一种功能性铜离子腈纶的定性初探

陆敬京+陶然+苏超

摘要：本文研究了目前市场上的一种功能性铜离子腈纶的成分检测，通过显微镜法、溶解法、熔点仪法等检验室常用方法探讨了功能性铜离子腈纶的定性判断方法。

关键词：铜离子；腈纶；定性

1 引言

铜离子纤维具有优良的抗菌性能，人体能将其代谢，且相对于银价格合理，目前各种铜离子纤维技术也日益成熟，有两种方式制得的铜离子抗菌纤维的耐持久性好：一是通过离子交换法在棉纤维上镀氧化铜，二是通过共混纺丝法在涤纶、腈纶、锦纶等化纤上引入铜离子基[1]。

由于铜离子基的引入，使得纤维大分子链改变，进而纤维原有的物理、化学性质发生改变，导致纺织品检测时纤维原标准检测方法与检测结果发生偏差，甚至相反，这给纺织品检测带来了困难和考验，例如本文涉及的这种功能性铜离子腈纶。

随着科技的飞速发展，人们对纺织品的要求越来越高，差别化纤维、功能性纤维等新型纤维层出不穷。所以纺织品检测要跟紧步伐，及时更新、制定纺织品检测标准十分必要。

2 试验部分

2.1 试验仪器及试剂

HD500温控振荡水浴锅，南通宏大试验仪器有限公司；WRX-1S熔点仪，苏州江东精密仪器有限公司；生物显微镜（纤维细度仪CU一6），和众视野；98%硫酸、37%盐酸、碱性次氯酸钠、浓硝酸、88%甲酸、99%冰乙酸、N，N-二甲基甲酰胺（DMF）、硫氰酸钾（AR，国药集团化学试剂有限公司）；三级水。

2.2 显微镜观察法、燃烧法鉴别

将纤维刮散夹入盖玻片，滴入试剂制样，在放大400倍的显微细度仪下，观察纤维的纵向形态，加以鉴别；将纤维束慢慢靠近火焰，观察其燃烧性质、熔缩状态、气味以及燃烧残渣。

2.3 溶解鉴别

将少量纤维试样置于小烧杯中，加入配制好的溶液在特定的温度下振荡30min，观察纤维溶解情况，各试剂均按照FZ/T 01057.4—2007《纺织纤维鉴别方法第4部分：溶解法》配制。

2.4 熔点仪法

取少量纤维置于两片盖玻片之间，置于熔点仪显微镜上，调焦使纤维清晰成像，熔点仪升温速率为5℃/min，此过程中仔细观察纤维形态变化，熔点仪最高温度为280℃。

3 结果与推断

3.1 纤维的试剂溶解特性及前后显微镜下形态的变化

铜离子纤维的溶解情况见表1，纤维溶解前后的形态见图1。

由图1（1）溶解前纤维原始纵面形态可看出，纤维表面不光滑，有规则的菱形纹路，纵向粗细均匀，可以初步排除天然棉麻的可能。表1各试剂的溶解特性中纤维不溶解于碱性次氯酸钠，排除天然蛋白质纤维，即蚕丝和羊毛；浓硫酸不能将其溶解排除了纤维素纤维的可能。至此得出该纤维是一种化学纤维。

3.2 纤维的燃烧特性和热学性质

将纤维束慢慢靠近火焰时，纤维熔缩，这验证了其化学纤维的判断；置于火焰中时纤维燃烧，放出辛辣味，类似于腈纶，但有异于传统腈纶；燃烧后形成易碎硬块残渣。由此初步判断为一种腈纶。

图2 纤维熔点仪加热至280℃后纤维形态

由图2可见，纤维加热至280℃仍未熔融，纤维无固定熔点，根据FZ/T 01057. 4—2007《纺织纤维鉴别方法 第6部分：熔点法》，可以进一步判断出这是一种腈纶。根据客户提供这是一种铜离子改性纤维，最终判断该纤维为铜离子腈纶。

4 建议

本文针对一种铜离子改性腈纶，采用了纤维镜法、燃烧法、溶解法、熔点法这4种检验室常用方法做了其定性判断的探讨，总结了一些纤维定性方面的建议：

（1）纤维定性工作要求试验人员耐心仔细，显微镜法观察时要勤滴试剂。若不加试剂或观察不够仔细则很容易将其误判为涤纶。

（2）纤维定性工作要不厌其烦，在一种方法不能确认时要采取多种方法配合，采用排除法推断，逐步缩小纤维的范围，最终确认。对照上述铜离子腈纶的溶解特性，普通腈纶溶解于浓硝酸、90℃DMF和煮沸的65%硫氰酸钾，而这种铜离子腈纶在这几种溶剂中并不溶解或只是溶胀，很多检验人员错误地将腈纶排除，这种腈纶在引入铜离子基团后其大分子链发生了变化，使得它的溶解性质发生改变，溶解法不能准确地对其定性；另外铜离子的引入也混淆了纤维原有的燃烧气味，进一步增加了定性的难度。

（3）本文涉及的铜离子纤维最主要的判断依据是它没有固定的熔点，在排除了其天然纤维、纤维素纤维的可能之后，没有固定熔点的只有腈纶。

参考文献：

[1] 陈汝甜. 铜离子纤维针织内裤面料亲水柔软整理工艺及其舒适性能研究[D]. 上海：东华大学， 2014：11-13.

（作者单位：陆敬京，罗莱家纺股份有限公司；陶然，南通市纤维检验所、苏州大学纺织与服装工程学院；苏超，南通市纤维检验所）