羊毛/桑蚕丝/腈纶混纺产品定量分析方法的研究

文/李俊 王小奇 余亚玲 游城

1 引言

关于羊毛/桑蚕丝/腈纶混纺产品的定量分析，目前传统标准方法采用GB/T 2910.2—2009 《纺织品 定量化学分析 第2部分：三组分纤维混合物》[1]中方案4进行检测，附录B中提出具体方法为，采用二甲基甲酰胺和75%质量分数的硫酸依次进行溶解。但此法检测时间较长，且试样经75%硫酸溶液溶解后剩余物常呈黏稠状、不易收集，导致结果不稳定。因此本文探索使用GB/T 2910.2中方案3进行检测，即一试样采用GB/T 2910.4—2009[2]方法（次氯酸盐法）溶解羊毛和桑蚕丝，另一试样采用GB/T 2910.22—2009[3]中所述方法（甲酸/氯化锌法）溶解腈纶和桑蚕丝，剩余物为羊毛，由此达到简化检测过程，提高检测精确度的目的。

2 试验部分

2.1 原理

根据GB/T 2910.2—2009中的方案3，取两个试样，第一个试样用1mol/L次氯酸钠溶液溶解羊毛和桑蚕丝，收集残留物腈纶，清洗、烘干和称重。第二个试样用甲酸/氯化锌溶液去除腈纶和桑蚕丝，收集残留物羊毛，清洗、烘干和称重。然后按照标准中方案3的公式计算各组分纤维的净干百分含量。

2.2 试样准备

实验室日常检测中收集的不同颜色的腈纶、桑蚕丝、羊毛面料，腈纶标准贴衬，桑蚕丝标准贴衬，羊毛标准贴衬。并按GB/T 2910.1[4]规定进行预处理。

2.3 试剂与制备

次氯酸钠溶液（在1mol/L的次氯酸钠溶液中加入氢氧化钠，使其含量为5g/L，此溶液可用碘定法滴定，使其浓度在0.9mol/L～1.1mol/L，分析纯，广州化学试剂厂）；甲酸/氯化锌溶液（20g质量分数＞98%的无水氯化锌和68g无水甲酸加水至100g，分析纯，广州化学试剂厂）；稀氨水溶液（取密度为0.880g/mL氨水20mL，用水稀释至1 L，分析纯，广州化学试剂厂）；稀乙酸溶液（5mL冰乙酸加水稀释至1 L，分析纯，广州化学试剂厂）。

2.4 仪器与用具

具塞三角烧瓶（250mL）；玻璃砂芯坩埚；分析天平（精度为0.0001g）；恒温水浴锅；电热恒温鼓风烘干箱（105±3）℃；抽滤装置；干燥器等。

2.5 试验方法

2.5.1 腈纶、桑蚕丝在甲酸/氯化锌溶液中的溶解性能与羊毛在甲酸/氯化锌溶液中d值的研究

采用甲酸/氯化锌溶液按GB/T 2910.22—2009中所述方法（70℃法）对收集的不同颜色的腈纶、桑蚕丝和羊毛试样分别进行溶解试验。收集残留物，清洗、烘干、称重，并计算d值。

2.5.2 次氯酸钠法

按GB/T 2910.4—2009中的方法进行试验。把准备好的羊毛/桑蚕丝/腈纶混纺产品试样放入三角烧瓶中，每克试样加入100mL次氯酸钠溶液，经充分润湿后，在（20±2）℃水浴中振荡40min。

用已知干重的玻璃砂芯坩埚过滤，用少量次氯酸钠溶液将残留物清洗到玻璃坩埚中。真空抽吸排液，再依次用水清洗、稀乙酸溶液中和，最后用水连续清洗残留物，每次洗后先用重力排液，再用真空抽吸排液。最后将坩埚和残留物真空抽吸排液，烘干，冷却，称重。其中，腈纶的d值为1.00。

2.5.3 甲酸/氯化锌法

按GB/T 2910.22—2009中的方法进行试验。将试样迅速放入盛有已预热温度为（70±2）℃的甲酸/氯化锌溶液的三角烧瓶中，每克试样加100mL甲酸/氯化锌溶液，盖紧瓶盖，摇动三角烧瓶，浸湿试样，在（70±2）℃下放置（20±1）min，其间振荡2次。

振荡最后一次，用已知干燥质量的过滤坩埚过滤三角烧瓶中的残留物，用10mL、70℃的甲酸/氯化锌溶液清洗三角烧瓶中的残留物，用70℃水把残留物全部移入过滤坩埚中，用抽滤装置抽吸排液，再用70℃水充分清洗，用100mL稀氨水溶液中和，并使残留物与溶液充分接触10min，用抽滤装置抽吸排液，用冷水清洗至中性。每次清洗先靠重力排液后，再用抽滤装置抽吸排液。最后烘干过滤坩埚和残留物，冷却、称重。

2.5.4 准确度与精密度测试

分别采用标准GB/T 2910.2—2009中附录B提出的方案4方法与本文提出的方案3方法进行溶解试验，并对两种方法结果进行比较分析。准确度测试采取6种不同比例的羊毛/桑蚕丝/腈纶混纺试样进行试验，精密度测试采用同一比例的羊毛/桑蚕丝/腈纶（质量比为40/30/30）混纺试样进行10组试验。试验所用样品均由腈纶贴衬、桑蚕丝贴衬、羊毛贴衬按所需比例进行混合所得。

2.6 计算结果

羊毛/桑蚕丝/腈纶三组分混纺产品定量分析按GB/T 2910.2中方案3的计算公式进行计算。d值的计算公式：

式中：m0——已知不溶纤维干重，g；m1——试剂处理后不溶纤维干重，g。

3 结果与讨论

3.1 腈纶和桑蚕丝在甲酸/氯化锌溶液中的溶解性能

本次试验选用甲酸/氯化锌溶液作为试剂，在现行的纺织纤维鉴别试验方法FZ/T 01057.4《纺织纤维鉴别试验方法 第4部分：溶解法》[5]中所列举的27种试剂中没有甲酸/氯化锌溶液。为此，本文在70℃温度条件下对各种不同颜色的腈纶和桑蚕丝进行溶解性试验。试验结果显示，各桑蚕丝试样在70℃甲酸/氯化锌溶液中均能迅速溶解；不同颜色的腈纶试样在70℃甲酸/氯化锌溶液中均能在20min内完全溶解。

3.2 羊毛纤维d值的测试

3.2.1 试验结果

将10组已知净干质量的羊毛试样置于10个锥形瓶中，各加入100mL的甲酸/氯化锌溶液，置于70℃水浴锅中溶解20 min，根据羊毛溶解前后的净干质量计算羊毛的d值，计算公式见2.6。试验结果见表1。

表1 在70℃、20min条件下羊毛在甲酸/氯化锌溶液中的d值

3.2.2 分析与讨论

计算结果说明本试验在95%置信区间无显著差异，没有出现离群值而造成系统误差，试验测得的羊毛纤维质量修正系数d值均为正常值，即羊毛的质量修正系数d=1.0019，置信界限仅为±0.0024。这表明，羊毛d值为1.00是合理的，羊毛在甲酸/氯化锌溶液中只会产生一定的溶胀，并不会溶解。

3.3 准确度

3.3.1 试验结果

采用两种方法对不同比例样品的定量误差分析见表2。

3.3.2 分析与讨论

由表3可知，针对不同比例混合的羊毛/桑蚕丝/腈纶混合试样，用新方法测得的各组分含量与实际含量更接近，绝对误差范围在0.1%～0.5%之间，试验所求得各组分含量绝对误差均小于1%。而用传统方法测得各组分含量的绝对误差范围在0.2%～1.1%之间。这表明，新方法在准确度方面符合要求，且优于传统方法。

3.4 精密度

3.4.1 试验结果

采用两种方法对不同比例样品的定量精密度见表3。

3.4.2 分析与讨论

由表3可知，对同一羊毛/桑蚕丝/腈纶混合比例的试样进行重复性试验，两种方法所求得各组分净干百分比绝对误差均小于1%。新方法（方案3方法）所得数据的标准差均小于传统方法（方案4方法），说明新方法所得结果分散性小，比较精密和稳定。这是因为用75%质量分数的硫酸溶液对羊毛/桑蚕丝进行溶解时不易操作，且羊毛损伤较大，结果不稳定。而甲酸/氯化锌方法对羊毛的损伤几乎为零，结果比较稳定。

4 总结

（1）70℃的甲酸/氯化锌溶液能在20min内完全溶解腈纶和桑蚕丝，但对羊毛几乎没有损伤，修正系数可定为1.00。

（2）采用方案3方法，并引入GB/T 2910.22—2009甲酸/氯化锌法对羊毛/桑蚕丝/腈纶混纺产品进行定量分析，试验结果更接近真值，结果符合GB/T 29862—2013[6]中有关所得纤维含量偏差的要求，准确度及精密度方面均要优于现有标准GB/T 2910.2—2009 附录B所提出方案4方法。

（3）新方法采用方案3方法，同时对两组样品分别进行溶解，比传统方法（方案4方法）顺序溶解更节约时间，检测效率更高。

表2 定量误差分析 %

表3 羊毛/桑蚕丝/腈纶定量精密度%