紡織品定量化學分析標準化問題探析論文

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紡織品中不同纖維的混紡比例關係著紡織品的效能、風格及生產成本,纖維含量由此成為紡織品貿易中的重要條款。GB/T 2910. 1-2009《紡織品 定量化學分析 第 1 部分: 試驗通則》,作為我國紡織品定量化學分析的“試驗通則”,是纖維定量分析的基礎,幾經修訂,更趨於嚴謹與規範,保證了紡織品定量化學分析測試結果的準確性與可靠性。

紡織品定量化學分析標準化問題探析論文

隨著新型纖維的不斷出現,紡織品多品種、多比例混紡呈現豐富多彩的局面,纖維含量檢測呈現不斷增加的趨勢,檢測時效性難以滿足要求。基於豐富的測試實踐及相關的理論分析,本文對GB / T 2910. 1-2009 的有關問題作以探討。

1 多種纖維定量分析溶解順

序GB / T 2910. 1-2009 原理部分中在規定混合物溶解順序中提及“通常,先去除含量較大的纖維組分。”該規定沒有考慮選用試劑對不溶解纖維的影響,在某些情況下可能會使測試結果產生誤差。

對於二組分或多組分紡織品定量化學分析,選用哪種試劑及選用試劑的先後次序很重要、很關健。通常選用的試劑應對於一種或多種不溶解纖維沒有影響或影響很小,而不是首先去考慮各種纖維量的大小,且在紡織品定量化學分析前難以確定各種纖維量的大小。眾多的測試實踐證明,混合物的不溶解組分可能會部分溶解在可溶組分的試劑中,這顯然會影響到測試結果的準確性與可靠性。所以在紡織品定量化學分析中,在纖維定性後選用試劑時應綜合考慮其對一種或多種不溶解纖維組分的影響,以保證或儘可能地溶解一種纖維不至於使其他纖維組分產生質量損失,這對於提高測試結果的準確性和可靠性很重要。

2 烘乾時間

GB / T 2910. 1-2009 對於樣品溶解前後的烘乾要求“時間一般不少於 4 h,但不得超過 16 h( 試樣烘至恆定質量) ”.但沒有說明恆定質量的確認程式,造成樣品烘乾時間的不確定而影響測試結果。同時眾多測試實踐證明,一般情況下多數樣品得到恆定不變質量的烘乾時間小於 4 h.

不論是何種烘乾,從測試結果的準確性而言,應該以取得恆定質量為目標,即測試樣品不含有水分。因樣本中纖維溶解的不同造成樣本質量的不同,以及樣本中纖維回潮率的不同,不同樣本烘至恆定質量的時間也不確定。因而烘乾時間與恆定質量的確認顯得尤為重要,通過參考其他紡織品標準,如 GB/T 4743-2009《紡織品 卷裝紗 絞紗法線密度的測定》、GB/T 9995-1997《紡織材料含水率和回潮率的測定 烘箱乾燥法》,恆定質量的確認程式可作如下規定: 間隔 20 min 的兩次或兩次以上的稱重,保證兩次測試結果的稱見質量差異不大於後一次稱見質量的 0. 1%,以後一次稱見質量作為烘後恆定質量。這樣更符合烘乾的'最終目的,且利於節約能耗和測試時間。

3 冷卻時間

GB / T 2910-2009 系列標準中基本上都涉及烘乾、冷卻、稱重程式,均為冷卻一定時間後測量( 以下簡稱冷測量) ,而不是像有些常規的紡織品物理試驗烘乾後直接在烘箱中測量質量( 以下簡稱熱測量) .理由是烘乾後樣品直接放在天平上測量時,受溫度影響資料不穩定。對應的標準中要求“進行整個冷卻操作直至完全冷卻,任何情況下冷卻時間不得少於2 h,將乾燥器放在天平旁邊。”烘乾是為了去除樣品中的水分,烘乾後樣品很難保證其不再吸溼。樣品烘乾後冷卻時的再次吸溼會帶來測試誤差,進而影響到定量分析的準確性與可靠性。冷測量與熱測量對比見表 1.品種 1 為 T/C 65/35 32. 8 tex 紗,品種 2 為 T/C 80/20 13. 1 tex 紗。

由表 1 可知,在其他條件相同的情況下,冷測量與熱測量資料存在明顯差異; 不同樣品差異或有所不同,但有一個共同的趨勢即冷測量質量均大於熱測量的質量,由此證明烘乾樣品在冷卻過程中存在吸溼。說明被測量樣品在冷卻 2 h 的過程中,儘管放入乾燥器中,乾燥器中有變色矽膠,稱量瓶帶有瓶蓋,冷測量中樣品還是產生了吸溼,直接導致了誤差的存在。同時冷測量與熱測量的質量差異率並不相同,差異率與棉纖維混紡比例相關。在冷測量中,棉纖維含量小的測試結果差異率小,如品種 2 測試結果差異率為 0. 125%; 棉纖維含量大的測試結果差異率大,如品種 1 測試結果差異率為 0. 469%.在熱測量中,硫酸溶解前、後樣品烘乾質量幾乎不存在吸溼可能,保證了測試結果的準確可靠。

紡織品定量化學分析屬於精密定量分析,水分的存在,即使很少,也會對測試結果產生明顯影響。從表 1 中可知,滌含量測試結果差異最小的為 0. 1%,最大的達到 0. 3%,在紡織品定量化學分析中,同一樣品因冷測量與熱測量結果的不同可能會影響到一批產品的評定結果。

GB / T 2910. 1-2009 中採用的冷卻稱量耗時較長,且增加了測量不確定度。雖說現在的纖維含量測試裝置尚不能完全滿足不冷卻稱重條件,需要手工拿到天平上稱量,但儘量減少冷卻時間內樣品再次吸水的可能,可在一定程度上提高測得質量的準確性。所以相比冷測量,熱測量不僅節約了測試時間,還提高了測試的準確性。

實際上紡織品定量化學分析中的不冷卻稱量,已有很好的測試程式及儀器可借鑑。紗線的百米質量及回潮率測試都要用八籃烘箱,現有的全自動八籃烘箱通過設定程式,可自動完成精確測量; 其烘乾溫度也是( 105 ± 3) ℃,其區別一是烘箱天平的解析度不同,大部分八籃烘箱是百分之一天平,而紡織品定量化學分析天平要求是萬分之一; 二是因樣品樣式不同,樣品的放置結構不同。根據紡織品定量化學分析的需要,可以將八籃烘箱的天平設定為萬分之一天平,將掛籃改為宜於放置稱量瓶、坩堝的裝置,再在烘箱內設計手工或全自動完成的天平稱量傳動結構。紡織品定量化學分析即可實現熱測量,既保證了測試結果的準確可靠,又提高了測試效率。

4 烘乾溫度

纖維種類繁多,各種纖維對溫度的反應也不盡相同。而 GB/T 2910. 1-2009 規定,不分何種纖維,乾燥烘箱統一保持溫度( 105 ±3) ℃。這樣在測試中會導致某些纖維( 如氯綸) 產生質量損失,由此產生測量不確定度; 而一些耐高溫性較好的纖維( 如腈綸、桑蠶絲等) 可以設定大於( 105 ±3) ℃ 的烘箱溫度,以提高烘箱溫度來滿足快速測試的需要,提高檢測效率。現行測試方法標準顯然不能滿足以上需求。

不同紡織纖維定量化學分析烘箱溫度可參照GB / T 9995-1997《紡織材料含水率和回潮率的測定 烘箱乾燥法》設定。溫度設定: 腈綸( 110 ±2) ℃ ,氯綸( 77 ± 2) ℃ ,桑蠶絲( 140 ± 2) ℃ ,其他纖維( 105 ±2) ℃。

5 玻璃砂芯坩堝

定量分析標準中的 6. 1 規定使用玻璃砂芯坩堝: 容量為 30 mL ~ 40 mL,微孔直徑為 90 μm ~150 μm 的燒結式圓形過濾坩堝。在市場上卻難以買到完全對應的產品,標準規定使用坩堝與國際編號的坩堝系列不對應,由此可能造成測試結果的偏離。國際標準玻璃砂芯坩堝編號及用途見表 2.

由表 2 可知,根據標準中規定的玻璃砂芯坩堝微孔直徑 90 μm ~150 μm,較接近國際標準編號為 P160( G0) 的玻璃砂芯坩堝。但採用該編號玻璃砂芯坩堝進行試驗,90 μm ~100 μm 的纖維顆粒不能正常過濾,而 150 μm ~ 160 μm 的纖維顆粒則可被過濾,這顯然不符合標準要求。

從專業測試用品商店無法購置合適的符合標準微孔直徑的玻璃砂芯坩堝,只能選用其他配置的玻璃砂芯坩堝,很多實驗室選用了 P100( G1A)或 P70( G1) ,這都影響到測試結果的準確性和可靠性。其他的玻璃砂芯坩堝 P160( G0) 微孔直徑偏大,不符合標準要求,P100( G1A) 和 P70 的微孔直徑較小,標準規定的應被過濾的纖維顆粒不能被過濾。

此外,很多實驗室所用的玻璃砂芯坩堝不僅微孔直徑不符合標準要求,而且所買到的玻璃砂芯坩堝沒有標準要求的“坩堝應帶有一個磨砂玻璃瓶塞或表面玻璃皿”.尚無見到帶有磨砂玻璃瓶塞或表面玻璃皿的玻璃砂芯坩堝,這使得樣品在烘乾後放於乾燥器中冷卻時難以避免地會產生吸溼現象,從而產生試驗誤差。當前我國很多測試方法都在與國際標準接軌,包括紡織品定量化學分析,而定量分析標準選用的玻璃砂芯坩堝卻沒有與國際標準接軌。這一方面會造成纖維含量結果的偏離,另一方面測試結果也難得到國際上的認可,這也會造成經濟損失。

玻璃砂芯坩堝微孔直徑關係到被溶解纖維顆粒的正常抽濾,市場中沒有與標準完全對應的玻璃砂芯坩堝,直接影響到測試結果的準確可靠性。建議根據被溶解纖維顆粒大小,選用與國際標準對應的 P160( G0) ,提高測試結果的準確可靠性。並建議玻璃砂芯坩堝製造商按標準要求生產相應的磨砂玻璃瓶塞或表面玻璃皿,減少樣品的再次吸溼現象,保證樣品淨幹質量準確可靠。

6 結束語

隨著科技的不斷髮展,各類新型纖維層出不窮,紡織品種類也隨之得到極大豐富,混紡、交織紡織品越來越多,使得紡織品定量化學分析顯得尤為重要,具體測試中在關注其準確性的同時也應對檢測效率予以關注。GB/T 2910. 1-2009 檢測時間長,測試成本高,從提高測試準確性和效率的角度出發,在選擇溶解試劑和溶解程式時更應慎重; 明確烘乾時間與恆定質量的認定程式; 省去冷卻過程,變冷測量為熱測量; 根據纖維種類設定烘箱溫度; 採用與國際標準相接軌的適宜的玻璃砂芯坩堝,保證樣品淨幹質量的準確可靠。此外,由於溫溼度基本對紡織品定量化學分析沒有影響,該標準中可刪去“調溼和試驗大氣”部分。

參考文獻:

[1] 中華人民共和國質量監督檢驗檢疫總局。 GB/T2910. 1-2009 紡織品 定量化學分析 第 1 部分: 試驗通則[S]. 北京: 中國標準出版社,2009.

[2] 中華人民共和國質量監督檢驗檢疫總局。 GB/T2910. 11-2009 紡織品 定量化學分析 第 11 部分:纖維素纖維與聚酯纖維的混合物( 硫酸法) [S]. 北京: 中國標準出版社,2009.

[3] 中華人民共和國質量監督檢驗檢疫總局。 GB/T9995-2008 紡織材料含水率和回潮率的測定 烘箱乾燥法[S]. 北京: 中國標準出版社,2008.