蛋白改性聚丙烯腈纖維/棉混紡產(chǎn)品定性定量分析

易 宏， 程 珊

(廣州纖維產(chǎn)品檢測研究院，廣東 廣州 511440)

蛋白改性聚丙烯腈纖維/棉混紡產(chǎn)品定性定量分析

易 宏， 程 珊

(廣州纖維產(chǎn)品檢測研究院，廣東 廣州 511440)

探討了加工整理前后的蛋白改性聚丙烯腈纖維/棉混紡樣品的定性和定量分析方法，首先對樣品進行定性鑒別，然后采用化學(xué)和物理定量法對試驗樣品進行定量分析，并對樣品進行了溶解性能、熱性能及氨基酸含量等測試。結(jié)果表明，通過燃燒法、顯微鏡法和溶解法可以準(zhǔn)確定性鑒別蛋白改性聚丙烯腈纖維/棉混紡樣品。對未經(jīng)加工處理的蛋白改性聚丙烯腈纖維/棉混紡紗線采用化學(xué)法和物理法均可準(zhǔn)確定量，對經(jīng)加工整理后蛋白改性聚丙烯腈纖維性能發(fā)生變化而導(dǎo)致無法完全溶解情況，建議采用物理定量法。

蛋白改性聚丙烯腈；腈/棉混紡；定性定量分析

自然界擁有豐富的蛋白質(zhì)資源，早在1866年英國人E.E.休斯成功地從動物膠中制出人造蛋白質(zhì)纖維[1]。我國對再生蛋白的研究較晚，在20世紀(jì)90年代研制了蠶蛹蛋白纖維[2]。目前，我國研制蛋白改性聚丙烯腈的主要方法有共混法、交聯(lián)法和接枝共聚法。FZ/T 01103-2009《紡織品牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維混紡產(chǎn)品定量化學(xué)分析方法》規(guī)定了牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維二組分混合物的定量化學(xué)分析方法，其中蛋白改性聚丙烯腈纖維/棉混紡產(chǎn)品的定量主要采用次氯酸鈉/硫氰酸鈉法、次氯酸鈉/硫氰酸鉀法和次氯酸鈉/二甲基甲酰胺法[3]。FZ/T 01101-2008《紡織品纖維含量的測定物理法》適用于截面為圓形、異形和中空纖維的定量物理分析方法[4]。蛋白改性聚丙烯腈纖維/棉產(chǎn)品的物理定量方法為顯微鏡法和手工拆分法。

本文采用物理法和化學(xué)法分別對加工整理前后的蛋白改性聚丙烯腈纖維/棉混紡產(chǎn)品進行定量分析，同時對定量結(jié)果差異的原因進行探討，探索出蛋白改性聚丙烯腈纖維/棉混紡產(chǎn)品的物理和化學(xué)定量分析方法的適用范圍。

1 試驗部分

1.1 材料、藥品和儀器

材料：蛋白改性聚丙烯腈纖維/棉混紡紗線(坯紗)，以及由該紗線織成織物經(jīng)加工整理后的樣品均由送檢單位提供。

試劑：1 mol/L次氯酸鈉、50%硫氰酸鈉、冰乙酸、氫氧化鈉、65%硫氰酸鉀、N，N-二甲基甲酰胺、硫酸鹽酸、甲酸、硝酸等。

儀器：日立全自動氨基酸分析儀L-8900、美國TA公司Q500熱重分析儀、CU-Ⅱ纖維細度儀(北京和眾視野科技有限公司)，Y172型纖維切片器(國營常州紡織儀器廠)，分析天平(精度0.000 2 g或以上)，電熱鼓風(fēng)烘箱(德國MemmertUFE400)等。

1.2 實驗方法

燃燒法依照標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 01057.2-2007《紡織纖維鑒別試驗方法第2部分：燃燒法》[5]。顯微鏡法依照標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 01057.3-2007《紡織纖維鑒別試驗方法第3部分：顯微鏡法》[6]。溶解法依照標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 01057.4-2007《紡織纖維鑒別試驗方法第4部分：溶解法》[7]。蛋白改性聚丙烯腈纖維/棉混紡紗線和織物的化學(xué)定量試驗步驟依照FZ/T 01103-2009《紡織品牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維混紡產(chǎn)品定量化學(xué)分析方法》中的5.1.1 次氯酸鈉/硫氰酸鈉法、5.1.2次氯酸鈉/硫氰酸鉀法、5.6 二甲基甲酰胺法。蛋白改性聚丙烯腈纖維/棉混紡紗線和織物的物理定量試驗步驟依照標(biāo)準(zhǔn)FZ/T 01101-2008《紡織品纖維含量的測定物理法》。熱重試驗依照標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 27761-2011 熱重分析儀失重和剩余量的試驗方法》[8]。氨基酸含量測定依照標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 32016-2015 蠶絲氨基酸的測定》[9]。

1.3 定量結(jié)果計算

蛋白改性聚丙烯腈纖維/棉混紡紗線和織物化學(xué)定量結(jié)果的計算依照GB/T 2910.1-2009《紡織品定量化學(xué)分析第1部分：試驗通則》[10]。蛋白改性聚丙烯腈纖維/棉混紡紗線和織物的物理定量結(jié)果的計算依照FZ/T 01101-2008《紡織品纖維含量的測定物理法》。

2 結(jié)果與討論

2.1 蛋白改性聚丙烯腈纖維/棉混紡產(chǎn)品定性鑒別

采用燃燒法、顯微鏡法和溶解法對紗線和織物進行定性鑒別。

2.1.1 燃燒性能

采用燃燒法對紗線和織物的燃燒性能進行測試，由表1可知，紗線和織物的燃燒現(xiàn)象相同，說明紗線和織物組成的主要成分大類相同；且氣味中有燒毛發(fā)臭味，說明主要成分有蛋白質(zhì)成分。

2.1.2 截面形態(tài)

采用纖維細度儀分別觀察紗線樣品和織物樣品的形態(tài)特征，由圖1可知，紗線和織物中纖維的縱向和橫向截面形態(tài)基本相同。其中部分纖維縱向呈扁平帶狀，稍有天然轉(zhuǎn)曲；部分纖維表面光滑，有溝槽和/或微細條紋。從橫截面形態(tài)圖中可看出樣品中部分纖維有中腔，呈不規(guī)則的腰圓形，部分纖維呈圓形。結(jié)合燃燒法結(jié)果可知，紗線和織物的主要組成成分應(yīng)為棉和某種蛋白改性類纖維。

表1 蛋白改性聚丙烯腈纖維/棉混紡紗線和織物燃燒性能測試

2.1.3 溶解性能

采用不同試劑在常溫和80 ℃的條件下對紗線和織物進行溶解性能測試。由表2的溶解性能并綜合燃燒法、顯微鏡法結(jié)果可知，該紗線和織物樣品的組成成分為棉和蛋白改性聚丙烯腈纖維。值得注意的是，在80 ℃時，紗線樣品在N，N二甲基甲酰胺、硫氰酸鈉和硫氰酸鉀溶液中完全溶解，織物樣品則為部分溶解，說明后續(xù)加工整理的過程可能使織物的溶解性能發(fā)生了變化。

2.2 蛋白改性聚丙烯腈纖維/棉混紡產(chǎn)品定量分析

由表3可知，紗線樣品分別采用三種化學(xué)定量法的結(jié)果和物理定量法的結(jié)果差異均在3%以內(nèi)。加工整理后的織物樣品采用化學(xué)法定量時，測得的蛋白改性聚丙烯腈纖維含量遠低于物理法所得到的含量，亦與紗線樣品的定量結(jié)果相距甚遠。結(jié)合2.1.3中的溶解性能可知，經(jīng)過加工整理的織物樣品中的蛋白改性聚丙烯腈纖維在N，N二甲基甲酰胺、硫氰酸鈉和硫氰酸鉀溶液中溶解不完全，說明采用化學(xué)法對這類樣品進行定量并不可靠，建議采用物理法定量。

2.3 化學(xué)法定量結(jié)果差異的原因

為了探究化學(xué)法不能準(zhǔn)確對經(jīng)加工整理后溶解性變化的蛋白改性聚丙烯腈纖維/棉混紡織物定量的原因，對試驗所用的紗線樣品和織物氨基酸含量測試、熱失重測試，并對化學(xué)法定量溶解后的剩余物進行了觀察。

2.3.1 化學(xué)法定量后剩余物的形態(tài)特征

由圖2中(1)可知，采用化學(xué)定量法溶解紗線中的蛋白改性聚丙烯腈后，剩余物為棉纖維，由圖2中(2)可知，織物樣品經(jīng)溶解后剩余物中除棉纖維外還有少量碎段狀的未溶解的蛋白改性聚丙烯腈纖維。

2.3.2 熱性能

由圖3可知，紗線和織物的熱分解峰和失重曲線均存在明顯差異，說明經(jīng)加工整理后織物中的纖維的熱性能也發(fā)生了變化。

表2 蛋白改性聚丙烯腈纖維/棉混紡紗線和織物溶解性能

注：I——不溶解，S——溶解，P——部分溶解。

表3 蛋白改性聚丙烯腈纖維/棉混紡紗線和織物分別采用化學(xué)法和物理法定量的結(jié)果

注：含量1為采用次氯酸鈉/硫氰酸鈉法定量結(jié)果，含量2為采用次氯酸鈉/硫氰酸鉀法定量結(jié)果，含量3為采用次氯酸鈉/二甲基甲酰胺定量結(jié)果。

2.3.3 氨基酸含量

表4 蛋白改性聚丙烯腈纖維/棉混紡紗線和織物氨基酸含量

由表4可知，經(jīng)加工整理過的織物中的氨基酸總量與紗線中的相比明顯減少，除甘氨酸、游離氨、精氨酸外，其他種類氨基酸均有不同程度的減少。結(jié)合樣品的溶解性能、熱性能測試結(jié)果可知，采用不同的染色或后整理等加工工藝將蛋白改性聚丙烯腈纖維/棉混紡坯紗制成織物時，這些加工過程可能會影響纖維的各項性能，從而導(dǎo)致傳統(tǒng)的化學(xué)溶解法無法對這類樣品進行準(zhǔn)確的定量分析。

3 結(jié)論

(1)燃燒法、顯微鏡法和溶解法的綜合運用可以實現(xiàn)對蛋白改性聚丙烯腈纖維/棉混紡樣品的定性鑒別。

(2)未經(jīng)加工整理的蛋白改性聚丙烯腈纖維/棉紗線采用化學(xué)法和FZ/T 01101-2008《紡織品纖維含量的測定物理法》中的顯微鏡法均可準(zhǔn)確定量；經(jīng)加工整理后的蛋白改性聚丙烯腈纖維/棉織物，如采用化學(xué)法溶解時蛋白改性聚丙性腈纖維溶解不完全，建議采用顯微鏡物理法定量。

(3)與坯紗相比，經(jīng)不同加工整理工藝后的改性聚丙烯腈纖維/棉混紡織物的溶解性能、熱性能和氨基酸含量發(fā)生變化，則可能是采用化學(xué)溶解法定量不準(zhǔn)確的主要原因。

[1] 羅國文. 人造纖維和合成纖維[J].化學(xué)通報,1954,(9):422-425.

[2] 陳 峰, 張佩華. 蛹蛋白粘膠復(fù)合長絲針織產(chǎn)品的開發(fā)[J]. 針織工業(yè),2003,2(1)：48-49..

[3] FZ/T 01103-2009，紡織品牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維混紡產(chǎn)品定量化學(xué)分析方法[S].

[4] FZ/T 01101-2008，紡織品纖維含量的測定物理法[S].

[5] FZ/T 01057.2-2007，紡織纖維鑒別試驗方法第2部分：燃燒法[S].

[6] FZ/T 01057.3-2007，紡織纖維鑒別試驗方法第3部分：顯微鏡法[S].

[7] FZ/T 01057.4-2007，紡織纖維鑒別試驗方法第4部分：溶解法[S].

[8] GB/T 27761-2011，熱重分析儀失重和剩余量的試驗方法[S].

[9] GB/T 32016-2015，蠶絲氨基酸的測定[S].

[10]GB/T 2910.1-2009，紡織品定量化學(xué)分析第1部分：試驗通則[S].

德陽造皮革助劑首次踏上“一帶一路”

四川德塞爾化工實業(yè)有限公司生產(chǎn)的皮革助劑(浸灰劑)產(chǎn)品經(jīng)德陽檢驗檢疫局檢驗合格，順利裝船分別從廣州和上海發(fā)往中國臺灣和孟加拉。這也是“德陽制造”的皮革助劑首次踏上“一帶一路”，實現(xiàn)了出口“零”的突破。

本次出口的皮革助劑主要用于改善皮革皮毛產(chǎn)品的物理性能，以滿足皮革皮毛產(chǎn)品預(yù)期的時尚愿景，市場前景廣闊。針對該產(chǎn)品系具有腐蝕特性的危險化學(xué)品，德陽檢驗檢疫局結(jié)合出口檢驗監(jiān)管的要求，通過政策法規(guī)培訓(xùn)、技術(shù)幫扶、便利通關(guān)放行等措施，主動幫扶企業(yè)“走出去”。

(四川在線)

The Qualitative and Quantitative Analysis of ProteinModified PAN Fiber/Cotton Blending Products

YI Hong， CHENG Shan

(Guangzhou Fiber Product Testing Institute, Guangzhou 511440, China)

The qualitative and quantitative analysis methods of protein modified PAN/cotton blending products with pretreatment and finish processes were studied. Firstly the types of samples were identified, and then the physical and chemical methods were used for the determination of fiber content. The solubility property, thermal property and amino acids content were measured. The results showed that burning test, microscopical examination and solubility test could be used to identify fiber types of protein modified PAN/cotton blending products accurately. The content of these untreated blending products could be determined precisely using physical and chemical methods. If the solubility property of protein modified PAN/cotton blending products changed because of pretreatment and finish processes, it suggested that the physical method was better than chemical method.

protein modified PAN; PAN/cotton blending; qualitative and quantitative analysis

2016-03-23

易 宏(1984-)，男，湖北宜昌人，主要從事紡織服裝檢測工作，E-mail:280784469@qq.com。

TS107

A

1673-0356(2016)05-0034-04