疏水面料纖維含量分析方法探討

李潤景，沈紅，柴林玉

0 引言

隨著人們生活水平的不斷提高和紡織工業(yè)的持續(xù)進(jìn)步，人們對面料的服用性能要求也越來越高，如市場上對具有防水功能織物的需求不斷增加，但對功能性服裝的檢測卻仍在探索中。在目前紡織品纖維含量定量試驗(yàn)方法中，化學(xué)溶解法占據(jù)著舉足輕重的作用?；瘜W(xué)溶解法需要將織物置于一定濃度試劑中，通過對不同溫度、震蕩條件、反應(yīng)時(shí)間等條件的控制來達(dá)到溶解其中一種組分或多種組分的纖維剩余一部分纖維的目的，從而計(jì)算出每種纖維的質(zhì)量百分比。具有防水功能的織物由于較難浸沒于試劑中，對檢測工作中纖維含量的檢測帶來許多不利的影響。

在防水整理中，常應(yīng)用于服用紡織品的后處理方式多為防水透氣整理，也稱為拒水整理，是指織物經(jīng)過整理后改變纖維的表面性能，使得纖維表面呈疏水性，使織物不易潤濕。常用防水整理加工方法主要有疏水整理劑法、涂層整理法和緊密織物法三種。在實(shí)驗(yàn)室遇到的多組分樣品中，涂層整理法和疏水整理劑法處理的樣品均占有一定的比例。

由于涂層整理法主要采用層壓或涂層工藝在織物表面涂覆一層薄膜，通過封閉織物表面的孔隙使織物具有防水性能。在對通過此類處理方法的多組分樣品的定量試驗(yàn)中，一般將涂層先去除后再進(jìn)行定量試驗(yàn)。

疏水整理劑法是將織物經(jīng)過各種疏水劑的乳液或溶液浸軋、干燥和焙烘工藝后，在織物表面形成一層疏水基因，阻止水分子穿過織物，從而達(dá)到防水目的。浸軋一般在常溫或55℃～70℃的條件下進(jìn)行，且此類工藝簡便易行，成本低，但產(chǎn)品的透氣性隨所用疏水劑的種類有所不同。在實(shí)驗(yàn)室定量試驗(yàn)中，防水整理劑法處理的多組分織物在加入試劑進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)織物并不能浸沒于試劑中，給定量試驗(yàn)帶來困擾。

文中希望通過對實(shí)驗(yàn)室定量操作過程的試驗(yàn)條件進(jìn)行一些改進(jìn)，從而對疏水整理劑處理的紡織品的化學(xué)含量進(jìn)行分析和探討。

1 試驗(yàn)

1.1 試劑和儀器

儀器 分析天平、玻璃干燥皿、烘箱和恒溫水浴振蕩器。

試劑 二甲基甲酰胺、75%硫酸和80%硫酸。

1.2 疏水整理樣品的處理

在試驗(yàn)過程中，如果多組分織物不能完全浸沒于試劑中，試驗(yàn)人員會(huì)采取手工拆法將織物通過物理方式拆為紗線，從而破壞織物的表面構(gòu)造，使定量試驗(yàn)得以繼續(xù)進(jìn)行。常見的氨綸/聚酯纖維和棉/聚酯纖維混紡織物占據(jù)大部分此類樣品，手工物理拆分的方法會(huì)浪費(fèi)大量的人力和時(shí)間，從而降低試驗(yàn)效率。目前這兩類樣品常用測試方法標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 2910.11—2009《紡織品定量化學(xué)分析第11部分：纖維素纖維與聚酯纖維的混合物（硫酸法）》、FZ/T 01095—2002《紡織品氨綸產(chǎn)品纖維含量的試驗(yàn)方法》和GB/T 2910.20—2009《紡織品定量化學(xué)分析第20部分：聚氨酯彈性纖維與某些其他纖維的混合物（二甲基乙酰胺法）》。為提高試驗(yàn)效率，在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室條件下，通過有效調(diào)配試劑和試驗(yàn)條件來準(zhǔn)確、快速定量此類樣品的纖維含量是一個(gè)亟需解決的問題。

1.3 樣品準(zhǔn)備

在試驗(yàn)室送檢樣品中選取一定數(shù)量、經(jīng)防水整理劑處理的棉/聚酯纖維和氨綸/聚酯纖維混紡樣品作為試驗(yàn)研究對象，并選取一部分相近織物結(jié)構(gòu)的純聚酯纖維作為空白對照。

1.4 試驗(yàn)方案

先通過測定純聚酯纖維在三種試劑中不同溫度下的損傷來進(jìn)行空白對照和確定定量試驗(yàn)d值（d為不溶組分的質(zhì)量變化修正系數(shù)），再對典型拒水面料在不同溫度和試劑條件下進(jìn)行批量試驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對比，得到準(zhǔn)確的條件控制范圍，最后通過對比試驗(yàn)得出相關(guān)結(jié)論。

1.5 試驗(yàn)步驟

取一定數(shù)量的純聚酯纖維進(jìn)行試驗(yàn)，測定不同溫度條件下二甲基甲酰胺、75%硫酸和80%硫酸對聚酯纖維的損傷程度。設(shè)定聚酯纖維初始重量為100%，在試驗(yàn)時(shí)間為30 min、振蕩速度為60 r/min的條件下往復(fù)震蕩，測定不同試劑在不同溫度下對聚酯纖維的損傷程度，測試結(jié)果見表1。

表1 不同試劑在不同溫度下處理試樣的損傷情況

由表1可知，當(dāng)處理溫度小于70℃時(shí)，用二甲基甲酰胺和不同濃度的硫酸處理試樣時(shí)，三種試劑對聚酯纖維均無損傷。當(dāng)處理溫度超過70℃時(shí)，三種試劑對聚酯纖維均有不同程度的損傷，其中N,N-二甲基甲酰胺對聚酯纖維的損傷較小，最高時(shí)僅有1%；而用75%硫酸和80%硫酸處理試樣，當(dāng)溫度超過80℃時(shí)，對聚酯纖維有較大的損傷，最高時(shí)可達(dá)5%。結(jié)合上述測定結(jié)果，為保證試驗(yàn)時(shí)的精確度，后續(xù)用硫酸法進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)將處理溫度設(shè)置低于80℃。

2 結(jié)果與討論

2.1 對氨綸/聚酯纖維混紡樣品的定量試驗(yàn)分析

取一只客戶送樣中機(jī)織拒水氨綸/聚酯纖維混紡樣品，該樣品在經(jīng)緯方向上均含有氨綸，氨綸包纏在兩股聚酯纖維經(jīng)過加捻組成的紗線中。在FZ/T 01095—2002《紡織品氨綸產(chǎn)品纖維含量的試驗(yàn)方法》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的條件下，常溫下用80%硫酸法進(jìn)行試驗(yàn)，試劑無法浸沒該樣品，具體定量數(shù)據(jù)無法得出。該樣品在氨綸/聚酯纖維混紡的疏水整理產(chǎn)品中具有很強(qiáng)的代表性，故采用該樣品為代表樣品對該類產(chǎn)品采用多種方法進(jìn)行試驗(yàn)，以期獲得該類產(chǎn)品的合理試驗(yàn)方法。

采用N,N-二甲基甲酰胺、75%硫酸和80%硫酸分別對整塊織物、拆散樣品和手工拆出氨綸的三種樣品進(jìn)行試驗(yàn)，并對測試結(jié)果進(jìn)行分析。試驗(yàn)采用手拆法測得樣品組分為聚酯纖維84.2%和氨綸15.8%。試驗(yàn)時(shí)以手拆法結(jié)果作為標(biāo)準(zhǔn)值，對各類試驗(yàn)條件下所測數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，測試結(jié)果的偏離比程度（見表2和表3），且偏離比的計(jì)算按公式（1）進(jìn)行。

表2 二甲基甲酰胺法在不同溫度下處理試樣所測偏離比

表3 硫酸法在不同溫度下處理試樣所測偏離比

由表2和表3可知，氨綸/聚酯纖維混紡樣品使用二甲基甲酰胺法在溫度為90℃及以上進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)定量偏差值小于1%；使用硫酸法約在70℃能夠達(dá)到相對準(zhǔn)確定量（偏離比小于±1%）。使用手工拆散的處理方式可以使定量試驗(yàn)更加容易進(jìn)行，且拆散后約在50℃的條件下就可以準(zhǔn)確定量該類型混紡樣品。

2.2 對棉/聚酯纖維混紡樣品的定量試驗(yàn)分析

對棉/聚酯纖維采用75%硫酸和80%硫酸兩種試劑分別對整塊和拆散織物進(jìn)行試驗(yàn)，同時(shí)與廠家實(shí)際投料比進(jìn)行比對。取一只客戶送檢的并經(jīng)過疏水整理具有拒水效應(yīng)的棉/聚酯纖維混紡樣品，用不同濃度的硫酸對試樣進(jìn)行處理，并對測試結(jié)果進(jìn)行比對。

表4 不同方法處理棉/聚酯（40/60）試樣所測偏離比

由表4可知，不同濃度的硫酸法對棉/聚酯纖維混紡樣品進(jìn)行定量試驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，拆散后該類型混紡樣品在50℃～70℃試驗(yàn)條件下可以準(zhǔn)確定量；當(dāng)試驗(yàn)溫度升至70℃時(shí)，具有疏水整理的棉/聚酯纖維可以不經(jīng)過拆散進(jìn)行準(zhǔn)確定量。

3 結(jié)論

（1）在80℃及以上試驗(yàn)條件下75%硫酸和80%硫酸對聚酯纖維有損傷，且存有安全隱患。

（2）提高試驗(yàn)溫度和對織物進(jìn)行拆散都可以一定程度上破壞疏水整理織物的拒水效應(yīng)，便于定量試驗(yàn)的進(jìn)行。

（3）對疏水整理的氨綸/聚酯纖維混紡樣品可以使用二甲基甲酰胺法，也可以使用濃度為75%～80%的硫酸在70℃條件下進(jìn)行準(zhǔn)確定量分析。

（4）對疏水整理的棉/聚酯纖維混紡樣品可以使用濃度為75%～80%的硫酸在溫度為70℃的試驗(yàn)條件下進(jìn)行準(zhǔn)確定量。