太极石聚酯纤维与氨纶的定量分析方法研究

文/林本术

太极石是一种天然矿石，材质本体成分属SiO2，另含有微量的多种金属矿物元素，将原矿石先击碎再磨成微米细粉成为基底材料，可运用于涂布或直接与物件融合，如有更小分子需求，则可将微米粉末纳米化制成纳米分子的矿石粉，可用于防止抽丝，或者是化妆品、保养品的原物料添加品。太极石粉末对聚酯纤维及粘胶纤维和锦纶纤维等纤维基本不会出现排斥现象，混合时可纺性很强，在这种工艺基础之上，太极石聚酯纤维孕育而生。太极石聚酯纤维可以纯纺，也可以与棉、再生纤维素纤维等以任意比例混纺，目前被应用于许多服装板块，运动服、防晒服、游泳衣等。然而，目前国内外太极石聚酯纤维尚无系统的定量标准，因此对于太极石聚酯纤维产品的定量分析研究，对推广太极石聚酯纤维在织布、无纺布的运用有迫切意义。

作为改性聚酯纤维，太极石聚酯纤维的物理及化学性质与聚酯纤维非常相似。基于此，我们做了一系列溶解试验。试验发现，太极石聚酯纤维在99% N，N—二甲基甲酰胺（90℃，10min）之下纤维受损，不能用于太极石聚酯纤维与氨纶的定量研究。因此本文根据GB/T 2910.1—2009 《纺织品 定量化学分析 第1部分：试验通则》[1]标准来设计试验，选用75% H2SO4（常温，30min）法、80%H2SO4（24℃，15min）、80% 甲酸（70℃，8min）3种环保的无机试剂，对太极石聚酯纤维和氨纶产品进行定量分析方法[2]研究。通过对比试验前后太极石聚酯纤维的净干质量，与手工拆分数据对比，得到3种方法的修正系数，并比较了几种方法的优劣，为进一步研究类似改性纤维的检验方法提供参考。

1 试验部分

1.1 材料

太极石聚酯纤维（纱线），纯氨纶纤维。

1.2 设备仪器

高低温水浴振荡器，分析天平（精度：0.0001g），快速烘箱，干燥器，具塞三角烧瓶（容量：250mL），砂芯坩埚，真空抽滤[1-2]。

2 试验步骤

2.1 75% H2SO4法

将预处理过的样品放入三角烧瓶中，样品与试剂比为1g：100mL，在常温水浴中振荡30min。用已知质量的砂芯坩埚过滤，将纤维在清水下洗涤3次，并用氨水中和。每次洗后用真空泵抽吸排液。

2.2 80% H2SO4法

按FZT 01095—2002《氨纶产品的分析方法》6.3进行试验。

2.3 80% 甲酸法

将预处理过的样品放入三角烧瓶中，样品与试剂比为1g：100mL，在（70±2）℃水浴中静置8min。用已知质量的砂芯坩埚过滤，将纤维在等温度的清水下洗涤3次，并用氨水中和。每次洗后用真空泵抽吸排液。

3 数据处理

纤维含量计算方法如式（1）。

式中：d——修正系数；mb——试验前剩余纤维的净干质量，g，ma——试验后剩余纤维的净干质量，g。

4 试验结果及讨论

本文参照GB/T2910—2009、FZT 01095—2002，采用75% H2SO4（常温，30min）、80% H2SO4（24℃，15min）、80% 甲酸（70℃，8min）3种方法设计氨纶与太极石聚酯纤维的定量试验，所有试验一组平行样结果偏差不大于1%，数据如表1～表3所示。数据结果稳定可靠，可以运用于日常检验工作。各试验对比图结果如图1所示。

图1 3种方法偏差曲线对比图（数据越接近1.00，对太极石聚酯纤维损伤越小）

图1为3种溶解试验方法所得的所有数值均在0.9911～1.0071范围内浮动，经过计算3种方法的d值均为1.00，表明3种方法对于太极石聚酯纤维的损伤很小，可忽略，均为有效的定量方法。

综上，我们可得：使用75% H2SO4（常温，30min）法、80% H2SO4（24℃，15min）、80% 甲酸（70℃，8min）3种方法，均能溶解氨纶纤维，试验结果可重复，误差低于1%，经计算3种方法的修正系数均为1.00，在日常检验工作定量分析是可行的。

75% H2SO4（20℃，30min）法不足之处在于试验时间相对较长，80% H2SO4（24℃，15min）法与75% H2SO4相似，80% 甲酸（70℃，8min）法耗时最短，不足之处是试剂价格相对较高。另外，还可以从提高甲酸浓度以及试验温度等方面着手研究，进一步降低试验时间，提高效率。

表1 75% H2SO4溶解法试验检测太极石聚酯纤维含量

5 结论

以上3种方法均未使用到有机试剂，是比较环保并且洗涤简单的方法。同时，选用的试剂也没有褪色作用，试验结果不会因试验前后样品颜色变化产生误差。近年来，为增加聚酯纤维的附加价值，改性聚酯纤维层出不穷，性质也各有异同。本文结合太极石聚酯纤维的溶解特性，选择适合的溶解时间和温度，设计了几种试验方案，为类似新型纤维的定量方法提供了研究思路。

表2 80% H2SO4溶解法试验检测太极石聚酯纤维含量

表3 80% 甲酸溶解法试验检测太极石聚酯纤维含量