驗(yàn)樣品取出，待石油醚完全揮發(fā)，再把試樣先放在常溫的蒸餾水中浸泡1 h，然后放入(65±5) ℃的蒸餾水中浸泡1 h，浴比均為1∶100，2種情況下均需不斷攪拌溶液。最后將試樣擠干、抽濾、自然干燥[6]。

3 試驗(yàn)方法

3.1 手工拆解法

取預(yù)處理的試樣不少于1 g，確保樣品具有完整花型，然后用手工分解法把棉和聚酯纖維分離開，烘干到恒定質(zhì)量稱量，結(jié)合公定回潮率計(jì)算含量[7]。

3.2 三氯甲烷/三氯乙酸法

把經(jīng)過預(yù)處理的試樣放入三角燒瓶中，以1∶100的浴比加入三氯甲烷/三氯乙酸試劑，使樣品充分潤濕并完全浸沒，蓋上玻璃瓶塞后放入恒溫震蕩水浴鍋(室溫)中，放置15 min。然后把三角燒瓶中的三氯甲烷/三氯乙酸移入已知質(zhì)量的玻璃砂芯坩堝中，用真空抽吸排液。再加入100 mL的三氯甲烷/三氯乙酸溶液洗滌三角燒瓶，將剩余纖維轉(zhuǎn)移到坩堝中，用真空抽吸排液，依次用三氯甲烷/三氯乙酸和蒸餾水洗滌不溶纖維，最后干燥、稱量。并用顯微鏡檢查剩余纖維，確認(rèn)可溶纖維是否已經(jīng)完全去除[8]。

3.3 硫酸法

將經(jīng)過預(yù)處理的試樣放入三角燒瓶中，以1∶100的比例加入75%硫酸溶液，使樣品充分潤濕并完全浸沒，蓋上玻璃瓶塞后放入恒溫震蕩水浴鍋(50±2) ℃中，放置1 h。

把三角燒瓶中的剩余纖維過濾至已知質(zhì)量玻璃砂芯坩堝，再加入100 mL同溫的75%硫酸清洗三角燒瓶，用真空抽吸排液。加入新的75%硫酸溶液至玻璃砂芯坩堝中，清洗剩余纖維，重力排液，反復(fù)多次直至清洗干凈。

用同溫蒸餾水洗滌多次，真空抽吸排液，再向三角燒瓶中加入8%稀氨水中和，最后用同溫蒸餾水洗滌三角燒瓶，每次洗滌先用重力排液再抽吸排液。最后將坩堝和剩余纖維一起烘干、冷卻再稱量[9]。

3.4 近紅外光譜法

采用近紅外光譜定量分析，開機(jī)預(yù)熱0.5 h后，進(jìn)行樣品光譜數(shù)據(jù)的采集。對含有棉和聚酯纖維2種成分的織物進(jìn)行漫反射光譜掃描，根據(jù)織物的光譜特性,選取1 300～1 800 nm作為掃描譜區(qū)，波長間隔為2 nm[10]。根據(jù)棉、聚酯纖維通過漫反射光譜掃描所反映出來明顯不同的最佳回歸波長這一特性，可以區(qū)別出2種纖維的差異，作為這2種纖維的定性定量依據(jù)?？椢镎疵娓鲯呙?次，取試驗(yàn)數(shù)據(jù)的平均值。

4 結(jié)果與分析

采用手工拆解法、三氯甲烷/三氯乙酸法、硫酸法、近紅外光譜法，測定棉/聚酯纖維織物含量結(jié)果與樣品設(shè)計(jì)值之間對比結(jié)果，如表1～4所示。

從表1可以看出，手工拆解法得出的試驗(yàn)結(jié)果與樣品設(shè)計(jì)值之間的平均偏差在1.0%左右，偏差比較小，試驗(yàn)數(shù)據(jù)也比較穩(wěn)定。然而在實(shí)際中，由于黏合劑的存在，許多樣品不易被拆分；有些可以被拆分，但卻耗費(fèi)人力、時(shí)間，工作效率也比較低。

表1 手工拆解法質(zhì)量損失對比

表2 三氯甲烷/三氯乙酸法溶解后質(zhì)量損失對比

注：修正系數(shù)d=1.0。

表3 硫酸法溶解后的質(zhì)量損失對比

注：修正系數(shù)d=1.0。

表4 近紅外光譜法質(zhì)量損失對比 %

從表2、3可以看出，三氯甲烷/三氯乙酸法和硫酸法所得試驗(yàn)結(jié)果與樣品設(shè)計(jì)值之間的平均偏差都比較大，試驗(yàn)數(shù)據(jù)不穩(wěn)定。這是由于樣品中的黏合劑，有些同纖維一起溶解在試劑中，但大多數(shù)黏合劑被殘留在剩余纖維上，一同計(jì)算在纖維含量中。特別是在某種纖維含量比較少的情況下，這種偏差更加明顯。

從表4可以看出，近紅外光譜法的試驗(yàn)結(jié)果較為準(zhǔn)確，偏差較小，與設(shè)計(jì)值比較接近。與傳統(tǒng)的化學(xué)分析相比，近紅外光譜分析具有十分顯著的技術(shù)優(yōu)勢，一方面可以快速準(zhǔn)確地對織物進(jìn)行定量分析，在一般的檢測過程中對樣品無化學(xué)污染；另一方面，在未來綠色的分析技術(shù)是紡織檢測發(fā)展的必然趨勢，該技術(shù)也可能成為主流檢測手段。但在檢測分析時(shí)，要求有非常大的數(shù)據(jù)庫作為支撐，且檢測儀器較昂貴；此外，織物中某種纖維含量過低不宜采用該方法。近紅外光譜法是一種間接分析技術(shù)，需要利用常規(guī)分析方法獲得樣品的組分或性質(zhì)的基本數(shù)據(jù)，再運(yùn)用化學(xué)計(jì)量學(xué)方法建立校正模型，實(shí)現(xiàn)對未知樣品的定性或定量分析，目前只能作為輔助的方法使用。

5 結(jié) 論

綜上所述，紡織纖維的化學(xué)定量分析旨在尋找一種最佳的溶劑和方法分離纖維，減少試驗(yàn)誤差。在對含黏合劑的混紡織物進(jìn)行定量分析時(shí)，黏合劑的存在會導(dǎo)致纖維定量發(fā)生不定的偏差，因?yàn)轲ず蟿┖屠w維會溶或不溶于化學(xué)試劑中，并且黏合劑的存在有時(shí)還會阻止化學(xué)試劑的滲透和擴(kuò)散反應(yīng)，導(dǎo)致紡織纖維定量出現(xiàn)難以避免的誤差，且紡織品中添加的黏合劑種類非常多，也會導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)難以避免的誤差，所以在對含黏合劑的紡織品檢測分析時(shí)，應(yīng)盡可能采用手工拆解方法，在條件允許的情況下，也可采用近紅外光譜法作為一種輔助方法進(jìn)行定量分析，以使試驗(yàn)結(jié)果更加精準(zhǔn)，盡可能的避免給纖維檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)帶來風(fēng)險(xiǎn)。