羊毛/絲混紡的產品不僅有優(yōu)良的抗皺性和保暖性,其手感也很順滑,穿著很舒適,在生活中很受廣大消費者的喜愛。所以在日常檢驗工作中是比較常見的。羊毛和絲都屬于天然的蛋白質纖維,化學性質非常相似。但是其本質不同,在化學組成、組織結構以及理化性能方面都有明顯的差異,利用兩種纖維的溶解性,即能定量測定兩種纖維的含量。常用的定量化學分析方法主要有GB/T 2910.18—2009第19章75%硫酸法[1]、甲酸/氯化鋅法[2]。但在兩種方法試驗中,它的溶解和操作時間都比較長。經查閱大量資料,作者發(fā)現甲醇/氫氧化鈉溶液對羊毛和絲在不同溫度下溶解性能不同的特性,且溶解過程中用時較短。最終選用了甲醇/氫氧化鈉溶液作為試劑,在溫度70℃和振蕩10min的條件下對羊毛/絲混紡產品進行定量化學分析[3]。
本次試驗選用甲醇/氫氧化鈉溶液作為試劑,在幾個常用的溫度條件下對羊毛和絲進行其溶解性能的試驗。結果見表1。
表1 羊毛/絲在甲醇/氫氧化鈉溶液中的溶解性能
取已知干重及混紡比例的羊毛/絲混紡樣品,在(70±2)℃條件下,在甲醇/氫氧化鈉溶液中振蕩(10±1)min,抽濾,沖洗,將剩余的絲纖維烘干稱重,從而計算出羊毛纖維和絲纖維的凈干含量。為了試驗結果的準確性,在計算時需要乘以一個質量修正系數。
石油醚;保險粉;甲醇/氫氧化鈉溶液:90g無水氫氧化鈉緩慢加入到1L無水甲醇中。
恒溫烘箱(105±5)℃、干燥器、分析天平(精確度0.0001g)、索氏萃取器、恒溫水浴振蕩器0~100℃、真空抽濾裝置、具塞三角燒杯、玻璃砂芯坩堝、鑷子。
1.5.1 樣品
樣品選用羊毛標準貼襯、絲標準貼襯。
1.5.2 預處理
根據GB/T 2910.18中的要求對樣品進行一個預處理,在索氏萃取器中用石油醚萃取1h,每小時循環(huán)6~8次,在通風柜內讓石油醚揮發(fā)完后,把試樣浸泡在65℃的水中1h,再讓試樣浸泡在冷水中1h,不間斷攪拌,最后抽濾、烘干備用。
1.5.3 樣品準備
把預處理好的樣品拆散成紗線,放入稱量瓶中在恒溫烘箱內烘干至恒重,轉入干燥器內冷卻后稱重。
1.5.4 試驗方法
將準備好的樣品放入三角燒瓶中,每克樣品加入100mL預熱至70℃的甲醇/氫氧化鈉溶液,充分振蕩使試樣完全浸濕,在70℃下振蕩10min,并每3min搖動一次。用砂芯坩堝過濾三角燒瓶中的殘留物,用70℃的甲醇/氫氧化鈉溶液再清洗一遍,再用溫水清洗,最后用水清洗,抽濾,烘干,稱重。
2.1.1 絲d值的計算
絲纖維在甲醇/氫氧化鈉溶液中去除羊毛纖維后的質量修正系數按公式(1)計算:
式中:m0——溶解前試樣干重,g;m1——剩余試樣干重,g。
2.1.2 混合試樣凈干含量百分率的計算
式中:P1——絲的凈干含量百分率,%;P2——羊毛的凈干含量百分率,%;m0——溶解前試樣干重,g;m1——剩余試樣干重,g;d——不溶解纖維在試驗預處理時的質量修正系數。
2.2.1 試驗時間的確定
設定時間為5min、8min、10min、12min、15min作為考察時間,在預處理好的樣品中隨機取1g左右的羊毛纖維,按設定好的時間進行試驗。結果見表2。
由表2可看出,羊毛纖維在70℃、5min條件下的甲醇/氫氧化鈉溶液中溶解時,羊毛纖維部分溶解,且伴有少量纖維糊狀;當羊毛纖維在70℃、8min條件下時,羊毛纖維溶解,呈黏糊狀;當溶解時間至10 min及以后時,羊毛纖維完全溶解。
2.2.2 試驗溫度的確定
選取溫度為55℃、60℃、65℃、70℃、75℃作為考察溫度,在預處理好的樣品中隨機取1g左右的羊毛纖維,分別在設定好的溫度條件下溶解10min。結果見表3。
由表3 可看出,羊毛纖維在55℃、10min條件下的甲醇/氫氧化鈉溶液中溶解時,羊毛纖維部分溶解,且伴有少量纖維糊狀;當羊毛纖維在60℃、10min條件下時,羊毛纖維溶解,呈黏糊狀;當溶解溫度至70℃及以后時,羊毛纖維完全溶解。
2.2.3 絲質量修正系數的確定
將準備好的試樣在甲醇/氫氧化鈉法的試驗條件(70℃、10min)下進行測試,結果見表4。
表4中試驗測得絲的質量修正系數為d=1.0469。
2.2.4 絲準確性的驗證
在甲醇/氫氧化鈉法的試驗條件(70℃、10min)下進行測試,根據以上的質量修正系數d值(d=1.0469),按公式(2)計算出絲的凈干含量,測試結果見表5。
2.3.1 影響因素
因為上述試驗中選用的是標準貼襯,而日常檢驗中,很多試驗樣品都是被染成不同顏色的羊毛/絲混紡產品,不同的染料和顏色給日常的檢驗工作帶來了一定的困難。特別是深色產品,需要褪色處理后再進行試驗。
2.3.2 褪色處理
褪色方法:隨機將黑色、深紅色、深藍色、深紫色、深灰色等深顏色的樣品加入到裝有70g/L保險粉的溶液中(充分攪拌使其完全浸濕),在70℃水浴鍋中振蕩15min。按該褪色方法,再分別測出羊毛和絲褪色中的質量修正系數,見表6。
表2 70 ℃條件下,羊毛在甲醇/氫氧化鈉溶液中不同溶解時間的試驗結果
表3 10 min條件下甲醇/氫氧化鈉不同溫度的試驗結果
表4 絲質量修正系數d值的測試結果
2.4.1 測試過程方面
75℃硫酸法:在溶解過程中溶液呈黏稠狀,給抽濾清洗帶來一定的難度,且整個試驗過程時間較長,至少需要2h。甲酸/氯化鋅法:整個試驗過程用時至少需要23min。時間相比75℃硫酸法快了很多。甲醇/氫氧化鈉法,其試驗過程是3種方法中時間最短的,在日常檢驗中遇到大批量檢測時,能節(jié)省更多時間,工作效率更高。
2.4.2d值方面
75%硫酸法d值=0.985,甲酸/氯化鋅法d值=0.9982,甲醇/氫氧化鈉法d值=1.0469。
2.4.3 試劑安全性
75%硫酸屬于強酸,且具有較強的腐蝕性和氧化性,常溫下不易揮發(fā),對人體有危害。
甲酸/氯化性有較強的腐蝕性、毒性且易揮發(fā),長期接觸對人體的皮膚和呼吸道有一定的損傷,有刺激性氣味,對人體危害大;甲醇/氫氧化鈉具有腐蝕性、毒性且有一定的可燃性,對人體危害大。在安全性方面,3種方法對測試人員的危害都比較大,故在試驗操作時務必應采取完善的保護措施。
表5 驗證絲準確性的測試結果
表6 羊毛/絲褪色質量修正系數
3.1 試驗結果表明,甲醇/氫氧化鈉溶液在溫度(70±2)℃和振蕩(10±1)min的條件下對羊毛/絲混紡產品進行定量分析是可行的。
3.2 用甲醇/氫氧化鈉法定量檢測羊毛/絲混紡織物含量的試驗誤差在標準的允許范圍內,絲的d值為1.0469。
3.3 對于結果的準確性,從d值來看,甲酸/氯化鋅的d值最接近1,誤差最小。但是在測試流程上,甲醇/氫氧化鈉法時間更短,效率更高。