棉/聚酯纤维织物成分含量测试方法的比对分析

文/高丽 王洋 毕玉洁

1 引言

在纺织检测领域，纤维含量属于消费者比较关注的一个项目，也是服装企业向消费者传达产品部分价值的直接方式，所以纤维含量的测试与分析是一项很常见且重要的检测项目。

目前，国内外棉与聚酯纤维混纺产品纤维含量的定量测试的化学方法有GB/T 2910.11—2009的75%硫酸法和AATCC 20A—2014的碱性乙醇法。国内大都采用GB/T 2910—2009中的硫酸法，把混纺产品中的棉溶解掉，剩下聚酯纤维，此方法无需进行复杂的预处理，试验数据稳定可靠。与之相反，美国的AATCC 20A—2014碱性乙醇法则是把其中的聚酯纤维溶解掉，剩余棉。此方法用到的乙醇溶液容易挥发，氢氧化钠颗粒也比较难溶，试剂配起来比较麻烦。所以目前，市场上大多数的棉与聚酯纤维混纺面料都用国标硫酸法来定量。近几年，由南京东华纤维技术发展有限公司自主研发的聚酯改性技术和中石化最先进的化纤纺丝装置生产的改性中空聚酯纤维，它与棉的混纺面料用硫酸法定量，75%的硫酸对中空改性聚酯纤维有损伤，所以试验结果误差比较大，而用美标碱性乙醇法定量，溶解掉中空改性聚酯纤维，对剩余物棉也没有损伤，试验数据准确可信，大大缩短了试验时间。

本文采用上述两种方法，对棉与改性中空聚酯纤维混纺面料进行定量分析试验和对比分析，为检测人员解决实际应用中的相关问题提供参考。

2 试验步骤

2.1 试剂

（1）硫酸（质量分数为75%）：将700mL浓硫酸（ρ=1.84g/mL）小心地加入到350mL水中，溶液冷却至室温后，再加水至1L，硫酸溶液浓度范围允许在73%～77%（质量分数）之间。

（2）碱性乙醇：18g反应级颗粒状氢氧化钠加入到装有200mL乙醇的250mL锥形瓶中，加热到65℃完全混合。

（3）稀氨水溶液：将80mL浓氨水（ρ=0.880g/mL）加水稀释至1L。

（4）70%的异丙醇。

2.2 仪器

恒温水浴锅；恒温烘箱；电子天平（万分之一）；带塞玻璃三角瓶；烧杯；量筒；G1砂芯坩埚；抽滤瓶；干燥器。

2.3 试验步骤

（1）75%硫酸法：将经过预处理的至少1g试样放入三角瓶中，每克试样加入200mL硫酸溶液，塞上玻璃盖，摇动三角瓶将试样充分润湿后，将三角瓶放入（50±5）℃放置1小时，每隔10分钟摇动一次。用已知干重的砂芯坩埚过滤三角瓶中的剩余纤维，再用少量硫酸清洗三角瓶。用真空泵抽吸排液，冷水洗涤数次后，稀氨水中和两次，再用冷水洗涤，最后将坩埚和残留物烘干，冷却，称重[1]。

（2）碱性乙醇法：准确称量0.5g～1.5g准备好的试样并记录其重量，精确至0.1mg。将200mL的碱性乙醇溶液加入其中，放入65℃的水浴锅中浸泡5分钟，用已知干重的砂芯坩埚过滤三角瓶中的剩余纤维，用真空泵抽吸排液，热水洗涤数次后，用70%的异丙醇清洗，再用冷水洗涤，最后将坩埚和残留物烘干，冷却，称重[2]。

3 棉与改性中空聚酯纤维定量方法分析比对

改性中空涤纶纤维是针对普通聚酯短纤织物起毛起球、手感粗糙、不吸湿、透气性差、热阻效果差等特点而开发的。改性中空涤纶纤维与普通的中空涤纶纤维不同地方在于，纤维大分子中引入柔性基团，降低了纤维的刚性，手感柔软滑爽；同时纤维大分子中引入亲水基团，水分在纤维表面润湿、扩散速度加快，加上纤维的中空结构和面料中的纤维集合体之间形成多重毛细管，构成一个优良导湿系统，显著地提高了织物的导湿性［3］。

3.1 溶解剩余物的比较

用纯棉40支纱线和改性中空聚酯纤维纱线（样品由南通大富豪纺织科技有限公司提供）配比出不同比例的混纺纱线，按照GB/T 2910.11—2009 75%硫酸法进行试验，多次试验发现，溶解前棉与改性中空聚酯纤维在显微镜下的状态如图1，溶解的剩余物改性中空聚酯纤维表面发黑，这是因为经过75%硫酸浸泡的改性中空聚酯纤维受损，纤维断裂，如图2，轻轻用手一捏，有少许黑色粉末，如图3。

图1 试验前棉和改性中空聚酯纤维

图2 试验后剩余的改性中空聚酯纤维

图3 试验后的剩余物

再将同等配比的棉与改性中空聚酯纤维的纱线用AATCC 20A—2014碱性乙醇法进行多次试验，溶解后的剩余物棉在显微镜下的形态，如图4，整体表面洁白，手感松软，如图5。

图4 试验后剩余的棉

图5 试验后的剩余物

3.2 试验结果的比较

分别人工配比不同比例的棉与改性中空聚酯纤维样品：20/80、50/50、70/30。每个样品按照2.3的试验步骤，分别用75%的硫酸法和碱性乙醇法进行试验，最后计算出棉与改性中空聚酯纤维的含量，其结果见表1。试验中以实测数据与真值的绝对误差表征试验方法的准确度。

从表1的试验结果发现，碱性乙醇法与真值的绝对误差要小于硫酸法，表明碱性乙醇法比75%硫酸法的试验结果更接近真值。75%硫酸法对于改性中空聚酯纤维的损伤比较高。由此实际检测中优先选择碱性乙醇法。

表1 两种方法定量分析试验结果

将表1中的碱性乙醇法数据进行统计分析，同时以相对标准偏差大小来表征此方法的精密性，结果如表2所示。在相同条件下，由一个分析人员测定所得结果的精密度称为重复性。由表2数据分析，碱性乙醇法相对标准偏差较小，说明一定条件下，此方法能获得相对较好的试验精度，也更易于达到试验结果的平行（两组试验结果偏差＜1%），保证工作的准确性和时效性。

表2 碱性乙醇法精密度分析

4 结论

本文在试验条件下比较GB/T 2910.11—2009 75%硫酸法和AATCC 20A—2014碱性乙醇法对棉与改性中空聚酯纤维的定量分析结果，试验数据表明，两种方法均能满足FZ/T 01053的定量偏差要求（≤5%）。但国标硫酸法试验时间比较长，而美标碱性乙醇法试验时间较短，且试验结果与面料实际的比例更加接近。这是因为国标75%硫酸法溶解掉棉，对剩余物改性中空聚酯纤维损伤比较大，导致结果与真实值差距较大；而美标碱性乙醇法溶解了改性中空聚酯纤维，对剩余物棉损伤也不大。在实际检测过程中，检测人员应根据具体的试验，结合观察剩余物的状态，选用更加适合的试验方法标准，让试验结果更加准确。