氨綸的斷裂原因分析及定性定量工作的應(yīng)對初探

戴寅犇　廖艷芝　潘勇華

摘要：本文擬通過對織物中氨綸斷裂原因的分析，探討對纖維檢驗工作中定性定量過程的影響，并結(jié)合實際，優(yōu)化現(xiàn)有檢測方法以提高對于氨綸的定性與定量檢測能力。

關(guān)鍵詞：氨綸；斷裂；定性漏檢；定量不準(zhǔn)；優(yōu)化

氨綸的學(xué)名是聚氨基甲酸酯彈性纖維，一般所說的彈性纖維是指“由至少85%（重量）聚氨酯鏈段組成的合成線型大分子”，它具有高度彈性，能拉長6～7倍，但隨張力的消失能迅速恢復(fù)到初始狀態(tài)。氨綸廣泛地應(yīng)用于游泳衣、運動服、內(nèi)衣、襯衫等紡織服裝領(lǐng)域。

氨綸在紡織服裝行業(yè)中的廣泛應(yīng)用，使得它的檢測也成了各大檢測機構(gòu)在日常工作中比較常見和重要的內(nèi)容。與其他混紡織物相比，氨綸的定性與定量分析具有特殊性。首先，氨綸在織物中的含量都比較低，大部分在5%以內(nèi)。其次，氨綸可以以裸絲、包芯紗或者包覆紗等多種形式進入服裝應(yīng)用。在日常的檢驗過程中，我們還偶爾發(fā)現(xiàn)織物中的氨綸出現(xiàn)斷裂以及結(jié)構(gòu)性破壞等情況，更加大了檢測的難度，容易造成氨綸的定性漏檢或是定量不準(zhǔn)。

本文擬對織物中氨綸絲的斷裂以及結(jié)構(gòu)性破壞等情況進行簡要分析，并提出一些方法以優(yōu)化現(xiàn)有檢測手段，以提高對氨綸的定性與定量檢測的能力。

1 氨綸斷裂原因分析

氨綸的紡絲方法一般分為干法紡絲、濕法紡絲、反應(yīng)紡絲以及熔體紡絲，目前干法紡絲應(yīng)用最多，約占整個彈性纖維生產(chǎn)的80%以上。在實際的生產(chǎn)過程中由于織物本身結(jié)構(gòu)或某生產(chǎn)環(huán)節(jié)條件設(shè)定不當(dāng)就很容易發(fā)生斷裂或者破壞。一般可以將原因分為三類：原料、織造和染整。

1.1 原料問題

氨綸的良好彈性緣于它由軟鏈段和硬鏈段組成的嵌段共聚物組成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。而由低分子二異氰酸酯和二胺反應(yīng)形成的氨綸的硬鏈段，具有結(jié)晶性，熔融溫度很高。硬鏈段中氨基甲酸乙酯和脲基結(jié)構(gòu)分子鏈間的亞氨基和羰基、亞氨基之間可以形成很多較強的氫鍵結(jié)合，這些氫鍵使得硬鏈段在受到應(yīng)力后不易發(fā)生形變。而異氰酸中芳環(huán)的存在，使得硬鏈段區(qū)易于形成短的晶區(qū)，能夠降低分子鏈的柔順性，同時可以形成大分子的橫向交聯(lián)，防止大分子鏈間的滑移，為軟鏈段區(qū)的伸長和回復(fù)提供了必要的節(jié)點，使聚氨酯纖維擁有較高的強度、模量和耐磨性。如果原料中氨綸的硬鏈段過少，便會造成氨綸應(yīng)力變?nèi)酰瑥姸茸兊停簿透菀讛嗔裑1]。

另外，氨綸在使用時間上也有一定的要求，放置太久易引起氨綸絲表面的油劑揮發(fā)、氨綸老化、變脆、彈性衰退。溫度過低也會降低氨綸的強力，尤其在北方，應(yīng)對氨綸原料進行預(yù)熱，在其使用前應(yīng)保持一定的溫度。

1.2 織造問題

有的客戶以縮短氨綸的紗長來降低成本，以至于氨綸絲在織物中的張力過大，染整時就容易斷掉。一般氨綸和紗線的紗長比例要控制在1：3左右。

氨綸從表面看是單根絲，其實是由幾根絲復(fù)合而成，有時在織造過程中會造成單根氨綸損傷。這種損傷以肉眼是無法察覺的，但在經(jīng)過染整時，氨綸絲就會斷裂。例如織針表面不夠光滑，從而劃傷氨綸絲；或者氨綸喂紗位置不正確，導(dǎo)致針鉤的尖部刺穿氨綸絲，損傷氨綸。特別是織造較粗的氨綸絲時尤其需要注意。

另外，如果設(shè)備上的機油滴到布面上，一定要及時處理干凈，否則染整時氨綸絲就會發(fā)生熔斷現(xiàn)象。

1.3 染整問題

氨綸汗布染色時比普通針織布多了一個坯布預(yù)定形的過程，這個過程操作不當(dāng)會對氨綸絲造成很大損傷。由于氨綸絲的玻璃化溫度為135 ℃左右，所以如果定形機的車速和溫度控制不好，也很容易產(chǎn)生氨綸斷裂現(xiàn)象。有研究表明，染整過程中的定坯方式以及染色行機的條件，都會影響氨綸絲的質(zhì)量[2]。

另外，如果織物進行了生物酶處理，以及經(jīng)過返修的織物在染整過程中都更容易出現(xiàn)氨綸的斷裂。

2 氨綸檢測現(xiàn)狀以及定性定量優(yōu)化方法

目前對于織物中是否含有氨綸的定性判斷，在FZ/T 01057.1—2007中并未明確指出，一般采用手工拉伸法，即通過織物是否有彈性來判斷。對于一些氨綸分布比較稀疏或者之前所述的織物中部分氨綸斷裂或者破壞的面料，這樣的方法就容易造成漏判。而且，這個方法比較容易受到一些高彈絲的干擾。

根據(jù)日常工作經(jīng)驗總結(jié)，不妨結(jié)合顯微鏡觀察法和化學(xué)溶解法對織物是否含有氨綸進行綜合判斷。由于氨綸在織物中的比例一般都比較低，在顯微鏡觀察的時候，一定要注意使用哈氏切片器整體切片和分離單根紗線觀察兩種手段相結(jié)合，同時增大樣品的觀察量，并注意是否含有受到損傷的氨綸。而一旦通過顯微鏡觀察法發(fā)現(xiàn)有疑似氨綸的存在，則可以針對織物的其他組分，通過適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)試劑溶解分離后再通過顯微鏡觀察判定。另外，在樣品紗線顏色比較多，或者循環(huán)很大的時候，一定要注意將各個顏色或者循環(huán)中的紗線分別定性，以免造成遺漏。比如一些泡泡紗面料中往往有稀疏分布的極少量氨綸，如果按照一般樣品對待，極易造成氨綸的漏檢。

氨綸的定量檢測，通常是手工拆分法和二甲基乙酰胺溶解氨綸，但這兩種方法都有一定的局限性。手工拆分法結(jié)果準(zhǔn)確，但效率較低，而且不適用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜難以拆解的織物以及上述氨綸受到一定程度破壞損傷的織物。二甲基乙酰胺法溶解氨綸，雖然不存在以上問題，但是該試劑本身含有毒性，對操作人員的防護要求比較高，還對廢液處理和環(huán)境產(chǎn)生較大壓力。另外，通過去除低含量的氨綸，剩余相對高含量的其他纖維，在無法完全排除漿料和整理劑的實際操作中，必然對最終的結(jié)果也會產(chǎn)生較大的偏差。

而在GB/T 2910.1—2009試驗通則中也明確指出，化學(xué)溶解法最佳的試驗方案是先去除較多的組分，剩余較少的組分。那么我們就可以更積極地去探索一些更優(yōu)的試驗方法。比如常見的錦綸/氨綸混紡面料，可以選擇80%溶解錦綸剩余氨綸而不使用二甲基乙酰胺溶解氨綸、桑蠶絲/氨綸混紡面料，則可以選擇次氯酸鈉溶解桑蠶絲剩余氨綸而不選用二甲基乙酰胺溶解氨綸。對于纖維素纖維與氨綸的混紡樣品，則可以參考謝茂忠等人以體積比為3：2的鹽酸與水溶液，在60℃水浴中40min溶解纖維素纖維或蠶絲纖維，剩余氨綸[3]，以及俞邱孌等人以1.5mol/L的次氯酸鈉，在沸水浴條件下30min溶解纖維素纖維，剩余氨綸[4]。這些方法相對來說都是更為有效且靈活的手段，對于剩余的氨綸也可以更好地進行二次定性。

此外，在日常的檢測工作中，還偶爾遇到氨綸在織物生產(chǎn)或染整過程中發(fā)生嚴重破壞，在織物中已經(jīng)完全喪失其功能性纖維作用的情況。近年來，國家大力倡導(dǎo)循環(huán)經(jīng)濟，而再生棉也應(yīng)運而生。由廢棄的棉花、工業(yè)下腳料和紡織企業(yè)的布頭和紗線頭回收再利用制成的再生棉中也往往含有極少量的碎氨綸。這些樣品在纖維鏡下都只能看到破碎的纖維片段，無法準(zhǔn)確判定其具體纖維類型。對于這樣的情況，建議根據(jù)其具體含量，將其歸為其他纖維。

3 總結(jié)

在服裝行業(yè)蓬勃發(fā)展的今天，樣品的多樣化多元化對于服裝檢測工作帶來了巨大的沖擊。以更加準(zhǔn)確、更加精確、更加綠色為發(fā)展目標(biāo)的檢測機構(gòu)也面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。而各類小含量纖維的檢測，尤其是氨綸織物的檢測工作尤為重要。根據(jù)氨綸斷裂的幾種主要原因，采用顯微觀察法結(jié)合溶解法可以更為準(zhǔn)確地對一些小含量纖維進行定性，而對化學(xué)溶解法的優(yōu)化選擇以及有益探索更可以對氨綸的準(zhǔn)確定量有所幫助。

參考文獻：

[1]宋心遠.氨綸的結(jié)構(gòu)、性能和染整：一[J].印染，2002，（11）：30-35.

[2]孫向科，李茂林.針織物中氨綸絲斷裂主要因素的探討[J].輕紡工業(yè)與技術(shù)，2011，40（4）：71-72.

[3]謝茂忠， 麥曉霞，張曉利，等.用鹽酸法對氨綸混紡產(chǎn)品進行定量分析的研究[J].上海紡織科技，2010，38（8）：44-46.

[4]俞邱孌，倪志芬.次氯酸鈉溶液在紡織品定量化學(xué)分析中的創(chuàng)新應(yīng)用[J].中國纖檢，2012，（6）：48-50.

（作者單位：浙江省紡織測試研究院）endprint