紡織品水萃取液pH值檢測技術探討

吳洪添

摘要

針對紡織品pH值測試原理和過程，選用酸性、中性和堿性樣品分別從樣品碎樣的大小、測試用水的pH值、萃取液放置時間和振蕩速率等試驗條件作出分析影響紡織品水萃取液pH值檢測準確性的因素。總結各因素對紡織品pH值影響的規律，對學習和改進紡織品pH值測試有一定的意義。

關鍵詞：pH值；紡織品；水萃取液

1 引言

pH值是用來衡量溶液酸堿性的指標，代表溶液中氫離子濃度。紡織品pH值作為紡織品安全性能重要指標之一，源于在生產加工和后處理過程中，經過一系列的酸、堿處理，殘留的酸堿性物質和鹽類物質。一般情況下，人體皮膚的pH值在5.5到7.0之間[1]，略呈酸性。酸性環境可以抑制某些致病菌的生長繁殖，具有保護皮膚免遭感染的作用。為了提高紡織品安全性，許多國家頒發的相關法律和技術標準都對pH值做了強制性要求。我國施行的《國家紡織產品基本安全技術規范》規定：pH值標準為A類（嬰幼兒用品）pH值為 4.0～7.5；B類（直接接觸皮膚）pH值為 4.0～8.5；C類（非直接接觸皮膚）pH值為4.0～9.0[2]。為了更好地控制紡織品pH值的檢測過程，本文基于GB/T 7573—2009[3]測試方法，通過改變試驗參數進行分析和研究，總結影響紡織品pH值試驗的因素，對提高紡織品pH值檢測結果的精確度有一定實際意義[4]。

2 試驗部分

2.1 主要儀器、試劑

儀器：pH計（starer 2100型）（精度0.01），電子天平（精度0.001g），具塞三角燒瓶（250mL），量筒（100mL），往復式振蕩器，玻璃燒杯，剪刀，鑷子等。

試劑：緩沖液（鄰苯二甲酸氫鉀溶液，25℃時pH值4.01；混合磷酸鹽溶液，25℃時pH值6.86；四硼酸鈉溶液，25℃時pH值9.18），三級水（pH值在5.0～7.5）之間，最大電導率2×10-6S/cm，使用前需煮沸5min以去除二氧化碳，然后密閉冷卻[5]。

2.2 試驗步驟

試驗過程參照GB/T 7573—2009《紡織品 水萃取液pH值的測定》進行，樣品從一般淺色平紋織物中選取pH值為酸性（1#）、中性（2#）、堿性（3#）的3種樣品進行測試分析。每種樣品稱取2份的試樣，將其剪切成小塊，放入含有100mL的三級水的燒瓶中，將燒瓶放到振蕩器上振蕩2h后，取出試驗樣品的萃取液體用pH計測試pH值。

3 結果與討論

3.1 試樣大小對檢測結果的影響

常溫下，取3種試樣剪碎成約0.25mm×0.25mm、0.5mm×0.5mm、1.0mm×1.0mm、1.5mm×1.5mmmm大小，各稱取2份重量為（2±0.05）g的碎布分別放入三角瓶中，加入100mL 三級水，蓋上玻璃塞，分別振蕩萃取2h后，測定試樣的pH值，結果見表1。

從表1結果看出，布樣剪碎的大小對于酸性試樣（1#）影響不明顯、中性和堿性試樣（2#和3#）的pH值會隨著布樣的逐漸增大而降低。原因是萃取由表到里進行，試樣剪得越碎，比表面積越大，與萃取液的接觸面積就越大，與萃取液接觸面積越大，從而使測試結果偏低。本試驗結果符合該規律。

3.2 測試用水的pH值對測試結果的影響

常溫下，取3種試樣各稱取2份重量為（2±0.05）g，將試樣剪碎成0.5mm×0.5mm大小，放入具塞三角瓶中，分別使用pH值為6.00、6.50、7.00、7.50的三級水作為萃取液，振蕩萃取2h后，測定試樣的pH值，試驗結果表2。

從表2結果看出，三級水的pH值對酸性試樣（1#）影響很小；而對于pH值較高的中性和堿性試樣（2#、3#）影響較大，差值均較大于0.2，有些試樣的差值甚至高達0.64。而標準GB/T 7573—2009中要求萃取三級水的pH值在5.0～7.5之間。因此，建議盡量使用pH值較為穩定的三級水，測試中性和堿性試樣時用水盡量在6.0～6.5之間最好，測試數據方可具有更好的重現性；同時在自己的試驗記錄上記錄所用三級水的pH值，使數據具有更好的溯源性。

3.3 萃取液放置時間對pH值測試結果的影響

常溫下，取3種試樣各稱取2份重量為（2±0.05）g，將試樣剪碎成0.5mm×0.5mm大小，分別放入具塞三角瓶中，加入100 mL三級水，振蕩萃取2h后，萃取液分別加橡膠塞的情況下靜置0h、0.25h、0.5h、1h、2h、4h，測定試樣的pH值。不同試樣在不同靜置時間下的pH值見表3。

表3看出，酸性樣品（1#）和中性樣品（2#）在靜置4h以內測試 pH值變化均在0.2以內，結果基本穩定。堿性樣品在靜置4h內變化大于0.2，pH值變化達0.42，極不穩定，對結果有較大的影響；放置時間對pH值的檢測結果存在較大影響。這主要是由于水萃取液長時間暴露在空氣中，會與空氣中的CO2作用（空氣中的CO2水解生成H2CO3，H2CO3呈弱酸性），從而影響水萃取液的pH值，對于弱堿性或中性試樣的影響尤為明顯。

3.4 振蕩速率對結果的影響

常溫下，取3種試樣各稱取2份重量為（2±0.05）g，將試樣剪碎成0.5mm×0.5mm大小分別放入三角瓶中，加入100mL 三級水，蓋上玻璃塞，在恒溫水浴振蕩器中往復振蕩，速率分別為30次/min、60次/min、90次/min、120次/min和150次/min，振蕩萃取2h后，測定試樣的pH值，結果見表4。

從表4可看出，酸性、中性和堿性樣品的pH值在30次/min到60次/min時變化較大，在60次/min以上后振蕩速率對樣品的pH值影響不大，測試 pH值變化均在0.2以內，結果基本穩定。試驗證明最佳速率可選在60次/min時，這主要原因是萃取由表到里進行，振蕩速率越大，與萃取液的接觸萃取越快，萃取越充分，從而使測試結果偏低。而當速率達到一定速度時，萃取作用達到飽和，pH值變化趨向穩定。

4 結論

針對以上試驗分析，概括得出以下幾點結論：

（1）剪碎布樣的大小對于酸性試樣pH值影響不明顯，中性和堿性試樣的pH值會隨著布樣的逐漸增大而降低。

（2）三級水的pH值對酸性試樣影響很小；而對中性和堿性試樣影響較大，建議盡量使用pH值較為穩定的三級水，測試中性和堿性試樣時用水pH值盡量在6.0～6.5之間最好。

（3）酸性、中性的樣品在靜置4h以內測試 pH值結果基本穩定。堿性樣品在靜置4h，pH值變化變化大于0.2，不穩定，對結果有較大的影響。

（4）當振蕩速率達到60次/min以上后振蕩速率對樣品的pH值影響很小，萃取液pH值變化趨向穩定。

參考文獻：

[1]張敏民.生態家用紡織品[M].北京：中國紡織出版社，2006.

[2]GB 18401—2010國家紡織產品基本安全技術規范[S].

[3]GB/T 7573—2009 紡織品水萃取液pH值的測定[S].

[4]騰萬紅.pH值測定中不同萃取介質的影響分析[J].針織工業，2010（3）：64-66.

[5]劉煒卿.影響紡織品水萃取液pH值因素的探討[J].上海毛麻科技.2007（2）：30-32.

（作者單位：廣州市增城質量技術監督檢測所）