关于ISO 4345《钢丝绳 纤维芯 规格》中绳芯水溶酸测定方法及指标的商榷

文/农业部剑麻及制品质量监督检验测试中心 陈伟南 陶进转

1引言

国际标准ISO 4345《钢丝绳 纤维芯 规格》中规定了天然纤维绳芯是由剑麻和蕉麻等新的硬质纤维制成。蕉麻是菲律宾生产的马尼拉麻，我国没有生产；剑麻是我国特色的热带经济作物，并以剑麻纤维实现其经济价值。由于剑麻纤维质地坚韧、富有弹性、耐酸碱等特点，用剑麻纤维制成的绳芯在钢丝绳行业应用越来越广泛。我国于1994年10月制定了产品标准GB/T15030《剑麻钢丝绳芯》。在国家标准《剑麻钢丝绳芯》中基本是等效引用了ISO 4345《钢丝绳 纤维芯 规格》中“绳芯水溶酸的测定方法”和水溶酸含量的指标。2006年GB/T15030《剑麻钢丝绳芯》进行第一次修订，发现了该标准中绳芯水溶酸的测定方法和水溶酸含量的指标存在问题，结果是对计算水溶酸含量的公式作了修改而指标没改，修订后的GB/T15030《剑麻钢丝绳芯》于2009年10月发布实施，但标准中绳芯水溶酸测定方法和水溶酸含量指标存在的问题没有得到很好解决。本着实事求是的精神和严谨科学的态度,谨提出若干意见,敬请同仁专家学者一道研讨商榷。

2 水溶酸测定方法存在的问题

目前，钢丝绳芯水溶酸度的检测标准主要有国际标准ISO 4345-1988《Steel wire ropes – Fibre main cores – Specification》。此标准至今仍在使用，亦未见其更新版本。在实际操作的过程中，发现水溶酸测定方法存在以下一些问题。

2.1 水溶酸提取时间

原标准中，水溶酸的提取步骤中，加入100 mL的蒸馏水煮沸30 min。由于索氏提取器利用溶剂回流及虹吸原理，使绳芯里的酸不断地被水浸泡提取，当浸提的水高于虹吸管时抽提液回流至烧瓶中。然而使用不同的加热器，其加热功率也不同，在相同的时间内，其回流的次数也不同，所以抽提的效果与水回流的次数有关而与时间多少无关。

2.2 试样残留酸洗涤

在抽提完并过滤后，连续3次用蒸馏水洗涤滤渣，以使全部的酸溶于抽提液中，且抽提液总量不应超过175 mL。此操作步骤存在着洗涤不完全，抽提总液难控制的问题。

2.3 标准溶液浓度

原标准规定氢氧化钠或氢氧化钾标准液为0.1 mol/L。但在实际的检测中，均不考虑氢氧化钠或氢氧化钾的实际浓度，存在两个缺点。一是氢氧化钠或氢氧化钾溶液容易吸收空气中的二氧化碳而生成碳酸钠或碳酸钾，从而改变氢氧化钠或氢氧化钾溶液实际的浓度。为了确保检测结果准确，在滴定抽提液之前，最好重新标定其浓度，以氢氧化钠或氢氧化钾的实际浓度进行计算。二是提取液的水溶酸度很低，以0.1 mol/L的氢氧化钠或氢氧化钾作为标准液浓度过大，通常加入几滴甚至一滴氢氧化钠溶液致使抽提液变色，滴定达到终点，测量误差较大。

2.4 计算公式

国际标准ISO4345-1988中钢丝绳芯的水溶酸含量的计算公式为，其中V是0.1 mol/L的氢氧化钠或氢氧化钾标准溶液体积，单位为mL，为试样的重量，单位为g。但是在实际的操作中出现两种情况，一是以氢氧化钠或氢氧化钾的实际浓度计算，并折算为0.1 mol/L浓度的体积，公式应为（mL/ g）；二是氢氧化钠或氢氧化钾的实际浓度为0.1 mol/L，公式应为（mL/ g）。而两种情况与计算公式，都不相符。

2.5 水溶酸度指标

国际标准ISO4345-1988对钢丝绳芯的水溶酸度的规定是：每100 g绳芯不得超过2 mL，0.1mol/L的酸。按照计算公式，剑麻纤维及制品的水溶酸度测试结果与指标的结果相差较大，详见表1。

3 水溶酸测定方法改进

表 1 剑麻纤维及制品的水溶酸度测试结果

3.1 试样制备

国际标准ISO4345-1988中水溶酸测定方法没有提及到试样的制备，为了更加充分准确地提取试样中的水溶酸，应对试样进行制备。将试样拆散平行放置，并滚压混合成纤维互相平行的一束。再从这一束的不同部位随机选取适量纤维试样，裁剪约50 mm的一段，混样，密封贮存备用。

3.2 水溶酸提取

由于不同的加热器其功率有差异，钢丝绳芯提取的完全程度应以提取次数而定，而不是提取时间，我们经过大量的检测和试验，证明在浸取液回流5次，可基本上将试样中的水溶酸完全抽提。

抽提完全之后，其水溶酸的浓度是固定的，直接从抽提液中取定量的溶液可进行酸度检测，然后再折算为总抽提液的酸度。

3.3 水溶酸度滴定方法

大多数的剑麻绳芯在加工的过程中加入的软麻油，致使绳芯的抽提液呈现带有浑浊的浅黄色、黄色，甚至是棕色（如图1）。采用酚酞作为指示剂，氢氧化钠或氢氧化钾溶液进行滴定，必定会影响终点的颜色的判断。所以测定水溶酸度的最佳滴定方法为电位滴定法，根据pH值进行判断滴定终点。

图1 钢丝绳芯水溶酸提取液

3.4 计算公式

鉴于氢氧化钠或氢氧化钾溶液浓度的不稳定，在实际检测中应考虑氢氧化钠或氢氧化钾溶液的实际浓度，并折算为氢氧化钠浓度0.1mol/L，则绳芯的水溶酸含量计算公式应为，单位为mL/g。

3.5 水溶酸度指标

如果绳芯水溶酸度按计算公式的结果，钢丝绳芯水溶酸度的指标应为：每100 g绳芯不得超过20 mL, 0.1mol/L的酸。

4 讨论及建议

国际标准ISO 4345-1988现行有效，但标准中的水溶酸度检测方法明显存在问题，水溶酸的提取不合理，氢氧化钠的实际浓度不参与结果计算，还有以肉眼观察溶液颜色变化判断终点等等，直接影响了检测结果。结合实际情况，应用实际浓度的氢氧化钠标准溶液进行电位滴定以pH值作为判定终点；绳芯的水溶酸含量计算公式修正为：（mL/ g），并对钢丝绳芯水溶酸度的指标作相应的改变。

目前，我国各行各业与国际接轨越来越紧密、越来越方便和容易，而我们与国际标准的相关机构交流、沟通、学习等情况却感到比较困难和不易，在工作中，对使用、引用国际标准遇到的问题没能得到很好及时的解决，也束手无策。

针对国际标准ISO4345-1988中绳芯水溶酸测定方法及指标存在的问题，我们组织了来自科研机构、大专院校、质监所及使用单位的专家进行会审和邮件征求意见，虽然得到专家们的肯定和支持，但是国际标准与行业标准矛盾冲突问题没有得到解决。建议有关部门、机构或组织，会同其它专业标准制定单位，研究审定出一个正确的结果，以解决我们在工作中遇到的问题。

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