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        論濃鹽酸法用于絲光綿羊毛/桑蠶絲定量的可行性

        2021-03-29 01:24:16
        中國纖檢 2021年3期
        關(guān)鍵詞:方法

        1 引言

        古往今來,羊毛就是一種比較高端的原料,由于其蓬松、保暖、易于上色等特性,被廣泛用于大衣、羊毛衫等冬季服裝上。然而羊毛也有一些明顯的瑕疵:縮水、直接貼身穿著產(chǎn)生刺痛感。隨著物質(zhì)生活的滿足,人們對于高端舒適服裝面料的追求越發(fā)嚴(yán)格,羊毛的這些缺點已經(jīng)無法滿足當(dāng)下的環(huán)境。在這種矛盾中,人們也對于綿羊毛進(jìn)行了性能改善:如綿羊毛扎人,是羊毛鱗片的剩余皮質(zhì)層和髓質(zhì)層引起,如果能通過外界方法將這些物質(zhì)腐蝕或者去除,即絲光綿羊毛,就能提高毛衣的舒適感。具體而言,公認(rèn)的主要通過“氯化法” “酶減量法”以及“氧化法”實現(xiàn)。以上幾種方法都有各自的實用性和缺點,就結(jié)果而言,通過以上幾種方法確實改善了綿羊毛的貼身穿著體驗,是比較有效的方法。幾種方法的本質(zhì)都是通過試劑破壞綿羊毛的鱗片,即角朊。盡管絲光綿羊毛提高了舒適度,然而綿羊毛的鱗片本身對于羊毛枝干就有保護(hù)作用,將它破壞以后,綿羊毛本身的性能有所降低[1-3]。

        一般實驗室綿羊毛與桑蠶絲的定量試驗都選擇75%硫酸分析。但綿羊毛是一種耐酸不耐堿的纖維,而絲光過的綿羊毛,在長時間的硫酸環(huán)境中容易出現(xiàn)受損、吸酸膨脹甚至部分溶解的現(xiàn)象。針對于此,本文參考試驗操作通則[4],選用35%鹽酸進(jìn)行絲光綿羊毛/桑蠶絲的定量分析方法,同時通過試驗數(shù)據(jù)分析以及試驗后的纖維形態(tài)觀察,確定了這種方法用于絲光綿羊毛/桑蠶絲定量的可行性。

        2 試驗部分

        2.1 試驗方法

        濃鹽酸(25℃,25min)法:用35%濃鹽酸把桑蠶絲從已知干燥質(zhì)量的絲光綿羊毛/桑蠶絲混紡面料中溶解去除,計算不溶物的質(zhì)量百分比。

        75%硫酸法:參考GB/T 2910.18—2009《紡織品 定量化學(xué)分析 第18部分:蠶絲與羊毛或其他動物毛纖維的混合物(硫酸法)》[5]。

        2.2 樣品準(zhǔn)備

        隨機(jī)從檢驗樣品庫中尋找5塊不同顏色、不同厚度、不同織法、已知標(biāo)準(zhǔn)比例的絲光綿羊毛/桑蠶絲樣品進(jìn)行測試,每組試驗均由不同人員做平行樣。經(jīng)本實驗室前期試驗研究結(jié)果,濃鹽酸法不需要對樣品進(jìn)行褪色,直接拆散成紗線即可。

        2.3 試劑

        35%濃鹽酸,稀氨水,75%硫酸,稀乙酸。

        2.4 試驗儀器

        高低溫水浴振蕩器,快速烘箱,砂芯坩堝,干燥器,通風(fēng)櫥,分析天平(精度:0.0001g),具塞三角燒瓶(250 mL),帶顯示屏的BX4顯微細(xì)度儀。

        3 結(jié)果與討論

        35%濃鹽酸法:鹽酸易于揮發(fā),在純醋酸溶液下的PKa值高于硫酸,PKa值越小,所對應(yīng)酸的酸性越強(qiáng),因此鹽酸的酸性比較低,是一種相對溫和的酸。試驗過程中,首先進(jìn)行絲光綿羊毛在濃鹽酸中修正系數(shù)測定,如表1所示。

        表1 絲光綿羊毛在濃鹽酸中的修正系數(shù)

        75%硫酸法:未經(jīng)絲光的綿羊毛在濃鹽酸中的修正系數(shù)為1.00,在75%硫酸中的修正系數(shù)為0.985。首先用常規(guī)的硫酸法對5組樣品進(jìn)行試驗。在洗滌過程中,即發(fā)現(xiàn)纖維有些碎化,強(qiáng)度很低。用纖維細(xì)度儀拍攝照片,如圖1所示。

        圖1 75%硫酸法的絲光綿羊毛試后樣

        根據(jù)試驗操作手冊,將5組樣品依次進(jìn)行兩種試驗,測試結(jié)果均為凈干含量。結(jié)果如表2。

        由圖1和表2可看出,采用75%硫酸法試驗時,桑蠶絲已經(jīng)完全溶解,而絲光綿羊毛在75%硫酸中呈現(xiàn)出明顯的吸酸膨脹、鱗片嚴(yán)重?fù)p傷、鱗片水解的情況。數(shù)據(jù)結(jié)果也與標(biāo)準(zhǔn)值偏差較大。如表2所示,幾個樣品都是絲光綿羊毛的量偏小,其中5號樣品最大偏差>5%,超出定量要求的最大誤差。這是因為在絲光過程中,綿羊毛表面鱗片的二氧化硫鍵和肽鏈斷裂,降低了綿羊毛的強(qiáng)度以及耐酸性能,在強(qiáng)酸性環(huán)境中出現(xiàn)水解,降低樣品質(zhì)量,因此75%硫酸法不是一種優(yōu)選的絲光綿羊毛/桑蠶絲定量方法;濃鹽酸法結(jié)果穩(wěn)定可靠,和標(biāo)準(zhǔn)投料值誤差小于1%,是一種可行的檢驗方法。

        表2 不同面料的測試結(jié)果

        對試驗后的樣品進(jìn)行觀察拍攝,得到試驗以后的絲光綿羊毛的形態(tài)圖,如圖2所示。圖中可以明顯看出,經(jīng)過鹽酸試驗以后,桑蠶絲完全溶解,同時絲光綿羊毛的形態(tài)纖細(xì),條干順直,鱗片貼合,并未有明顯的損傷,也沒有膨脹現(xiàn)象。

        圖2 35%鹽酸法的絲光綿羊毛試后樣

        4 分析及結(jié)論

        對于絲光綿羊毛在濃鹽酸法中損傷比硫酸損傷小,主要有以下幾個原因:

        (1)75%硫酸黏稠度比較大,在洗滌過程中抽濾比較難,容易出現(xiàn)酸殘留,在試樣烘干過程中由于高溫導(dǎo)致纖維燒傷,影響試驗結(jié)果和纖維形態(tài)。

        (2)綿羊毛雖然是一種耐酸的纖維,但長期在酸的環(huán)境中,綿羊毛鱗片上的肽鍵也會與酸反應(yīng),出現(xiàn)水解,使得纖維受損或者溶解。75%硫酸法耗時很長,絲光后的綿羊毛本身纖維的強(qiáng)度就有所減低,在這樣長時間的強(qiáng)酸環(huán)境中,受到損失的可能性大大提高,這也會導(dǎo)致試驗結(jié)果偏離。

        (3)與濃鹽酸法相比,75%硫酸還需要對試樣進(jìn)行褪色處理,在褪色過程中,保險粉與纖維表面的染料發(fā)生化學(xué)作用,使得顏色剝離。對于絲光綿羊毛而言,這相當(dāng)于又多經(jīng)過了一次化學(xué)處理,絲光綿羊毛表面的鱗片更加容易與酸反應(yīng),影響試后樣的重量。

        由試驗數(shù)據(jù)比對,結(jié)合以上原因分析,在絲光綿羊毛/桑蠶絲混紡面料定量中,濃鹽酸法是一種比較可行的方法。這種方法對絲光綿羊毛損傷小,也不需要褪色處理,耗時短,是優(yōu)選方法。

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