提高拒水混紡織物定量檢測準(zhǔn)確性方法的研究

提高拒水混紡織物定量檢測準(zhǔn)確性方法的研究

李玲Summary從大量助劑中篩選出TF-560，確定了經(jīng)過TF-560前處理的織物的最佳工藝條件。結(jié)果表明，在煮沸條件下，采用5.0g/LTF-560，1.0g/L氫氧化鈉（或者10.0g/L碳酸鈉）對拒水混紡織物進(jìn)行前處理20min，可有效改善織物的潤濕性能，提高了化學(xué)分析法定量的準(zhǔn)確性。Key：助劑;潤濕性能;毛細(xì)效應(yīng);拒水混紡織物“十二五”期間，紡紗、織造、染整工藝技術(shù)的進(jìn)步提高了紡織產(chǎn)品的質(zhì)量和功能化水平，其中后整理處理提高了織物的附加值，進(jìn)一步滿足現(xiàn)代生活方式和多元文化審美需要。近年來，國際市場對拒水、拒油和易去污功能性紡織品的需求量不斷增多，很多情況下，這些拒污防護(hù)整理，不僅使紡織品的護(hù)理更加容易，也延長了紡織品的使用壽命，受到消費(fèi)者的青睞的同時(shí)，卻給紡織產(chǎn)品的檢測帶來了一定的難度。GB18401—2010《國家紡織產(chǎn)品基本安全技術(shù)規(guī)范》中大多數(shù)檢測項(xiàng)目都是在水性介質(zhì)中進(jìn)行，如果織物沒有較好的潤濕性能，就不能真實(shí)的反映實(shí)際情況。目前在成分定量分析中，若遇到難溶于溶劑的樣品，除了采用GB/T2910.1—2009《紡織品定量化學(xué)分析第1部分：試驗(yàn)通則》手工拆分法，多采用延長溶解時(shí)間，增加振蕩速度等方法進(jìn)行定量試驗(yàn)。1

試驗(yàn)部分1.1

材料與儀器材料：沾水等級≥4的混紡織物（不含有蛋白質(zhì)纖維）。試劑和儀器規(guī)格如表1和表2所示。1.2

試驗(yàn)方法與步驟1.2.1

毛細(xì)效應(yīng)試驗(yàn)根據(jù)紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FZ/T01071—2008《紡織品毛細(xì)效應(yīng)試驗(yàn)方法》[1]，試驗(yàn)30min后觀察蒸餾水潤濕試樣的高度，讀取經(jīng)緯向的較大值。1.2.2

水滴試驗(yàn)法距布面1cm處滴1滴水（0.02mL），記錄隨著時(shí)間的增加，水滴被布面吸收的情況，在同一塊試樣上連續(xù)測試10個(gè)點(diǎn)。1.2.3

定量化學(xué)分析方法按照紡織行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)FZ/T01095—2002《紡織品氨綸產(chǎn)品纖維含量的試驗(yàn)方法》[2]進(jìn)行測試。2

結(jié)果與討論2.1

助劑的篩選配制5g/L溶液，取1g織物（沾水等級≥4），在室溫處理20min，按照1.2.1和1.2.2測試其潤濕性能，結(jié)果見表3和表4。表3

經(jīng)不同助劑處理織物的毛細(xì)效應(yīng)織物的毛細(xì)管效應(yīng)是指蒸餾水在20℃條件下沿織物經(jīng)緯向上升30min所達(dá)到的高度，讀取經(jīng)緯向的較大值。從表3可知，沒有經(jīng)過處理的織物，因?yàn)榫芩悦?xì)管效應(yīng)為0，而經(jīng)過處理的織物，在測試時(shí)間內(nèi)，毛細(xì)管效應(yīng)可達(dá)到1cm以上，其中經(jīng)過德美2#和TF-560處理的織物，毛細(xì)效應(yīng)較佳，可達(dá)到3.5cm以上。這是因?yàn)榈旅?#—4#都是不同性能的表面活性劑，其中德美2#的表面張力最低，經(jīng)過它處理后的織物表面張力比其他3種低，所以毛細(xì)效應(yīng)現(xiàn)象較明顯;而JFC作為印染行業(yè)常用的滲透劑，雖然也可改善織物的潤濕性能，但效果不顯著;TF-560是一種特殊的表面活性劑，可大大降低織物的表面張力，所以織物經(jīng)過TF-560處理后，毛細(xì)效應(yīng)最好，可達(dá)到5cm。由表4和圖1可知，經(jīng)過德美2#和TF-560處理的織物的潤濕性能得到了較大程度的改善，當(dāng)水滴與其接觸時(shí)，兩者均立刻產(chǎn)生潤濕現(xiàn)象，并且隨著接觸時(shí)間增加，潤濕現(xiàn)象逐漸明顯，可完全潤濕。經(jīng)過TF-560處理的織物達(dá)到完全潤濕時(shí)所需要的時(shí)間比經(jīng)過德美2#處理的織物少。經(jīng)過其他4種試劑處理的試樣，雖然當(dāng)與水滴的接觸時(shí)間達(dá)到30min時(shí)，接觸角≤90°，但是潤濕效果不及前兩者理想。綜合比較毛細(xì)效應(yīng)試驗(yàn)結(jié)果，選擇TF-560做進(jìn)一步研究。2.2

預(yù)處理工藝條件的確定2.2.1

濃度的影響圖2

TF-560用量對織物潤濕性能的影響將TF-560作為前處理劑對織物進(jìn)行預(yù)處理，其用量對織物潤濕性能的影響較大，用量較低對織物潤濕性能改善效果不明顯，用量高不利于節(jié)約成本。圖2考察了TF-560用量與織物潤濕性能之間的關(guān)系，增加TF-560用量，可以改善織物的潤濕性能，毛細(xì)效應(yīng)明顯，但是當(dāng)達(dá)到5.0g/L時(shí)，再增加用量，織物潤濕性能變化不明顯。由此分析TF-560對織物的吸附具有一定的飽和度，當(dāng)用量增加到一定程度便會達(dá)到吸附飽和，繼續(xù)增加TF-560的用量織物的毛細(xì)效應(yīng)不會再得到明顯的提升。通過上述實(shí)驗(yàn)以及實(shí)驗(yàn)成本等因素確定TF-560的最佳用量為5.0g/L。2.2.2

溫度的影響圖3表示織物在5g/L，不同溫度的TF-560溶液中處理后，潤濕性能的變化情況。由于TF-560在織物表面的吸附屬于物理吸附，高溫有利于分子運(yùn)動，可使更多的TF-560分子與織物結(jié)合，使織物表面張力降低。所以在室溫下處理的織物的毛細(xì)效應(yīng)測試值為5cm，而隨著前處理溫度的升高，織物的潤濕性能越好，特別是當(dāng)織物在（5g/LTF-560，煮沸）條件下處理后，毛細(xì)效應(yīng)測試值可達(dá)到8cm。綜上分析，在煮沸的TF-560溶液中處理織物，可以保證織物的拒水性能得到改善，從而獲得良好的潤濕性能。圖3

溫度對織物潤濕性能的影響2.2.3

時(shí)間的影響圖4

處理時(shí)間對織物潤濕性能的影響將織物在5g/L，煮沸的TF-560溶液中處理一定時(shí)間，可發(fā)現(xiàn)前處理時(shí)間對織物潤濕性能的影響不大（見圖4）。其中，煮沸處理10min，織物的毛細(xì)效應(yīng)測試值為7cm;煮沸處理20min，織物的毛細(xì)效應(yīng)測試值為8cm;煮沸處理30min，織物的毛細(xì)效應(yīng)測試值為8.5cm;煮沸處理60min，織物的毛細(xì)效應(yīng)測試值為8.8cm。綜合考慮，確定前處理時(shí)間為20min為宜。2.2.4

堿劑的影響以聚酯纖維/氨綸混紡織物為例，配制含有不同堿劑的5g/LTF-560溶液，將1.0g混紡織物在上述煮沸的溶液中處理20min，烘干至恒重，根據(jù)1.2.3的試驗(yàn)方法測定未經(jīng)過處理的混紡織物和經(jīng)過上述方法處理的混紡織物中氨綸的含量，試驗(yàn)結(jié)果見表5。試驗(yàn)中選擇的聚酯纖維/氨綸混紡織物的配料比是90/10，沒有經(jīng)過處理的織物由于紡織染整加工整理，織物表面呈現(xiàn)一定拒水的性能，所以直接采用FZ/T01095—2002《紡織品氨綸產(chǎn)品纖維含量的試驗(yàn)方法》中80%硫酸法溶解氨綸，會導(dǎo)致氨綸溶解不干凈，凈干含量僅為2.5%，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)大幅偏差。而混紡織物經(jīng)過不含有堿劑的TF-560溶液處理后，采用硫酸法定量得到氨綸的凈干含量為6.3%，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)仍然偏離了合格的偏差范圍;所以考慮添加堿劑，促進(jìn)TF-560與混紡織物更好的結(jié)合，使得織物表面的潤濕性能得到更大程度的改善，提高化學(xué)溶解法定量的準(zhǔn)確性。在TF-560溶液分別添加不同濃度的碳酸鈉和氫氧化鈉，對聚酯纖維/氨綸混紡織物進(jìn)行前處理，采用硫酸法定量得到氨綸的凈干含量如表5所示，除了經(jīng)過5g/L氫氧化鈉處理的織物的氨綸數(shù)據(jù)偏差較大以外，其他均在合格的偏差范圍內(nèi)，實(shí)際操作中，當(dāng)氫氧化鈉的濃度≥2g/L時(shí)，在高溫條件下織物中的聚酯纖維會發(fā)生一定的剝離反應(yīng)，導(dǎo)致織物的強(qiáng)力受到了一定的影響，纖維變得較易脆損，所以當(dāng)選擇添加氫氧化鈉時(shí)，最佳用量為1g/L;添加碳酸鈉時(shí)，最佳用量為10g/L。3

結(jié)論3.1

采用毛細(xì)效應(yīng)試驗(yàn)法和水滴試驗(yàn)法對多種實(shí)驗(yàn)助劑進(jìn)行對比，篩選出TF-560，拒水織物經(jīng)過其處理后潤濕性能可較大程度的改善。3.2

確定TF-560對織物前處理的最佳工藝條件。針對不含有蛋白質(zhì)纖維的前處理工藝條件：TF560為5.0g/L，氫氧化鈉為1.0g/L（或者碳酸鈉為10.0g/L）煮沸，20min。Reference