弹性复合面料的纤维成分含量定量分析研究

戈强胜+李小红

摘要：

本文简要分析了采用不同定量方法对含氨纶的弹性复合面料进行纤维成分定量结果的影响，并选取代表性样品进行实验室间比对分析。

关键词：复合面料；预处理；粘合剂；定量方法；比对

1 引言

复合面料将一层或多层纺织材料、无纺材料及其他功能材料经粘结贴合而成的一种新型材料。复合面料应用了“新合纤”的高技术和新材料，具备很多优异的性能，如织物表现细洁、精致、文雅、温馨，织物外观丰满、防风、透气，具备一定的防水功能等[1]。如采用聚酯纤维/氨纶混纺面料和其他面料进行复合，可形成良好的、具有一定弹性的结构紧密、柔软面料效果。

大多数复合面料在加工过程中使用了一定的粘合剂，且粘合剂在纤维成分定量过程中很难完全去除干净，对纤维定量的准确性有很大的影响。因粘合劑很难完全去除干净，选择不同的定量方法、溶解顺序对成分定量结果影响也很大。本文选取一定成分比例的含氨纶和聚酯纤维的弹性复合面料，分析采用不同的定量方法对成分结果的影响，并选取代表性样品进行实验室间比对并对比对结果进行简要分析。

2 成分定量分析方法标准简述

2.1 预处理方法简述

国家标准GB/T 2910.1—2009《纺织品定量化学分析第1部分：试验通则》[2]“引言”部分强调：经过加工或整理的纤维混合物中，可能含有油脂、蜡质或整理剂，这些物质可能是纤维本身带有的，也可能是添加的；混合物中还可能存在盐类和其他水溶性物质；此外，纺织品上还可能含有为增加纤维的抱合力，或者为了赋予纺织品防水、抗折皱等性能而添加的树脂或其他添加物。在分析过程中，这些物质中的某些物质或全部物质可能会溶解掉，并作为可溶纤维组分的质量而计算在内。为避免此误差，在分析之前宜去除这些非纤维化物质，标准GB/T 2910.1—2009附录A给出了去除油类、脂肪、蜡质和水溶性物质的预处理方法。

2.2 定量方法简述

当样品无法用拆分法进行定量分析时，用于聚酯纤维和氨纶溶解定量分析的方法标准主要有：FZ/T 01095—2002 《纺织品氨纶产品纤维含量的试验方法》[3]、GB/T 2910.12—2009 《纺织品定量化学分析 第12部分：聚丙烯腈纤维、某些改性聚丙烯腈纤维、某些含氯纤维或某些弹性纤维与某些其他纤维的混合物（二甲基甲酰胺法）》[4]和AATCC 20A—2014 《纤维分析：定量》[5]，分别采用80%硫酸法、二甲基甲酰胺法和氢氧化钠/甲醇法进行定量分析。现简要描述三种定量方法的差异。

（1） FZ/T 01095—2002

把准备好的试样放入盛有（24±1）℃的80%硫酸溶液的三角烧瓶中，每克试样加100mL试液，至少搅拌10min，使氨纶溶解。用已知质量的玻璃砂芯坩埚过滤，将剩余纤维用同温度、同浓度的硫酸洗涤3次，再用常温蒸馏水洗4～5次，用稀氨水中和2次，然后水洗至指示剂检查呈中性为止，每次洗后必须用真空泵抽吸排液。

（2）GB/T 2910.12—2009

把准备好的试样放入三角烧瓶中，每克试样加入150mL二甲基甲酰胺，塞上玻璃塞，摇动烧瓶将试样充分润湿后，让烧瓶保持90℃～95℃放置1h。

用玻璃砂芯坩埚过滤，残留物留在烧瓶中，另加60mL二甲基甲酰胺，保持90℃～95℃放置30min，用手轻轻摇动2次。把残留物过滤到玻璃砂芯坩埚，真空抽吸排液，并用水将残留物洗至坩埚中，真空抽吸排液。

热水加满坩埚洗涤残留物两次，每次重力排液后再用真空抽吸。如果不溶纤维是聚酰胺纤维或聚酯纤维，可把玻璃砂芯坩埚和残留物烘干、冷却、称重。

（3）AATCC 20A-2014

准确称量0.5g～1.5g清洁、干燥、准备好的试样并记录其重量，精确到0.1mg。将18g试剂级的氢氧化钠小球添加到盛有200mL甲醇的250mL锥形瓶中。加热至80℃并混合充分。将试样加入密封的烧瓶中并使用有磁力搅拌棒搅拌。经过5min浸渍后，将残液与未溶解的残留物分离，用70%异丙酮冲洗剩余物，并用已知干重的坩埚过滤出不溶物。然后将坩埚和剩余物一起自然晾干后再转移至105℃～110℃的烘箱中烘至恒重。最后记录干燥剩余物的重量并精确至0.1mg。

从上述三个标准来看，针对含氨纶和聚酯纤维的复合面料的溶解定量方法有溶解聚酯纤维的，也有溶解氨纶的，具体差异见表1。当样品中含有粘合剂无法去除干净时，选择不同的溶解方法对成分定量结果准确性具有很大的影响。

3 试验结果及分析

3.1 试验方案设计

为了使试样具有代表性，选取不同氨纶含量的聚酯纤维氨纶复合面料三块，采用一定的预处理方法，然后分别按照标准FZ/T 01095—2002、GB/T 2910.12—2009和AATCC 20A—2014进行定量分析，并将此三份样品进行实验室间比对分析。成分定量结果取两次平行试验的平均值。

3.2 预处理方法选择

结合 GB/T 2910.12—2009附录A提到的预处理方法，该类复合面料由于粘合较紧，在不损伤纤维的前提下，无法用手撕开，因此考虑用溶解预处理的方法。由于面料含有氨纶，不适合用二甲基甲酰胺进行粘合剂去除的预处理，对于该类复合面料，选取二氯甲烷和三氯甲烷进行浸泡，经试验发现，选择三氯甲烷浸泡法结合手工刮除的方法去除粘合剂效果较好，但粘合剂无法完全去除干净，在纺织品布面上仍可见未去除干净的粘合剂[6]。

3.3 不同定量方法结果及分析

将已经过预处理后的三种试样分别按标准FZ/T 01095—2002、GB/T 2910.12—2009和AATCC 20A—2014进行定量分析，结果见表2。

从表2可以看出，针对含氨纶和聚酯纤维复合面料成分定量，采用GB/T 2910.12—2009和AATCC 20A—2014结果比较接近，与FZ/T 01095—2002存在一定的差异。三种定量方法结果存在差异的主要原因是溶剂对粘合剂溶解程度不同，且溶解的粘合剂含量是包含在氨纶含量还是包含在聚酯纤维含量里对最终结果的影响程度不一样。可通过观察分别采用不同方法试验后剩余物上的粘合剂剩余情况进行分析。标准FZ/T 01095—2002中采用的80%硫酸属于强酸性溶剂，通过观察溶解后溶液和溶解后面层面料剩余物发现，该溶剂在溶解氨纶的时候能把大多数粘合剂溶解，因此在该方法中相当于把粘合剂的含量计算到氨纶含量里，导致氨纶含量偏高，通过3块样品的面层成分结果也可发现，氨纶实际含量越低的样品，用该方法导致的误差越大。采用GB/T 2910.12—2009的二甲基甲酰胺进行溶解时，发现剩余物上仍有大量的粘合剂；采用AATCC 20A—2014方法的氢氧化钠/甲醇溶液在溶解聚酯纤维时也将部分粘合剂溶解，通过观察溶解后的氨纶可以发现仅有极少量的粘合剂剩余，由于聚酯纤维在整个面料的成分中占比较大，因此采用该两种方法粘合剂对最终试验结果的影响较小。

故针对含有聚酯纤维和氨纶的弹性复合面料，在进行定量分析时，建议预处理时选用适当的试剂尽可能地去除粘合剂，如粘合剂无法完成去除时，尽量选择与粘合剂反应较温和的试剂如二甲基甲酰胺进行溶解或选择溶解含量较大部分的纤维（如聚酯纤维）。

3.4 实验室间比对结果分析

将选取的3份样品进行实验室间比对，比对结果如表3。

从外部比对结果来看，采用同一种处理方式的实验室，结果基本一致且具有相对稳定的结果再现性。采用FZ/T 01095—2002的80%硫酸法和GB/T 2910.12—2009的二甲基甲酰胺法结果存在很大差异。此差异与本实验室关于采用不同定量方法研究的结果一致。

4 结论

综上所述，以聚酯纤维/氨纶弹性复合面料为例，成分定量分析时预处理需选用合适的试剂和方法尽可能地去除粘合剂，如粘合剂无法去除干净时，尽量选择与粘合剂反应温和的试剂溶解氨纶或先溶解含量大的聚酯纤维。弹性复合面料在服装服饰中的运用越来越受追捧，因此正确进行纤维含量成分标识对于该类产品的质量控制具有生产实践意义，本文对于该类含有粘合剂的复合面料的纤维成分含量分析具有一定借鉴作用。

参考文献：

[1] 姜怀，邬福麟，梁洁，等.纺织材料学[M].第2版.北京：中国纺织出版社，1996.

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

[3] FZ/T 01095—2002 纺织品氨纶产品纤维含量的试验方法[S].

[4] GB/T 2910.12—2009 纺织品 定量化学分析 第12部分：聚丙烯腈纤维、某些改性聚丙烯腈纤维、某些含氯纤维或某些弹性纤维与某些其他纤维的混合物（二甲基甲酰胺法）[S].

[5] AATCC 20A—2014 纤维分析：定量[S].

[6] 李小红，陆佳英，谢剑飞，等.浅谈纺织纤维成分含量检验预处理对结果的影响[J].中国纤检，2015年6月（上）：78-80.

（作者单位：广州纤维产品检测研究院）