疏水面料纤维含量分析方法探讨

李润景，沈红，柴林玉

0 引言

随着人们生活水平的不断提高和纺织工业的持续进步，人们对面料的服用性能要求也越来越高，如市场上对具有防水功能织物的需求不断增加，但对功能性服装的检测却仍在探索中。在目前纺织品纤维含量定量试验方法中，化学溶解法占据着举足轻重的作用。化学溶解法需要将织物置于一定浓度试剂中，通过对不同温度、震荡条件、反应时间等条件的控制来达到溶解其中一种组分或多种组分的纤维剩余一部分纤维的目的，从而计算出每种纤维的质量百分比。具有防水功能的织物由于较难浸没于试剂中，对检测工作中纤维含量的检测带来许多不利的影响。

在防水整理中，常应用于服用纺织品的后处理方式多为防水透气整理，也称为拒水整理，是指织物经过整理后改变纤维的表面性能，使得纤维表面呈疏水性，使织物不易润湿。常用防水整理加工方法主要有疏水整理剂法、涂层整理法和紧密织物法三种。在实验室遇到的多组分样品中，涂层整理法和疏水整理剂法处理的样品均占有一定的比例。

由于涂层整理法主要采用层压或涂层工艺在织物表面涂覆一层薄膜，通过封闭织物表面的孔隙使织物具有防水性能。在对通过此类处理方法的多组分样品的定量试验中，一般将涂层先去除后再进行定量试验。

疏水整理剂法是将织物经过各种疏水剂的乳液或溶液浸轧、干燥和焙烘工艺后，在织物表面形成一层疏水基因，阻止水分子穿过织物，从而达到防水目的。浸轧一般在常温或55℃～70℃的条件下进行，且此类工艺简便易行，成本低，但产品的透气性随所用疏水剂的种类有所不同。在实验室定量试验中，防水整理剂法处理的多组分织物在加入试剂进行试验时会发现织物并不能浸没于试剂中，给定量试验带来困扰。

文中希望通过对实验室定量操作过程的试验条件进行一些改进，从而对疏水整理剂处理的纺织品的化学含量进行分析和探讨。

1 试验

1.1 试剂和仪器

仪器 分析天平、玻璃干燥皿、烘箱和恒温水浴振荡器。

试剂 二甲基甲酰胺、75%硫酸和80%硫酸。

1.2 疏水整理样品的处理

在试验过程中，如果多组分织物不能完全浸没于试剂中，试验人员会采取手工拆法将织物通过物理方式拆为纱线，从而破坏织物的表面构造，使定量试验得以继续进行。常见的氨纶/聚酯纤维和棉/聚酯纤维混纺织物占据大部分此类样品，手工物理拆分的方法会浪费大量的人力和时间，从而降低试验效率。目前这两类样品常用测试方法标准为GB/T 2910.11—2009《纺织品定量化学分析第11部分：纤维素纤维与聚酯纤维的混合物（硫酸法）》、FZ/T 01095—2002《纺织品氨纶产品纤维含量的试验方法》和GB/T 2910.20—2009《纺织品定量化学分析第20部分：聚氨酯弹性纤维与某些其他纤维的混合物（二甲基乙酰胺法）》。为提高试验效率，在现有实验室条件下，通过有效调配试剂和试验条件来准确、快速定量此类样品的纤维含量是一个亟需解决的问题。

1.3 样品准备

在试验室送检样品中选取一定数量、经防水整理剂处理的棉/聚酯纤维和氨纶/聚酯纤维混纺样品作为试验研究对象，并选取一部分相近织物结构的纯聚酯纤维作为空白对照。

1.4 试验方案

先通过测定纯聚酯纤维在三种试剂中不同温度下的损伤来进行空白对照和确定定量试验d值（d为不溶组分的质量变化修正系数），再对典型拒水面料在不同温度和试剂条件下进行批量试验所得的数据与标准值进行对比，得到准确的条件控制范围，最后通过对比试验得出相关结论。

1.5 试验步骤

取一定数量的纯聚酯纤维进行试验，测定不同温度条件下二甲基甲酰胺、75%硫酸和80%硫酸对聚酯纤维的损伤程度。设定聚酯纤维初始重量为100%，在试验时间为30 min、振荡速度为60 r/min的条件下往复震荡，测定不同试剂在不同温度下对聚酯纤维的损伤程度，测试结果见表1。

表1 不同试剂在不同温度下处理试样的损伤情况

由表1可知，当处理温度小于70℃时，用二甲基甲酰胺和不同浓度的硫酸处理试样时，三种试剂对聚酯纤维均无损伤。当处理温度超过70℃时，三种试剂对聚酯纤维均有不同程度的损伤，其中N,N-二甲基甲酰胺对聚酯纤维的损伤较小，最高时仅有1%；而用75%硫酸和80%硫酸处理试样，当温度超过80℃时，对聚酯纤维有较大的损伤，最高时可达5%。结合上述测定结果，为保证试验时的精确度，后续用硫酸法进行试验时将处理温度设置低于80℃。

2 结果与讨论

2.1 对氨纶/聚酯纤维混纺样品的定量试验分析

取一只客户送样中机织拒水氨纶/聚酯纤维混纺样品，该样品在经纬方向上均含有氨纶，氨纶包缠在两股聚酯纤维经过加捻组成的纱线中。在FZ/T 01095—2002《纺织品氨纶产品纤维含量的试验方法》标准规定的条件下，常温下用80%硫酸法进行试验，试剂无法浸没该样品，具体定量数据无法得出。该样品在氨纶/聚酯纤维混纺的疏水整理产品中具有很强的代表性，故采用该样品为代表样品对该类产品采用多种方法进行试验，以期获得该类产品的合理试验方法。

采用N,N-二甲基甲酰胺、75%硫酸和80%硫酸分别对整块织物、拆散样品和手工拆出氨纶的三种样品进行试验，并对测试结果进行分析。试验采用手拆法测得样品组分为聚酯纤维84.2%和氨纶15.8%。试验时以手拆法结果作为标准值，对各类试验条件下所测数据进行比对，测试结果的偏离比程度（见表2和表3），且偏离比的计算按公式（1）进行。

表2 二甲基甲酰胺法在不同温度下处理试样所测偏离比

表3 硫酸法在不同温度下处理试样所测偏离比

由表2和表3可知，氨纶/聚酯纤维混纺样品使用二甲基甲酰胺法在温度为90℃及以上进行试验时定量偏差值小于1%；使用硫酸法约在70℃能够达到相对准确定量（偏离比小于±1%）。使用手工拆散的处理方式可以使定量试验更加容易进行，且拆散后约在50℃的条件下就可以准确定量该类型混纺样品。

2.2 对棉/聚酯纤维混纺样品的定量试验分析

对棉/聚酯纤维采用75%硫酸和80%硫酸两种试剂分别对整块和拆散织物进行试验，同时与厂家实际投料比进行比对。取一只客户送检的并经过疏水整理具有拒水效应的棉/聚酯纤维混纺样品，用不同浓度的硫酸对试样进行处理，并对测试结果进行比对。

表4 不同方法处理棉/聚酯（40/60）试样所测偏离比

由表4可知，不同浓度的硫酸法对棉/聚酯纤维混纺样品进行定量试验分析发现，拆散后该类型混纺样品在50℃～70℃试验条件下可以准确定量；当试验温度升至70℃时，具有疏水整理的棉/聚酯纤维可以不经过拆散进行准确定量。

3 结论

（1）在80℃及以上试验条件下75%硫酸和80%硫酸对聚酯纤维有损伤，且存有安全隐患。

（2）提高试验温度和对织物进行拆散都可以一定程度上破坏疏水整理织物的拒水效应，便于定量试验的进行。

（3）对疏水整理的氨纶/聚酯纤维混纺样品可以使用二甲基甲酰胺法，也可以使用浓度为75%～80%的硫酸在70℃条件下进行准确定量分析。

（4）对疏水整理的棉/聚酯纤维混纺样品可以使用浓度为75%～80%的硫酸在温度为70℃的试验条件下进行准确定量。