甲酸／氯化鋅法對羊毛／絲混紡產(chǎn)品進行化學(xué)定量分析的研究

李軍法，李朝陽，黃伙水，吳洪武

（泉州出入境檢驗檢疫局綜合技術(shù)服務(wù)中心，福建 泉州 362000）

羊毛／絲混紡產(chǎn)品在實驗室日常檢測中較為常見，羊毛和絲同屬蛋白質(zhì)纖維，常用的定量化學(xué)分析方法是GB／T 2910.18—2009第19章75%硫酸法［1］。但在對羊毛／絲混紡樣品進行測試時發(fā)現(xiàn)，該方法溶解時間（振蕩1h）和操作時間（大約1h）較長，且溶解后溶液呈粘稠狀，不易操作，溶解后剩余的羊毛纖維很大程度失去了原有的彈性和光澤，在顯微鏡下觀察有不同程度的損傷。為找到一個更理想的方法，作者經(jīng)過大量試驗，嘗試了多種試劑，最后選定用甲酸／氯化鋅溶液作為試劑，在溫度70℃和靜置溶解20 min 的條件下對羊毛／絲混紡產(chǎn)品進行定量化學(xué)分析［2-3］。

1 實驗部分

1.1 羊毛纖維和絲纖維的溶解性能

本次試驗選用甲酸／氯化鋅溶液作為試劑，在幾個常見溫度條件下對羊毛纖維和絲纖維進行溶解性試驗，試驗結(jié)果見表1。

表1 羊毛纖維和絲纖維在甲酸／氯化鋅溶液中的溶解性能

1.2 測試原理

取已知干重及混紡比的羊毛／絲混紡樣品，70℃±2 ℃條件下，在甲酸／氯化鋅溶液中靜置溶解20min±1min，過濾，將剩余的羊毛纖維烘干稱重，從而計算出羊毛纖維和絲纖維的凈干含量。為保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，在計算羊毛纖維的凈干含量百分率時要乘以一個質(zhì)量修正系數(shù)。

1.3 試劑

石油醚；甲酸／氯化鋅溶液：20g無水氯化鋅和68g無水甲酸加水至100g；稀氨溶液：取氨水20mL（密度為0.880g／mL）用水稀釋至1L；稀硫酸溶液：100mL濃硫酸（密度1.84g／mL）慢慢加入到1900mL水中。

1.4 主要儀器設(shè)備

索氏萃取器、分析天平（精確度為0.0001g）、恒溫烘箱105℃±5℃、恒溫振蕩器（0～100℃）、干燥器、真空泵、具塞三角燒瓶和玻璃砂芯坩堝。

1.5 樣品的準(zhǔn)備

1.5.1 樣品

標(biāo)準(zhǔn)羊毛貼襯織物（符合GB／T 7568.1—2002《紡織品 色牢度試驗 毛標(biāo)準(zhǔn)貼襯織物規(guī)格》）［4］，標(biāo)準(zhǔn)絲貼襯織物（符合GB／T 7568.6—2002《紡織品色牢度試驗 絲標(biāo)準(zhǔn)貼襯織物規(guī)格》）［5］。

1.5.2 樣品預(yù)處理

按GB／T 2910.18 中要求對樣品進行預(yù)處理，在索氏萃取器里用石油醚萃取1h，每小時至少循環(huán)6次，待試樣中的石油醚揮發(fā)后，把試樣浸入冷水中浸泡1h，再在65℃±5℃的水中浸泡1 h，并持續(xù)攪拌，然后抽吸或離心脫水、晾干。

1.5.3 試樣準(zhǔn)備

取預(yù)處理后的羊毛織物和絲織物拆成紗，裝入稱量瓶中在烘箱內(nèi)烘干至恒重，放入干燥器內(nèi)冷卻后稱重。

1.6 試驗

試驗分3 組：第1 組精確稱取羊毛纖維10份，用甲酸／氯化鋅法測得羊毛的質(zhì)量修正系數(shù)；第2組精確稱取羊毛和絲混紡試樣10份（將羊毛纖維和絲纖維按設(shè)計的干重比例進行混合，混紡比相同），按甲酸／氯化鋅法進行定量測試；第3組精確稱取羊毛和絲混紡試樣10份（將羊毛纖維和絲纖維按設(shè)計的干重比例進行混合，混紡比不同），分別按75%（m／m）硫酸法和甲酸／氯化鋅法進行定量測試。

2 結(jié)果與分析

2.1 計算公式

2.1.1 羊毛纖維d值的計算

羊毛纖維在甲酸／氯化鋅溶液中處理后質(zhì)量修正系數(shù)按公式（1）計算：

式中：m0——溶解前試樣干重，g；

m1——溶解后試樣干重，g。

2.1.2 混紡試樣凈干含量百分率的計算

式中：P1——不溶解纖維的凈干含量百分率，%；

P2——溶解纖維的凈干含量百分率，%；

m0——溶解前試樣干重，g；

m1——溶解后試樣干重，g；

d——不溶纖維在試劑處理時的質(zhì)量修正系數(shù)。

2.2 羊毛纖維質(zhì)量修正系數(shù)的確定

將第1組試樣放在上述試驗條件（70℃，20 min）下進行測試，測試結(jié)果見表2。

為了保證最后計算結(jié)果的準(zhǔn)確性，一般要對測試的原始數(shù)據(jù)進行檢驗以剔除一些異常值，常用的方法就是T 檢驗法，T 檢驗法原理：通過檢驗標(biāo)準(zhǔn)試樣測定結(jié)果的平均值與標(biāo)準(zhǔn)值之間是否有顯著差異來判斷是否存在系統(tǒng)誤差。下面用T檢驗法對測定的10個d值進行合理性分析：

表2 羊毛纖維質(zhì)量修正系數(shù)d值測試結(jié)果

質(zhì)量修正系數(shù)合理性分析（t檢驗法）［6］：

計算結(jié)果說明本試驗在95%置信區(qū)間無顯著差異，沒有出現(xiàn)離群值而造成系統(tǒng)誤差，表2中試驗測得的羊毛纖維質(zhì)量修正系數(shù)d值均為正常值，即羊毛的質(zhì)量修正系數(shù)d=0.9982 是合理的，置信界限僅為±0.0019。

2.3 甲酸／氯化鋅法精密度的考察

將第2 組試樣在上述試驗條件（70℃，20 min）下進行測試，根據(jù)以上的質(zhì)量修正系數(shù)d值（d=0.9982），按公式（2）計算出羊毛的凈干含量，測試結(jié)果見表3。

表3 羊毛含量平均值的區(qū)間估計

采用格魯布斯檢驗法［5］，在采用置信度為95%時，表3中試驗測得的羊毛纖維含量經(jīng)判斷均為正常值，平均值的置信界限為±0.22%，滿足GB／T 2910.18 中置信界限小于±1%的要求。由表3可以看出，試驗測得的10個羊毛含量非常穩(wěn)定，有很好的重現(xiàn)性，這說明甲酸／氯化鋅法測試結(jié)果有較高的精密度。

2.4 甲酸／氯化鋅法與75%硫酸法準(zhǔn)確性比較

將第3組試樣分別按75%硫酸法和甲酸／氯化鋅法進行溶解測試，d值分別取0.985［1］，和0.9982，按公式（2）、（3）計算出羊毛和絲的凈干含量，測試結(jié)果見表4。

由表4可以看出，兩種方法的準(zhǔn)確性均能滿足GB／T 2910.18標(biāo)準(zhǔn)中小于±1%的要求，但甲酸／氯化鋅法的準(zhǔn)確性明顯優(yōu)于75%硫酸法，10個試樣中有9個試樣的絕對誤差甲酸／氯化鋅法小于75%硫酸法。

2.5 甲酸／氯化鋅法與75%硫酸法其它方面的比較

2.5.1 測試過程方面

75%硫酸法：室溫下劇烈振蕩60min后用砂芯坩堝過濾，剩余纖維依次用稀硫酸、水、稀氨溶液各接觸10min后過濾，最后與水接觸30min后過濾，整個溶解和過濾過程至少2h，且溶解后的溶液呈粘稠狀，不易過濾，給操作帶來一定得麻煩。

甲酸／氯化鋅法：70℃條件下靜置20 min后用砂芯坩堝過濾，剩余纖維依次用70℃甲酸／氯化鋅溶液、水、稀氨溶液清洗，每次清洗前讓纖維與液體接觸1 min并不時搖動，最后用水清洗3次，整個溶解和過濾過程大約23min，很明顯，甲酸／氯化鋅法測試過程更短，操作更簡單，大大提高了工作效率。

表4 75%硫酸法和甲酸／氯化鋅法準(zhǔn)確性比較

2.5.2 d值方面

75%硫酸法d值取0.985，說明75%硫酸溶解后羊毛纖維有部分損失，甲酸／氯化鋅法d=0.9982，保留二位小數(shù)則d值取1.00，說明甲酸／氯化鋅溶液溶解后羊毛纖維幾乎沒有損失，因為測試過程沒有質(zhì)量損失，測試結(jié)果也會更加穩(wěn)定。

2.5.3 剩余纖維方面

75%硫酸溶液處理后的羊毛纖維很大程度的失去了原有的彈性和光澤，在顯微鏡下觀察可以看到不同程度的損傷；甲酸／氯化鋅溶液處理后的羊毛纖維基本保持了原有的光澤和彈性，手感飽滿，在顯微鏡下觀察幾乎看不到損傷，顯而易見，甲酸／氯化鋅溶液處理后的羊毛纖維更符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.5.4 試劑安全性方面

兩種試劑都具有腐蝕性，75%硫酸是強酸，有很強的腐蝕性，常溫下不易揮發(fā)，甲酸／氯化鋅溶液有較強的毒性且易揮發(fā)，對人體危害更大。

3 結(jié)論

3.1 試驗表明，采用甲酸／氯化鋅溶液作試劑，在溫度70℃±2℃和靜置溶解20min±1min的試驗條件下對羊毛／絲混紡比進行測定是可行的，羊毛纖維的質(zhì)量修正系數(shù)d=0.9982，保留兩位小數(shù)則d值取1.00，其平均值在95%置信水平下置信界限為±0.22%，滿足GB／T 2910.1［7］的要求。

3.2 無論是檢測過程還是檢測結(jié)果，甲酸／氯化鋅法都明顯優(yōu)于75%硫酸法：檢測流程更短，測試結(jié)果誤差更小，試劑處理后的羊毛纖維很好地保持了原有的外觀特征和性質(zhì)。由此可見，甲酸／氯化鋅法是更為理想的測定羊毛／絲混紡比的方法。

3.3 考慮到試劑的安全性，甲酸／氯化鋅法美中不足是甲酸／氯化鋅溶液有毒性且易揮發(fā)，測試人員應(yīng)采取完善的保護措施。

［1］GB／T 2910.18-2009.紡織品 定量化學(xué)分析 第18部分：蠶絲與羊毛或其他動物毛纖維的混合物（硫酸法）［S］.

［2］劉源，馬永才，劉生紅.羊絨與羊毛的定性鑒別與定量分析［J］.山東紡織科技，2001，42（4）：35—36，53.

［3］何艷芬，曹穎.羊毛／桑蠶絲混紡織物定量分析方法的研究與探討［J］.山東紡織科技，2013，54（1）：27—29.

［4］GB／T 7586.1—2002.紡織品 色牢度試驗 毛標(biāo)準(zhǔn)貼襯織物規(guī)格［S］.

［5］GB／T 7586.6—2002.紡織品 色牢度試驗 絲標(biāo)準(zhǔn)貼襯織物規(guī)格［S］.

［6］汪榮鑫.數(shù)理統(tǒng)計［M］.西安：西安交通大學(xué)出版社，2003.

［7］GB／T 2910.1—2009.紡織品 定量化學(xué)分析 第1部分：試驗通則［S］.