甲酸／氯化锌法对羊毛／丝混纺产品进行化学定量分析的研究

李军法，李朝阳，黄伙水，吴洪武

（泉州出入境检验检疫局综合技术服务中心，福建 泉州 362000）

羊毛／丝混纺产品在实验室日常检测中较为常见，羊毛和丝同属蛋白质纤维，常用的定量化学分析方法是GB／T 2910.18—2009第19章75%硫酸法［1］。但在对羊毛／丝混纺样品进行测试时发现，该方法溶解时间（振荡1h）和操作时间（大约1h）较长，且溶解后溶液呈粘稠状，不易操作，溶解后剩余的羊毛纤维很大程度失去了原有的弹性和光泽，在显微镜下观察有不同程度的损伤。为找到一个更理想的方法，作者经过大量试验，尝试了多种试剂，最后选定用甲酸／氯化锌溶液作为试剂，在温度70℃和静置溶解20 min 的条件下对羊毛／丝混纺产品进行定量化学分析［2-3］。

1 实验部分

1.1 羊毛纤维和丝纤维的溶解性能

本次试验选用甲酸／氯化锌溶液作为试剂，在几个常见温度条件下对羊毛纤维和丝纤维进行溶解性试验，试验结果见表1。

表1 羊毛纤维和丝纤维在甲酸／氯化锌溶液中的溶解性能

1.2 测试原理

取已知干重及混纺比的羊毛／丝混纺样品，70℃±2 ℃条件下，在甲酸／氯化锌溶液中静置溶解20min±1min，过滤，将剩余的羊毛纤维烘干称重，从而计算出羊毛纤维和丝纤维的净干含量。为保证测试结果的准确性，在计算羊毛纤维的净干含量百分率时要乘以一个质量修正系数。

1.3 试剂

石油醚；甲酸／氯化锌溶液：20g无水氯化锌和68g无水甲酸加水至100g；稀氨溶液：取氨水20mL（密度为0.880g／mL）用水稀释至1L；稀硫酸溶液：100mL浓硫酸（密度1.84g／mL）慢慢加入到1900mL水中。

1.4 主要仪器设备

索氏萃取器、分析天平（精确度为0.0001g）、恒温烘箱105℃±5℃、恒温振荡器（0～100℃）、干燥器、真空泵、具塞三角烧瓶和玻璃砂芯坩埚。

1.5 样品的准备

1.5.1 样品

标准羊毛贴衬织物（符合GB／T 7568.1—2002《纺织品 色牢度试验 毛标准贴衬织物规格》）［4］，标准丝贴衬织物（符合GB／T 7568.6—2002《纺织品色牢度试验 丝标准贴衬织物规格》）［5］。

1.5.2 样品预处理

按GB／T 2910.18 中要求对样品进行预处理，在索氏萃取器里用石油醚萃取1h，每小时至少循环6次，待试样中的石油醚挥发后，把试样浸入冷水中浸泡1h，再在65℃±5℃的水中浸泡1 h，并持续搅拌，然后抽吸或离心脱水、晾干。

1.5.3 试样准备

取预处理后的羊毛织物和丝织物拆成纱，装入称量瓶中在烘箱内烘干至恒重，放入干燥器内冷却后称重。

1.6 试验

试验分3 组：第1 组精确称取羊毛纤维10份，用甲酸／氯化锌法测得羊毛的质量修正系数；第2组精确称取羊毛和丝混纺试样10份（将羊毛纤维和丝纤维按设计的干重比例进行混合，混纺比相同），按甲酸／氯化锌法进行定量测试；第3组精确称取羊毛和丝混纺试样10份（将羊毛纤维和丝纤维按设计的干重比例进行混合，混纺比不同），分别按75%（m／m）硫酸法和甲酸／氯化锌法进行定量测试。

2 结果与分析

2.1 计算公式

2.1.1 羊毛纤维d值的计算

羊毛纤维在甲酸／氯化锌溶液中处理后质量修正系数按公式（1）计算：

式中：m0——溶解前试样干重，g；

m1——溶解后试样干重，g。

2.1.2 混纺试样净干含量百分率的计算

式中：P1——不溶解纤维的净干含量百分率，%；

P2——溶解纤维的净干含量百分率，%；

m0——溶解前试样干重，g；

m1——溶解后试样干重，g；

d——不溶纤维在试剂处理时的质量修正系数。

2.2 羊毛纤维质量修正系数的确定

将第1组试样放在上述试验条件（70℃，20 min）下进行测试，测试结果见表2。

为了保证最后计算结果的准确性，一般要对测试的原始数据进行检验以剔除一些异常值，常用的方法就是T 检验法，T 检验法原理：通过检验标准试样测定结果的平均值与标准值之间是否有显著差异来判断是否存在系统误差。下面用T检验法对测定的10个d值进行合理性分析：

表2 羊毛纤维质量修正系数d值测试结果

质量修正系数合理性分析（t检验法）［6］：

计算结果说明本试验在95%置信区间无显著差异，没有出现离群值而造成系统误差，表2中试验测得的羊毛纤维质量修正系数d值均为正常值，即羊毛的质量修正系数d=0.9982 是合理的，置信界限仅为±0.0019。

2.3 甲酸／氯化锌法精密度的考察

将第2 组试样在上述试验条件（70℃，20 min）下进行测试，根据以上的质量修正系数d值（d=0.9982），按公式（2）计算出羊毛的净干含量，测试结果见表3。

表3 羊毛含量平均值的区间估计

采用格鲁布斯检验法［5］，在采用置信度为95%时，表3中试验测得的羊毛纤维含量经判断均为正常值，平均值的置信界限为±0.22%，满足GB／T 2910.18 中置信界限小于±1%的要求。由表3可以看出，试验测得的10个羊毛含量非常稳定，有很好的重现性，这说明甲酸／氯化锌法测试结果有较高的精密度。

2.4 甲酸／氯化锌法与75%硫酸法准确性比较

将第3组试样分别按75%硫酸法和甲酸／氯化锌法进行溶解测试，d值分别取0.985［1］，和0.9982，按公式（2）、（3）计算出羊毛和丝的净干含量，测试结果见表4。

由表4可以看出，两种方法的准确性均能满足GB／T 2910.18标准中小于±1%的要求，但甲酸／氯化锌法的准确性明显优于75%硫酸法，10个试样中有9个试样的绝对误差甲酸／氯化锌法小于75%硫酸法。

2.5 甲酸／氯化锌法与75%硫酸法其它方面的比较

2.5.1 测试过程方面

75%硫酸法：室温下剧烈振荡60min后用砂芯坩埚过滤，剩余纤维依次用稀硫酸、水、稀氨溶液各接触10min后过滤，最后与水接触30min后过滤，整个溶解和过滤过程至少2h，且溶解后的溶液呈粘稠状，不易过滤，给操作带来一定得麻烦。

甲酸／氯化锌法：70℃条件下静置20 min后用砂芯坩埚过滤，剩余纤维依次用70℃甲酸／氯化锌溶液、水、稀氨溶液清洗，每次清洗前让纤维与液体接触1 min并不时摇动，最后用水清洗3次，整个溶解和过滤过程大约23min，很明显，甲酸／氯化锌法测试过程更短，操作更简单，大大提高了工作效率。

表4 75%硫酸法和甲酸／氯化锌法准确性比较

2.5.2 d值方面

75%硫酸法d值取0.985，说明75%硫酸溶解后羊毛纤维有部分损失，甲酸／氯化锌法d=0.9982，保留二位小数则d值取1.00，说明甲酸／氯化锌溶液溶解后羊毛纤维几乎没有损失，因为测试过程没有质量损失，测试结果也会更加稳定。

2.5.3 剩余纤维方面

75%硫酸溶液处理后的羊毛纤维很大程度的失去了原有的弹性和光泽，在显微镜下观察可以看到不同程度的损伤；甲酸／氯化锌溶液处理后的羊毛纤维基本保持了原有的光泽和弹性，手感饱满，在显微镜下观察几乎看不到损伤，显而易见，甲酸／氯化锌溶液处理后的羊毛纤维更符合标准要求。

2.5.4 试剂安全性方面

两种试剂都具有腐蚀性，75%硫酸是强酸，有很强的腐蚀性，常温下不易挥发，甲酸／氯化锌溶液有较强的毒性且易挥发，对人体危害更大。

3 结论

3.1 试验表明，采用甲酸／氯化锌溶液作试剂，在温度70℃±2℃和静置溶解20min±1min的试验条件下对羊毛／丝混纺比进行测定是可行的，羊毛纤维的质量修正系数d=0.9982，保留两位小数则d值取1.00，其平均值在95%置信水平下置信界限为±0.22%，满足GB／T 2910.1［7］的要求。

3.2 无论是检测过程还是检测结果，甲酸／氯化锌法都明显优于75%硫酸法：检测流程更短，测试结果误差更小，试剂处理后的羊毛纤维很好地保持了原有的外观特征和性质。由此可见，甲酸／氯化锌法是更为理想的测定羊毛／丝混纺比的方法。

3.3 考虑到试剂的安全性，甲酸／氯化锌法美中不足是甲酸／氯化锌溶液有毒性且易挥发，测试人员应采取完善的保护措施。

［1］GB／T 2910.18-2009.纺织品 定量化学分析 第18部分：蚕丝与羊毛或其他动物毛纤维的混合物（硫酸法）［S］.

［2］刘源，马永才，刘生红.羊绒与羊毛的定性鉴别与定量分析［J］.山东纺织科技，2001，42（4）：35—36，53.

［3］何艳芬，曹颖.羊毛／桑蚕丝混纺织物定量分析方法的研究与探讨［J］.山东纺织科技，2013，54（1）：27—29.

［4］GB／T 7586.1—2002.纺织品 色牢度试验 毛标准贴衬织物规格［S］.

［5］GB／T 7586.6—2002.纺织品 色牢度试验 丝标准贴衬织物规格［S］.

［6］汪荣鑫.数理统计［M］.西安：西安交通大学出版社，2003.

［7］GB／T 2910.1—2009.纺织品 定量化学分析 第1部分：试验通则［S］.