影响纺织品pH的因素及控制措施探讨

2020-11-29郑晓蕾

纺织报告 2020年10期

郑晓蕾

（广东省广州检验检测认证集团有限公司，广东广州 511447）

在进行纺织品染整加工处理的过程中会应用一些酸性或者碱性的化学助剂，如果后期不能充分水洗，必然会导致在面料上残留部分酸性或碱性化学助剂，对人体皮肤表面的微酸性物质造成破坏，影响人体健康。因此，针对影响纺织品pH的相关影响因素进行分析并提出有效的控制措施。

1 纺织品pH的影响因素

1.1 纺织品染整工艺

市场上比较常见的腈纶、锦纶、涤纶、蚕丝、纯棉等纺织品在经过印染加工处理后，必须要严格地进行水洗处理，这样才能将纺织品面料表面没有实现固着的染料、化学品以及各类杂质有效去除，否则必然会对纺织品的色牢度、手感、pH等产生影响[1]。

1.1.1 前处理工艺

纺织品的漂白、退浆、精练、丝光都属于前处理工艺[2]。纺织品的前处理工艺通常是在碱性环境下完成的，因此在前处理后进行水洗处理非常重要。如果不能进行充分水洗，纺织品表面存在残留物质，必然会导致纺织品出现pH过高的现象。

1.1.2 印染工艺

（1）直接染料染色：直接染料可以直接在水中溶解，在中性盐或弱碱性盐的环境下实现纤维素纤维的直接染着。

（2）活性染料染色：在碱性环境下，活性染料可以与纤维素纤维直接发生化学反应，保证染色牢固性。

（3）还原染料染色：还原染料本身与水不相溶，而且分子中还有部分羰基，在利用过程中首先必须要在碱性环境下，利用还原剂经过还原反应生成羟基钠盐，让染色剂与水相溶并印染在纤维上，印染处理后经过氧化作用就能再次形成不溶性染料[3]。

（4）酸性染料染色：酸性染料可以溶解在水中，其分子结构中含有羧基或磺酸基，在中性或酸性环境下能够直接对蛋白质纤维进行印染。

（5）阳离子染料染色：阳离子染料分子结构中含有氨基，因此在弱酸性环境下能对纺织品进行直接染色。

（6）分散染料染色：分散染料在水中的溶解度相对较低，属于一种非离子型染料，通常情况下应用在涤纶纺织品的染色处理中。

从上述分析可以发现，大多数纺织品的染色处理都是在碱性或酸性条件下完成的，如果后期不能进行充分洗涤处理，必然会出现纺织品pH超标现象。

1.1.3 水洗处理过程

（1）浴比。如果在水洗处理过程中浴比过大，就会出现去除量较大的现象，稀释交换效果就越好。

（2）水洗液温度。在温度较高的情况下，水洗液中洗液分子的流动性也会进一步增强，能够将纺织品纤维内外以及表面上附着的染料和各种化学品助剂有效去除。

（3）电解质浓度。对纺织品进行深色印染或大面积深色印花的过程中，如果洗液电解质浓度相对较大，后期水洗难度会增加。

1.2 纺织物组织结构

在纺织物组织结构以及纤维原材料不同的情况下，印染处理后期进行水洗时，纤维间隙会发生各种染料和化学品的扩散、解吸作用，水洗溶液对染料和各种化学品的稀释、交换、去除程度也会存在差异；如果纺织物本身厚度较大，组织结构紧密度越高，纤维中的各种染料和化学品就越难被有效扩散、解吸、去除。

1.3 检测条件

在进行纺织物pH测定的过程中，pH酸度计的结构和性能、测试温度、pH标准缓冲溶液配置[4]以及操作都会对最终测定结果产生不同程度的影响。

1.3.1 pH酸度值

在进行溶液pH测试的过程中，由于被测溶液本身含有的氢离子浓度不同，复合电极插入后实际产生的电动势也会存在差异，利用直流放大器进行放大处理后，就能通过电压表指示器来显示溶液的pH。

如果被检测溶液本身存在酸度或碱度增加的情况，溶液实际的pH与电极电势的线性关系将会被破坏，由此产生碱误差或酸误差。由于复合电极的电极膜会受到心理作用以及碱金属离子浓度的影响，在被检测溶液中氢离子浓度过低的情况下，与实际数值相比，通过检测获得的pH相对较低。酸误差主要指的是，在被检测溶液本身的pH较低的情况下，检测数值要高于实际数值。

因此，在进行纺织物pH检测的过程中，需要严格按照pH酸度计的操作规范流程来进行检测，或者使用标准缓冲液来矫正，保证纺织物检测pH读数的准确性。

1.3.2 温度

温度会对纺织物pH检测数据的准确性产生直接影响。从理论角度来看，在进行纺织物pH检测的过程中，当温度为25 ℃时，单位pH标度等同于59.16 mV的变化值。当温度产生1 ℃的变化时，电位会产生0.2 mV的变化[5]。由此可以看出，如果检测温度过高或过低，玻璃电极内阻也会相应地上升或下降，必然会对pH检测数据的准确性产生影响。

1.3.3 pH缓冲溶液

pH缓冲溶液主要指可以有效缓冲外界少量强酸或强碱，或者通过合理稀释处理后就能够保证溶液配置不变的溶液。如果在配置的过程中出现不当操作，必然会对pH酸度计校正产生影响，进而对pH检测数据结果的准确性产生影响。

1.3.4 萃取介质的种类

纺织品的萃取介质可选用蒸馏水（或去离子水）和0.1 mol/L的氯化钾溶液。实验室一般建议采用0.1 mol/L的氯化钾溶液萃取，因为其化学性质稳定，萃取结果更准确。

1.3.5 萃取程度

样品是否完全浸湿萃取，对于测试结果有影响。样品添加萃取液后，手动摇动锥形瓶约10 s，尽量使试样完全浸湿，再放到空气浴振荡机中，于室温下以约每分钟90次的速度振荡萃取。若样品单位质量太小或经防水处理而无法手动摇匀润湿，则需将其放进往复式振荡机中，以每分钟约150次的速度于室温下振荡萃取，以保证样品内部与萃取液之间进行充分的液体交换。

1.3.6 操作过程

在对纺织品pH进行测试的过程中，检测人员的操作一旦出现偏差，同样会对pH检测结果的准确性造成影响。

2 pH测试标准和方法

目前，我国纺织品pH测试主要遵循GB/T 7573—2009《纺织品水萃取液pH的测定》；日本的检测标准为JIS L1096—2010《pH测试方法》；美国的检测标准为AATCC81—2006《pH测试方法》[6]。在检测标准不同的情况下，检测方法存在较大差异，检测结果也会存在较大差异。美国和日本检测标准下的检测方法简洁高效，而中国检测标准下的方法消耗时间长、检测过程繁琐。在具体检测过程中，需要将检测标准标注清楚。

3 纺织品pH的控制措施

3.1 染整工艺

在棉织物染整、精练、漂白处理的过程中需要加入适量碱，而在毛织物碳化处理的过程中要加入适量酸；毛、丝织物的染色处理通常需要在酸性环境下进行，而棉需要在碱性环境下处理；在后整理过程中，仍然需要加入大量酸碱性不同的整理剂。因此，在这一环节必须要对pH进行严格控制，不断强化水洗流程，让纺织物成品萃取液pH达到标准要求。

3.2 水洗浴比

水洗过程主要是让纤维间隙中残留的各种化学品助剂和染料扩散到纺织物表面，随后通过解吸作用进入溶液中，通过水冲洗稀释去除，保证纺织物pH达到标准要求。为了保证纺织物表面残留物的清洗充分，可以加大水洗在纺织物表面的冲吸力，与此同时，还要增加水洗浴比，改善和提升纺织物的pH。

从大量的纺织物生产实践和测试过程中可以发现，针对同一种棉织物进行染整加工处理后，在水洗浴比不同的情况下，纺织物最终的pH测试结果也不相同。根据相关统计数据发现，随着水洗浴比的不断增加，经过认证加工处理的纺织物pH标准偏差会逐渐减小。纺织物pH标准偏差越小，其pH越稳定，也就表示纺织物的pH检验结果在标准要求范围内。

根据统计数据，当纺织物水洗浴比逐渐升高时，纺织物pH的检测值会逐渐下降。从分子运动学的角度来看，分子浓度差是产生分子能量的主要原因，分子浓度差的推动作用引起分子的热运动，导致物质的组分逐渐从高浓度区向低浓度区扩散。纺织物经过染整工艺的处理后，在纤维表面以及纤维的缝隙中会附着大量碱分子，因此不断提升水洗浴比。水洗液碱分子浓度与纤维表面及缝隙中的碱分子浓度差值越大，产生的分子能量越大，分子扩散运动也会更加迅速。在这种情况下，纤维表面以及缝隙中的碱分子扩散速度更快。但是从实际加工的角度来看，充分考虑生产成本以及机械设备成本等相关因素后，在纺织物水洗过程中应该将水洗浴比合理地控制在1∶55左右。

3.3 酸中和

经过染整和水洗加工处理之后，一些本身组织结构相对紧密且厚实的纺织物，由于碱分子对纤维的附着力相对较大，纤维缝隙中的碱分子不容易扩散到表面被去除，或者在进行丝光加工的过程中，由于碱浓度相对较高，在水洗处理过程中碱分子的去除难度较大。为了对纺织物的pH进行有效控制，在后期进行水洗处理的过程中，可以充分利用0.30～0.50 g/L的冰醋酸和0.10～0.25 g/L的醋酸钠缓冲溶液，在40～50 ℃的范围内进行10 min的中和反应，能够有效降低pH标准差。