影響紡織品pH的因素及控制措施探討

鄭曉蕾

（廣東省廣州檢驗(yàn)檢測認(rèn)證集團(tuán)有限公司，廣東 廣州 511447）

在進(jìn)行紡織品染整加工處理的過程中會(huì)應(yīng)用一些酸性或者堿性的化學(xué)助劑，如果后期不能充分水洗，必然會(huì)導(dǎo)致在面料上殘留部分酸性或堿性化學(xué)助劑，對人體皮膚表面的微酸性物質(zhì)造成破壞，影響人體健康。因此，針對影響紡織品pH的相關(guān)影響因素進(jìn)行分析并提出有效的控制措施。

1 紡織品pH的影響因素

1.1 紡織品染整工藝

市場上比較常見的腈綸、錦綸、滌綸、蠶絲、純棉等紡織品在經(jīng)過印染加工處理后，必須要嚴(yán)格地進(jìn)行水洗處理，這樣才能將紡織品面料表面沒有實(shí)現(xiàn)固著的染料、化學(xué)品以及各類雜質(zhì)有效去除，否則必然會(huì)對紡織品的色牢度、手感、pH等產(chǎn)生影響[1]。

1.1.1 前處理工藝

紡織品的漂白、退漿、精練、絲光都屬于前處理工藝[2]。紡織品的前處理工藝通常是在堿性環(huán)境下完成的，因此在前處理后進(jìn)行水洗處理非常重要。如果不能進(jìn)行充分水洗，紡織品表面存在殘留物質(zhì)，必然會(huì)導(dǎo)致紡織品出現(xiàn)pH過高的現(xiàn)象。

1.1.2 印染工藝

（1）直接染料染色：直接染料可以直接在水中溶解，在中性鹽或弱堿性鹽的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)纖維素纖維的直接染著。

（2）活性染料染色：在堿性環(huán)境下，活性染料可以與纖維素纖維直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，保證染色牢固性。

（3）還原染料染色：還原染料本身與水不相溶，而且分子中還有部分羰基，在利用過程中首先必須要在堿性環(huán)境下，利用還原劑經(jīng)過還原反應(yīng)生成羥基鈉鹽，讓染色劑與水相溶并印染在纖維上，印染處理后經(jīng)過氧化作用就能再次形成不溶性染料[3]。

（4）酸性染料染色：酸性染料可以溶解在水中，其分子結(jié)構(gòu)中含有羧基或磺酸基，在中性或酸性環(huán)境下能夠直接對蛋白質(zhì)纖維進(jìn)行印染。

（5）陽離子染料染色：陽離子染料分子結(jié)構(gòu)中含有氨基，因此在弱酸性環(huán)境下能對紡織品進(jìn)行直接染色。

（6）分散染料染色：分散染料在水中的溶解度相對較低，屬于一種非離子型染料，通常情況下應(yīng)用在滌綸紡織品的染色處理中。

從上述分析可以發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)紡織品的染色處理都是在堿性或酸性條件下完成的，如果后期不能進(jìn)行充分洗滌處理，必然會(huì)出現(xiàn)紡織品pH超標(biāo)現(xiàn)象。

1.1.3 水洗處理過程

（1）浴比。如果在水洗處理過程中浴比過大，就會(huì)出現(xiàn)去除量較大的現(xiàn)象，稀釋交換效果就越好。

（2）水洗液溫度。在溫度較高的情況下，水洗液中洗液分子的流動(dòng)性也會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)，能夠?qū)⒓徔椘防w維內(nèi)外以及表面上附著的染料和各種化學(xué)品助劑有效去除。

（3）電解質(zhì)濃度。對紡織品進(jìn)行深色印染或大面積深色印花的過程中，如果洗液電解質(zhì)濃度相對較大，后期水洗難度會(huì)增加。

1.2 紡織物組織結(jié)構(gòu)

在紡織物組織結(jié)構(gòu)以及纖維原材料不同的情況下，印染處理后期進(jìn)行水洗時(shí)，纖維間隙會(huì)發(fā)生各種染料和化學(xué)品的擴(kuò)散、解吸作用，水洗溶液對染料和各種化學(xué)品的稀釋、交換、去除程度也會(huì)存在差異；如果紡織物本身厚度較大，組織結(jié)構(gòu)緊密度越高，纖維中的各種染料和化學(xué)品就越難被有效擴(kuò)散、解吸、去除。

1.3 檢測條件

在進(jìn)行紡織物pH測定的過程中，pH酸度計(jì)的結(jié)構(gòu)和性能、測試溫度、pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液配置[4]以及操作都會(huì)對最終測定結(jié)果產(chǎn)生不同程度的影響。

1.3.1 pH酸度值

在進(jìn)行溶液pH測試的過程中，由于被測溶液本身含有的氫離子濃度不同，復(fù)合電極插入后實(shí)際產(chǎn)生的電動(dòng)勢也會(huì)存在差異，利用直流放大器進(jìn)行放大處理后，就能通過電壓表指示器來顯示溶液的pH。

如果被檢測溶液本身存在酸度或堿度增加的情況，溶液實(shí)際的pH與電極電勢的線性關(guān)系將會(huì)被破壞，由此產(chǎn)生堿誤差或酸誤差。由于復(fù)合電極的電極膜會(huì)受到心理作用以及堿金屬離子濃度的影響，在被檢測溶液中氫離子濃度過低的情況下，與實(shí)際數(shù)值相比，通過檢測獲得的pH相對較低。酸誤差主要指的是，在被檢測溶液本身的pH較低的情況下，檢測數(shù)值要高于實(shí)際數(shù)值。

因此，在進(jìn)行紡織物pH檢測的過程中，需要嚴(yán)格按照pH酸度計(jì)的操作規(guī)范流程來進(jìn)行檢測，或者使用標(biāo)準(zhǔn)緩沖液來矯正，保證紡織物檢測pH讀數(shù)的準(zhǔn)確性。

1.3.2 溫度

溫度會(huì)對紡織物pH檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性產(chǎn)生直接影響。從理論角度來看，在進(jìn)行紡織物pH檢測的過程中，當(dāng)溫度為25 ℃時(shí)，單位pH標(biāo)度等同于59.16 mV的變化值。當(dāng)溫度產(chǎn)生1 ℃的變化時(shí)，電位會(huì)產(chǎn)生0.2 mV的變化[5]。由此可以看出，如果檢測溫度過高或過低，玻璃電極內(nèi)阻也會(huì)相應(yīng)地上升或下降，必然會(huì)對pH檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。

1.3.3 pH緩沖溶液

pH緩沖溶液主要指可以有效緩沖外界少量強(qiáng)酸或強(qiáng)堿，或者通過合理稀釋處理后就能夠保證溶液配置不變的溶液。如果在配置的過程中出現(xiàn)不當(dāng)操作，必然會(huì)對pH酸度計(jì)校正產(chǎn)生影響，進(jìn)而對pH檢測數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。

1.3.4 萃取介質(zhì)的種類

紡織品的萃取介質(zhì)可選用蒸餾水（或去離子水）和0.1 mol/L的氯化鉀溶液。實(shí)驗(yàn)室一般建議采用0.1 mol/L的氯化鉀溶液萃取，因?yàn)槠浠瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，萃取結(jié)果更準(zhǔn)確。

1.3.5 萃取程度

樣品是否完全浸濕萃取，對于測試結(jié)果有影響。樣品添加萃取液后，手動(dòng)搖動(dòng)錐形瓶約10 s，盡量使試樣完全浸濕，再放到空氣浴振蕩機(jī)中，于室溫下以約每分鐘90次的速度振蕩萃取。若樣品單位質(zhì)量太小或經(jīng)防水處理而無法手動(dòng)搖勻潤濕，則需將其放進(jìn)往復(fù)式振蕩機(jī)中，以每分鐘約150次的速度于室溫下振蕩萃取，以保證樣品內(nèi)部與萃取液之間進(jìn)行充分的液體交換。

1.3.6 操作過程

在對紡織品pH進(jìn)行測試的過程中，檢測人員的操作一旦出現(xiàn)偏差，同樣會(huì)對pH檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性造成影響。

2 pH測試標(biāo)準(zhǔn)和方法

目前，我國紡織品pH測試主要遵循GB/T 7573—2009《紡織品水萃取液pH的測定》；日本的檢測標(biāo)準(zhǔn)為JIS L1096—2010《pH測試方法》；美國的檢測標(biāo)準(zhǔn)為AATCC81—2006《pH測試方法》[6]。在檢測標(biāo)準(zhǔn)不同的情況下，檢測方法存在較大差異，檢測結(jié)果也會(huì)存在較大差異。美國和日本檢測標(biāo)準(zhǔn)下的檢測方法簡潔高效，而中國檢測標(biāo)準(zhǔn)下的方法消耗時(shí)間長、檢測過程繁瑣。在具體檢測過程中，需要將檢測標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)注清楚。

3 紡織品pH的控制措施

3.1 染整工藝

在棉織物染整、精練、漂白處理的過程中需要加入適量堿，而在毛織物碳化處理的過程中要加入適量酸；毛、絲織物的染色處理通常需要在酸性環(huán)境下進(jìn)行，而棉需要在堿性環(huán)境下處理；在后整理過程中，仍然需要加入大量酸堿性不同的整理劑。因此，在這一環(huán)節(jié)必須要對pH進(jìn)行嚴(yán)格控制，不斷強(qiáng)化水洗流程，讓紡織物成品萃取液pH達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.2 水洗浴比

水洗過程主要是讓纖維間隙中殘留的各種化學(xué)品助劑和染料擴(kuò)散到紡織物表面，隨后通過解吸作用進(jìn)入溶液中，通過水沖洗稀釋去除，保證紡織物pH達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。為了保證紡織物表面殘留物的清洗充分，可以加大水洗在紡織物表面的沖吸力，與此同時(shí)，還要增加水洗浴比，改善和提升紡織物的pH。

從大量的紡織物生產(chǎn)實(shí)踐和測試過程中可以發(fā)現(xiàn)，針對同一種棉織物進(jìn)行染整加工處理后，在水洗浴比不同的情況下，紡織物最終的pH測試結(jié)果也不相同。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，隨著水洗浴比的不斷增加，經(jīng)過認(rèn)證加工處理的紡織物pH標(biāo)準(zhǔn)偏差會(huì)逐漸減小。紡織物pH標(biāo)準(zhǔn)偏差越小，其pH越穩(wěn)定，也就表示紡織物的pH檢驗(yàn)結(jié)果在標(biāo)準(zhǔn)要求范圍內(nèi)。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，當(dāng)紡織物水洗浴比逐漸升高時(shí)，紡織物pH的檢測值會(huì)逐漸下降。從分子運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度來看，分子濃度差是產(chǎn)生分子能量的主要原因，分子濃度差的推動(dòng)作用引起分子的熱運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致物質(zhì)的組分逐漸從高濃度區(qū)向低濃度區(qū)擴(kuò)散。紡織物經(jīng)過染整工藝的處理后，在纖維表面以及纖維的縫隙中會(huì)附著大量堿分子，因此不斷提升水洗浴比。水洗液堿分子濃度與纖維表面及縫隙中的堿分子濃度差值越大，產(chǎn)生的分子能量越大，分子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)也會(huì)更加迅速。在這種情況下，纖維表面以及縫隙中的堿分子擴(kuò)散速度更快。但是從實(shí)際加工的角度來看，充分考慮生產(chǎn)成本以及機(jī)械設(shè)備成本等相關(guān)因素后，在紡織物水洗過程中應(yīng)該將水洗浴比合理地控制在1∶55左右。

3.3 酸中和

經(jīng)過染整和水洗加工處理之后，一些本身組織結(jié)構(gòu)相對緊密且厚實(shí)的紡織物，由于堿分子對纖維的附著力相對較大，纖維縫隙中的堿分子不容易擴(kuò)散到表面被去除，或者在進(jìn)行絲光加工的過程中，由于堿濃度相對較高，在水洗處理過程中堿分子的去除難度較大。為了對紡織物的pH進(jìn)行有效控制，在后期進(jìn)行水洗處理的過程中，可以充分利用0.30～0.50 g/L的冰醋酸和0.10～0.25 g/L的醋酸鈉緩沖溶液，在40～50 ℃的范圍內(nèi)進(jìn)行10 min的中和反應(yīng)，能夠有效降低pH標(biāo)準(zhǔn)差。

3.4 pH酸度計(jì)

3.4.1 檢測溫度

根據(jù)紡織物pH檢測的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液與待檢測溶液溫度必須同時(shí)處在20～30 ℃的范圍內(nèi)，才能保障檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.4.2 標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的正確配置

在進(jìn)行pH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液配置的過程中，必須要保證遵循操作流程規(guī)范。

3.4.3 檢測操作統(tǒng)一化

在進(jìn)行紡織物pH檢測的過程中，檢測人員針對各操作流程必須要對pH酸度計(jì)的選取和標(biāo)定、檢驗(yàn)條件、檢驗(yàn)方法等實(shí)施統(tǒng)一操作，將檢測結(jié)果誤差控制在最小范圍內(nèi)，以此來有效提升紡織物pH檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4 結(jié)語

在進(jìn)行紡織物染整處理的過程中，不可避免地會(huì)出現(xiàn)染料、化學(xué)助劑的殘留。因此，必須要對各個(gè)處理流程的pH采取相應(yīng)措施進(jìn)行合理控制，保證紡織品成品萃取液pH達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。