腈綸氨綸混紡織物定量分析方法的探討

陳啟群，吳儉儉，張瑾暉，薛聲聰

(1.浙江立德產品技術有限公司，杭州　311215;2.浙江省檢驗檢疫科學技術研究院，杭州　311215)

?

腈綸氨綸混紡織物定量分析方法的探討

陳啟群1，吳儉儉2，張瑾暉1，薛聲聰1

(1.浙江立德產品技術有限公司，杭州311215;2.浙江省檢驗檢疫科學技術研究院，杭州311215)

摘要：采用γ-丁內酯對腈綸、氨綸混紡織物進行化學溶解法定量分析，研究在不同反應溫度、反應時間下γ-丁內酯完全溶解腈綸時對氨綸的影響。試驗結果表明，采用γ-丁內酯對腈綸、氨綸混紡織物進行化學定量分析的最佳條件為反應溫度40℃、時間15min，此時腈綸纖維完全溶解，得到氨綸的修正系數d值為1.0536，均值在95%置信水平下，置信界限遠小于1%，相比現行的FZ/T 01095-2002、GB/T 2910.12-2009等標準中的方法，該方法簡單、無毒、節能環保、反應時間短效率高。

關鍵詞：γ-丁內酯；腈綸氨綸混紡織物；化學定量分析；修正系數

現今人們越來越重視紡織服裝產品生產、消費過程中的環保問題，在實驗室的產品檢測過程中也日益重視檢測試劑對環境、對人產生的不利影響。腈綸又稱聚丙烯腈纖維，有人造羊毛之稱，[1]是一種觸感柔軟、保暖性能良好、色澤鮮艷、耐光、不怕蟲蛀、強度不輸于羊毛的纖維原料，生產成本又遠低于羊毛、棉。根據不同用途的要求，一般可與棉、羊毛等天然纖維，粘膠、萊賽爾纖維等人造纖維，滌綸、錦綸等合成纖維混紡廣泛應用于各種服裝面料。[2]

目前常用的紡織品纖維定量化學分析標準如：中國國家標準GB/T 2910《紡織品 定量化學分析》、國際標準ISO 1833《Textiles-Quantitative chemical analysis》、美國標準AATCC 20A《Fiber Analysis Quantitative》、日本標準JIS L1030-2《紡織品纖維混合物定量分析的試驗方法—第2部分:纖維混合物定量分析的試驗方法》等標準都采用二甲基甲酰胺試劑溶解腈綸纖維。紡織行業標準FZ/T 01095《紡織品 氨綸產品纖維含量的試驗方法》采用硫氰酸鉀試劑溶解腈綸化學定量分析腈綸氨綸混紡產品。其中使用二甲基甲酰胺溶解法時[3-4]，需要將樣品放置在三角燒瓶并置于90～95℃的水浴裝置中，持續反應達1.5h，長期使用二甲基甲酰胺蒸汽可經眼睛、上呼吸道等進入人體造成急性中毒，對肝臟、胃腸道都可能有損害。使用硫氰酸鉀溶解法時，硫氰酸鉀本身受高熱易分解，放出有毒的氰化物和硫化物氣體，操作時應在通風柜密閉通風使用，操作人員需佩戴防毒口罩、化學防護眼鏡，穿防毒物滲透工作服。[5]

國內關于腈綸氨綸混紡織物的化學定量分析方法的研究較少，鄭少波等[6]研究了利用88%甲酸法溶解法定量分離氨綸與滌綸、腈綸、丙綸、棉、麻、粘膠、羊毛等其他纖維的方法，但是該方法應用于腈綸氨綸產品仍然有一定的局限性。楊志敏等[7]研究了氨綸產品纖維定量的拆分法和化學定量法的誤差，認為拆分法的誤差較小，但是在日常紡織品纖維成分分析檢測工作中很多腈綸氨綸混紡織物往往無法進行手工拆分，而不得不采用化學定量分析法。γ-丁內酯，又稱1,4-丁內酯，[8]是一種無色油狀液體，能與水混溶，有獨特的芳香氣味，基本無毒。如果使用γ-丁內酯代替二甲基甲酰胺、硫氰酸鉀溶解腈綸，不但可以在減少試驗過程中試劑對試驗人員的傷害、降低對環境的污染，而且可以降低反應溫度、減少反應時間、節省能耗、提高試驗的工作效率。

1試驗

1.1試驗儀器設備與材料

1)試劑：γ-丁內酯，AR，國藥集團化學試劑有限公司。

2)材料：腈綸標準面料(上海紡織工業研究所)；氨綸絲(40D，杜邦)。

3)設備、儀器：DKZ-2恒溫水浴振蕩器(上海精宏儀器設備有限公司)；AE200電子分析天平(METTLER TOLEDO);UF450烘箱(Memmert);HX204鹵素快速水分測定儀(METTLER TOLEDO)；cu-6纖維細度儀(和眾視野)；GM0.5真空泵(天津津騰試驗設備有限公司)；干燥器，規格240mm(含干燥硅膠)；稱量瓶，規格65mm×35mm;具塞玻璃三角燒瓶，規格250mL;玻璃砂芯坩堝，規格2#30mL(50～70μm)。

1.2試驗原理及方法

1.2.1溶解試驗原理

采用γ-丁內酯把腈綸纖維從已知干燥質量的腈綸氨綸混紡織物中溶解去除，收集殘留物，清洗、烘干和稱重；結合d值計算其占混合織物干燥質量的百分率，由差值得出氨綸纖維的百分含量。

1.2.2溶解試驗方案設計

用電子分析天平稱取1g左右腈綸樣品，以1∶100浴比倒入100mLγ-丁內酯試劑于具塞三角燒瓶中，分別選取40、50、60、70、80、90℃，測得不同反應溫度下腈綸完全溶解需要的時間。

同樣，稱取1g左右氨綸樣品，將稱好的試樣放入具塞三角燒瓶中，以1∶100浴比倒入100mLγ-丁內酯試劑，選取40、50、60、70、80、90℃的溫度條件，放入恒溫振蕩水浴鍋中以120r/min的轉速振蕩，至溶解。利用真空泵將反應后的殘留物抽濾至已知干燥質量的玻璃砂芯坩堝中，并用蒸餾水抽濾洗滌4～6次，最后將玻璃砂芯坩堝和殘留物一并放入105±3℃的恒溫烘箱中烘干4h至恒重，移至干燥器中冷卻30min至室溫并稱重，計算結果。測得各個反應條件下，在γ-丁內酯試劑中氨綸的重量損失率。

1.2.3氨綸修正系數d值試驗

用電子分析天平稱取氨綸絲10份，每份1g左右，精確至0.0001g，均勻剪碎后置于稱量瓶，放入105±3℃的恒溫烘箱中烘干4h至恒重，取出稱量瓶，放入干燥器冷卻30min，稱重，即為氨綸溶解前質量。將稱重后的樣品置于250mL三角燒瓶中，按照1∶100的浴比每克樣品加入100mLγ-丁內酯溶液，放入40℃的恒溫振蕩水浴鍋中以120r/min機械振蕩15min。按1.2.2方法分別將殘留物過濾、烘干冷卻稱重，即為氨綸溶解后質量。則氨綸溶解前后的質量比為修正系數d。

1.2.4準確度測定方法

取8份常見不同比例的腈綸/氨綸混合樣品，每份1g左右，精確至0.0001g，將稱重后的樣品置于250mL三角燒瓶中，按照1∶100的浴比每克樣品加入100mLγ-丁內酯溶液，按1.2.3方法振蕩、過濾、烘干、冷卻、稱重，計算結果。

1.2.5精密度測定方法

取10份95%/5%的腈綸氨綸混合樣品，每份1g左右，精確至0.0001g，將稱重后的樣品置于250mL三角燒瓶中，按照1∶100的浴比每克樣品加入100mLγ-丁內酯溶液按1.2.3方法振蕩、過濾、烘干、冷卻、稱重，計算結果。

2結果與討論

2.1溶解試驗反應條件的確定

表1不同反應條件氨綸損失率

反應溫度/℃,溶解時間/minm0/gm1/g氨綸損失率/%40,150.98890.94214.731.23291.17514.6950,100.85010.80045.850.76950.72705.5260,101.14601.06587.000.97000.90017.2170,51.21501.10788.821.23201.13218.1180,51.10601.00479.161.03600.93599.6690,51.27781.139110.851.09800.975411.17

分析表1試驗結果，溶解溫度從40℃升高至90℃，腈綸完全溶解由15min縮短至5min，至70℃、5min腈綸已全部溶解，在80℃、90℃時，溶解時間改變不明顯，而隨溫度升高，γ-丁內酯對氨綸的損傷程度卻呈線性遞增，高溫致氨綸的損失率約11%。溫度低，氨綸損失率小，通過試驗發現，低于40℃環境中，γ-丁內酯溶解腈綸的速度非常慢，基本處于溶脹狀態，不適用快速檢測。因此，綜合以上試驗結果，在時間差異較小的前提下，選取氨綸損失率最小的作為該方法的反應條件，即反應溫度40℃、時間15min為γ-丁內酯溶解腈綸的最佳試驗條件。

2.2修正系數d值的確定

表240℃，15min條件下氨綸在

γ-丁內酯溶液中的d值

由表2可知，10組氨綸試驗得到的d值平均值為1.0536，以t分布模型統計分析，t分布的雙側分位數為2.306，當置信度為95%時，置信區間為(1.0491～1.0582)，置信界限為±0.00455%。可見氨綸在40℃，15min的γ-丁內酯溶液中的d值為1.0536，且在95%置信水平下，其置信界限遠小于1%，試驗測得的氨綸纖維質量修正系數d=1.0536是合理的。

2.3腈綸/氨綸混合樣品含量準確度測試

準備8份已知組分比例的腈綸/氨綸樣品，每份約1g，在40℃，15min條件下，各用100mL的γ-丁內酯溶液溶解試樣，根據1.2.4測試方法，測得8組混合樣品腈綸和氨綸組分的百分比，并運用2.2得到的d值對氨綸質量進行修正，將實測得到的樣品組分比例與已知樣品比例相對照，結果見表3。

表3腈綸/氨綸混合樣品含量準確度測定結果

樣品已知比例/%腈綸氨綸實測比例/%腈綸氨綸絕對誤差/%199.170.8399.650.35-0.48298.021.9898.691.31-0.67397.012.9997.382.62-0.37496.004.0096.513.49-0.51594.995.0195.534.47-0.54693.976.0394.435.57-0.46793.007.0093.636.37-0.63891.948.0692.257.75-0.30

通常的混紡面料中氨綸組分占比例較少，從腈綸/氨綸混合樣品含量的測定結果看，絕對誤差在1%，由于氨綸含量少，其相對誤差則較大，然而，我國關于低含量纖維標識有明確的說明，當標簽上的某種纖維含量≤10%時，纖維含量允差為3%；當某種纖維含量≤3%時，實際含量不得為0。因此，該種方法測試誤差在允許的范圍內，滿足GB/T 29862《紡織品 纖維含量的標識》標準的要求。

2.4腈綸/氨綸混合樣品含量精密度測試

準確稱取10份組分比例為95%/5%的腈綸氨綸混合樣品，每份1g左右。在40℃，15min試驗條件下，各用100mL的γ-丁內酯溶液溶解混合試樣，按照上述1.2.5試驗方法，測得10組混合樣品中腈綸和氨綸組分所占百分比，并運用2.2得到的d值對氨綸質量進行修正，與真值相比較，測試結果見表4。

表4腈綸/氨綸混合樣品含量精密度測定結果

樣品腈綸/%氨綸/%195.534.47295.474.53395.514.49495.524.48595.374.63695.414.59795.424.58895.504.50995.454.551095.464.54氨綸含量均值/%4.54標準偏差0.052095%置信界限/%±0.0372

由表4可知，氨綸含量的平均值為4.54%，標準偏差為0.0520，95%置信界限為±0.0372%。在95%置信區間內，氨綸纖維含量均在置信區間內，10個樣品的測定值與真值的差異不顯著，具有很好的重現性，置信界限遠小于1%，該測試方法穩定性較好、精密度較高。

3結論

1)γ-丁內酯用于腈綸/氨綸混紡織物化學定量分析，浴比1∶100，每克樣品加入100mLγ-丁內酯溶液，試驗溫度40℃，以120r/min頻率振蕩15min，腈綸纖維完全溶解，而氨綸不溶。

2)運用t檢驗法分析γ-丁內酯定量檢測腈綸/氨綸混紡織物的含量方法，表明其測試誤差在允許范圍內，氨綸的修正系數d值為1.0536，該方法可行。

3)與現行的FZ/T 01095—2002、GB/T 2910.12—2009標準所采用的二甲基甲酰胺、硫氰酸鉀試劑相比，具有高效、環保等優點，完全可以應用于腈綸混紡織物的化學定量分析。

參考文獻：

[1] 殷海霞，沈為.新型腈綸針織產品服用性能的研究[J].針織工業,2006(6):57-59.

[2] 楊延翔.國內外腈綸市場供需狀況及思考[J].當代石油石化，2005,13(6):28-30.

[3] 全國紡織標準化技術委員會基礎標準分會(SAC/TC 209/SC 1).紡織品定量化學分析方法：GB/T 2910-2009[S]. 北京：中國標準出版社，2009.

[4] 國際標準化組織紡織技術委員會(ISO/TC 38).Textiles-Quantitative chemical analysis:ISO 1833-2006[S].瑞士：國際標準化組織，2006.

[5] 張榮，張曉東.危險化學品安全技術[M].北京：化學工業出版社，2009:90-91.

[6] 鄭少波，吳儉儉.氨綸/其他纖維定量化學分析方法研究[J].紡織學報，1998(2):49-51.

[7] 楊志敏，楊友紅.氨綸產品定量分析偏差的理論研究 [J].紡織導報，2010(4):96-98.

[8] 邱婭男.γ-丁內酯的生產方法及其應用綜述[J].科技情報開發與經濟，2008,18(34):83-84.

(責任編輯：許惠兒)

Discussion on Quantitative Analysis Method of Blended Fabrics of Acrylic Fiber and Spandex

CHENQiqun1,WUJianjian2,ZHANGJinhui1,XUEShengcong1

(1.Zhengjiang Lead Product Technology Co., Ltd., Hangzhou 311215, China; 2.Zhejiang Academy of Science and Technology for Inspection and Quarantine, Hangzhou 311215, China)

Abstract：This paper conducts quantitative analysis on blended fabrics of acrylic fiber and spandex with chemical dissolution method with γ-butyrolactone and studies the influence on spandex when γ-butyrolactone completely dissolves acrylic fiber under the condition of different reaction temperature and reaction time. The test result shows that optimal conditions for chemical quantitative analysis on blended fabrics of acrylic fiber and spandex withγ-butyrolactone are reaction temperature 40℃ and time 15min. Under such conditions, acrylic fiber completely dissolves. Correction factor d value of spandex is obtained as 1.0536 and its mean value is below 95% confidence level. Confidence limit is far less than 1%. Compared to methods in existing standards such as FZ/T 01095—2002 and GB/T 2910.12—2009, this method is simple, nontoxic, energy-saving and environmentally friendly and has short reaction time and high efficiency.

Key words：γ-butyrolactone; blended fabrics of acrylic fiber and spandex; chemical quantitative analysis; correction factor

收稿日期：2016-03-13

作者簡介：陳啟群(1982-)，男，浙江蒼南人，工程師，主要從事紡織品和助劑產品檢測技術及標準的研究與開發。

中圖分類號：TS157

文獻標志碼：A

文章編號：1009-265X(2016)04-0042-04