1 前言

虽然目前有很多方法可以对混纺织物进行成分含量测试，但往往在实际的检测操作过程中存在实践操作难、工作量大、效率低、测试结果客观准确性不高等问题。如何快速准确的测试出混纺织物的成分含量已成为国内外许多商家与纺织品检验检疫部门亟待解决的难题之一，本文章致力于寻找新的方法对二组分混纺产品的成分进行定量分析，希望可以为二组分混纺产品的定量分析提供一个新的参考。

2 混纺织物定量分析方法

2.1 化学定量分析法

当试样经定性确认后，可以对其进行化学定量分析。当试样经定性确认后，可以对其进行化学定量分析。化学定量方法使用的试剂主要分为酸性试剂、碱性试剂和有机溶剂，酸性试剂、碱性试剂多是利用纤维中高分子与酸碱反应的原理来溶解各类纤维，如蛋白质类纤维易溶于氢氧化钠溶液、碱性次氯酸钠溶液等碱性试剂，纤维素类纤维易溶于硫酸溶液等酸性试剂；而有机溶剂多是利用纤维中高分子的极性特征，根据“相似相容”原理来溶解合成纤维，如腈纶易溶于二甲基甲酰胺等。化学定量分析法所用到的实验器材比较多，并且用于溶解的时间和烘干的时间比较长，效率低，实验操作步骤繁琐，当所用溶剂对不溶纤维造成损伤时，还需考虑不溶组分质量变化修正系数d。

2.2 手工分离法

若织物由两种不同种类纤维交织而成时，手工分离法可以有效地定量纤维成分。将织物用手工拆分、烘干、称重，从而计算出纤维含量，该方法将各组分纤维完全或部分分离，未完全分开的组分还需继续经过化学定量等方法进一步分析。手工分离法的实验周期短，定量结果直观可控；但适用范围小，批量检测时，效率较低。

2.3 其他

目前国内外许多学者都在探索能否采用自动或半自动的计算机图像识别技术来代替传统的人工检测。数据图像分析仪的工作原理、试验过程、计算方法等与显微镜法相同，但纤维根数的计数、横截面的积分以及最终含量的计算由图像分析软件自动完成，这大大减轻了人的劳动强度。该系统存在的问题是无法对图像模糊、重叠以及形态特征不明显的情况进行剔除或者处理，因此，目前只能部分替代人工操作。

3 基于着色剂法鉴别纤维的探讨

国家标准《纺织纤维鉴别试验方法着色剂法》^[1]中，对适用范围和原理规定如下：

(1)主题内容规定了着色剂对纺织纤维进行快速染色．利用染色变化定性鉴别来确定纤维的种类。

(2)适用于未染色和未经整理剂处理的纤维、纱线和织物。

(3)原理为利用不同类型的纤维及虽属同类，但在微观结构上存在差异的纤维在染色性能上的差别．根据物体的减色配色原理，经着色剂染浴染色、清洗、干燥等．因选择性上染而使颜色差异趋于明显，从而达到鉴别不同纤维种类的目的。

鉴别试验中，采用HI-1号纤维鉴别着色剂^[2,3]作为染料。对不同种类纤维染色后色相差异明显，因此该方法也用于纺织厂半成品检验时，检验是否混入异纤维，如涤纶。

在专业标准《纺织纤维鉴别试验方法着色剂法》^[4]中，着色剂1号与着色剂4号可用于鉴别没有着色的各种纤维的大类。如：纤维素纤维、蛋白质纤维、涤纶、锦纶、腈纶、醋酯纤维等。

表3-1 几种纺织纤维的着色反应

纤维种类	纤维素纤维	蛋白质纤维	涤纶	锦纶	腈纶	醋酯纤维
着色剂1号	蓝色	棕色	黄色	绿色	红色	桔色
着色剂4号	红青莲	灰棕	红玉色	棕色	蓝色	绿色

鉴别的原理是不同纤维对同种染料的染色性能不同，得色量也有深有浅。鉴于着色法可以鉴别纤维，本文探讨着色剂法应用于二组分纤维混合产品的定量分析上。

涤棉产品是比较常见的二组分混合产品，并且涤纶与棉纤维的微观结构差异大。

图3-1 涤纶 图3-2 纤维素结构式

涤纶是疏水性纤维，纤维结构较紧密，结晶度高。染色时，通常要在高温高压的情况下，使染料进入纤维的无定行区。根据“相似相容”原理，涤纶的染色应采用与涤纶疏水性相当的染料，如分散染料。

棉纤维是纤维素纤维，分子结构含有大量羟基。

直接染料具有良好的水溶性，直接染料分子的结构特点是线性、芳环共平面及含有可和纤维素纤维上的羟基形成氢键的基团，使直接染料分子之间、直接染料和纤维素分子之间的范德华力和氢键作用力较大，对纤维素纤维具有较高的亲和力以及在染液中有较大的聚集倾向。

表3-2 涤、棉着色反应

纤维种类	直接桃红12B
棉	红色
涤纶	——

不同涤棉混合比例的产品，经同一直接染料染色后，会显示不同的颜色。找出不同比例的涤棉在同一着色剂的得色量与涤棉比例的关系，所得的规律可用于定量分析涤棉混合产品。

考虑到织物结构、线密度、紧度等可能会影响白光的反射系数，因此首先探索涤/棉混合纤维层中棉比例与其白度之间的关系。

4 实验部分

4.1 仪器设备

电子天平、烘箱、AS181型梳棉小样机、电炉、白度仪等

4.2 制备不同涤/棉混合比例纤维层

实验是在室温下进行，因此要纺制不同比例的纤维层时，需要结合实际回潮率计算室温下的涤/棉比例。

按照涤/棉比例，用电子天平分别称量不同比例的涤纶和棉纤维，采用AS181型梳棉小样机对涤/棉纤维进行梳理混合，得到不同比例（0/100、10/90、20/80、30/70、40/60、50/50、60/40、70/30、80/20、90/10）涤/棉混合纤维层。

4.3纤维层前处理

涤/棉纤维经梳棉机梳理混合所得到的是松散的纤维层，为了方便实验，需要采用塑料网加固纤维层。

由于我们的实验是采用原棉与棉型涤纶经过梳棉机进行梳理混合，因此所得到的纤维层中还夹杂着棉籽壳、果胶物质、油脂、蜡质等杂质。这些物质会阻碍染料上染到纤维上，从而影响定量结果的准确性。因此需要采用碱煮练对纤维层进行预处理。混合纤维层的煮练配方：4g/L NaOH、1g/L洗衣粉、6g/L Na2SiO3、5g/L H2O2(30%)，浴比1:100，85—95℃处理60min。

白色的涤/棉混合产品可以通过直接测白度、K/S值来定量分析，但考虑到有些涤棉混合产品本身上染了颜色，因此在使用着色剂法定量分析涤/棉比例之前，首先要对试样进行剥色，避免试样上的染料影响试验结果。因此实验所用的纤维层经过第一次染色后，再对其剥色处理。混合纤维层的剥色工艺处方：20%次氯酸钠、10%醋酸，浴比 l：2O，100℃处理30min。

4.4 纤维层染色方法及实验步骤

染色方法[3]：直接桃红12B 3.5克，蒸馏水 1L,使用时稀释5倍,着色剂与纤维重量之比为20:1。

（1）按照以上的方案配制着色剂

（2）纤维试样浸入热水浴中轻轻搅拌10min，使纤维浸透

（3）将浸透的纤维试样放入着色剂中煮沸5min后，立即取出，皂洗，用自来水充分冲洗、晾干。

实验步骤：第一次染色→皂洗、晾干→测白度→剥色→晾干→测白度→第二次染色→皂洗、晾干→测白度

图4-1 纤维层染色后效果图

5 结果与分析

图5-1 第一次染色白度与棉比例关系 图5-2 第二次染色白度与棉比例关系

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