纺织品中甲醛含量测定准确性的探讨

2020-11-29钟明海

纺织报告 2020年6期

钟明海

（广州检验检测认证集团有限公司，广东广州 510000）

甲醛也被称为蚁醛，是一种天然存在的有机化合物，对人眼、鼻等有刺激作用。随着甲醛用途的拓宽，其作为化工原料的作用日益凸显，已被广泛应用于家具、服装、食品等行业的生产加工中[1]。纺织行业对甲醛的应用主要体现在将其作为一种处理剂应用于防皱、防缩中。但是在长期应用后发现，这种处理剂会对人体健康产生较大的影响，比如游离状态的甲醛分子会通过皮肤和呼吸道进入人体，对呼吸系统产生强烈的刺激作用，极易引发呼吸道炎症，损伤肺部功能，严重的还会导致癌症和引发胎儿畸形。

1 纺织品中甲醛含量测定的方法

1.1 分光光度法

分光光度法属于纺织品甲醛含量测定的常用方法之一，是一种定量与定性分析的方法。在利用分光光度法测定纺织品中甲醛含量时，鉴于各类型的显色剂对测定结果的准确性和分析精密性均会产生一定程度的影响，因此，技术人员需要选择合适的显色剂。最常用的显色剂测定法有酚试剂法和乙酰丙酮法，两种方法测定下的甲醛含量并没有太大的差异，不过在适用性上，酚试剂法通常应用于微量甲醛的测定，而乙酰丙酮法则主要应用于高含量甲醛的测定。分光光度法可以对甲醛含量进行精准的测定，成本较低，有很强的灵活性和准确性。但分光光度法也有明显的缺点，比如在实际操作过程中极易受到外界因素的影响，且对于反应条件和显色剂的选择要求较高，要想保证测定结果的准确性，务必合理选择显色剂和控制反应条件。

1.2 色谱法

色谱法是纺织品中甲醛含量测定的常用方法，根据不同流动相物质在固定相中的分配和流动速度实现有效分离。色谱法包括柱色谱法、气相色谱法、薄层色谱法及高效液相色谱法等，均可以取得良好的测定效果[2]。有的研究者在纺织品甲醛含量的测定中，将2,4-二硝基苯肼乙腈溶液-乙酸铵缓冲剂作为反应液，采用超声辅助柱前衍生-高效液相色谱法进行测定，结果发现可以得到精准的含量，且操作过程简单可行，重现性良好，成本较低。不过色谱法的定性分析能力不强，实际应用时需要依靠其他定性分析方法，实践应用范围有限。

1.3 催化动力学光度法

严格来说，催化动力学广度法属于光度法的一种，主要应用于微量元素及离子的测定与分析[3]。随着对催化动力学广度法研究的深入，已经将其应用于生物和环境样品有机物的分析检测之中，最常用的包括催化光度法、活化光度法及直接催化光度法3种。就其实际应用效果来看，催化动力学广度法在甲醛测定时操作简单快捷、抗外界因素能力强，具有良好的重现性，因而被广泛应用于纺织材料、装饰材料及环境样品测定中，这是一种绿色环保的测定方法。不过，对催化动力学广度法的应用依然处于研究探索阶段，并未在工业化分析中广泛应用。

2 纺织品中甲醛含量测定及准确性探讨

2.1 实验环节

测定纺织品中甲醛含量时所选用的仪器包括量筒、电子天秤、水浴振荡器、数显恒温水浴锅、容量瓶、烧瓶、2号玻璃漏斗式滤器及日立可见分光光度计。在实际测定时，将所选试样放置于40 ℃的水浴锅中萃取一定时间，萃取液用乙酰丙酮显色处理，然后在412 nm波数下借助分光光度计测定显色液中甲醛的吸光度，对比甲醛标准的工作曲线，最终得到样品中游离的甲醛含量。

在实验环节，样品量控制为1 g，然后放置于250 mL的具塞三角瓶，加入100 mL水，盖好盖子后放入水浴锅中振荡萃取。萃取工作完成后，采用过滤器将其过滤至另外一个具塞三角瓶中。吸取5 mL过滤液和5 mL的纳氏试剂放入同一个试管中，随后进行水浴锅显色，显色完成后取出，常温下避光冷却。监测人员用5 mL的蒸馏水加等体积的乙酰丙酮作空白对照，并用10 mm吸光池在分光光度计412 nm波长下测定吸光度。

2.2 纺织品中甲醛含量测定准确性的控制

2.2.1 取样与甲醛含量测定结果准确性的关系

取样部位不同，所测定的甲醛结果必然不同，这也提示在开展纺织品甲醛含量测定时，要想保证测定结果的准确性，务必合理、准确取样。需要把握以下要点：（1）如果所检测的纺织品中含有涂层或者涂料印花，则取样时要以涂层或者涂料印花部位为首选，原因在于这两处部位主要依靠黏合剂实现黏合，而黏合性能良好的黏合剂一般含甲醛概率高，所以此区域使用可能性较大。（2）如果要测定拼接衣服的甲醛含量，应该对主要面料进行取样。（3）牛仔裤因为做过树脂整理，裤头和裤带部位会存在一定量的甲醛，因而取样时要以这两处为主，而后与裤身布甲醛含量比对，根据检测结果决定后续的测定工作。（4）普通的纺织品在取样时应该在衣身、门襟、领口及袖口4个部位分别取样，若测定结果显示4处甲醛含量相差无几，取最高数即可，若有一处部位甲醛含量不合格，则判定产品甲醛含量超标。

2.2.2 样品存放时间与甲醛含量测定结果准确性的关系

在实验环节，为明确样品存放时间与甲醛含量测定结果准确性的关系，进行了多次实验，且每次实验样品存放时间均不同。结果发现，敞开的样品经过几个小时后测定，结果和第一时间测定的数值存在一定的差异。专业分析后认为，这是因为敞开保存过程中甲醛会挥发，由甲醛自身性质决定的。因此，如果无法在取得样品后第一时间进行测定，应该将其包裹在聚乙烯袋子里储藏并外包铝箔，预防甲醛挥发，提升甲醛含量测定结果的准确性。

2.2.3 萃取温度和时间与甲醛含量测定结果准确性的关系

研究发现，温度处于30 ℃时样品吸光度为0.097，40 ℃时样品吸光度为0.110，50 ℃时样品吸光度为0.111，60 ℃时样品吸光度为0.113。可以看出，在30～40 ℃环境下，随着萃取温度的升高，显色吸光度会增大，温度升高会导致在水中萃取到更多的甲醛。在40～60 ℃环境下，随着温度的升高，显色吸光度区域平缓，较为稳定，所以在测定纺织品中游离甲醛含量时需要将萃取温度控制在（40±2）℃。除此之外，在进行甲醛含量测定时应该先测定水浴振荡器的温度，确保实验数据的准确性。

在分析萃取时间时发现，在30 min时，样品吸光度为0.045，在60 min时，样品吸光度为0.063，在90 min时，样品吸光度为0.067，在120 min时，样品吸光度为0.071。在30～60 min时，随着萃取时间延长，萃取液显色后的吸光度会逐渐变大，继而导致甲醛含量增大；在90～120 min时，随着萃取时间的延长，甲醛含量并没有发生太大的变化，而是逐渐趋于稳定状态。原因可能是溶液已经达到饱和状态，无法溶解更多的甲醛。

2.2.4 乙酰丙酮试剂配制与甲醛含量测定结果准确性的关系

相关规范标准指出，将150 g的乙酸铵加入1 000 mL容量瓶中，且用800 mL三级水溶解，而后加入2 mL的乙酰丙酮和3 mL的冰乙酸。待水稀释至刻度后盛放于棕色瓶中，保存至阴凉处，确保储存时间为12 h以上，而后再开展测定工作。在使用纳氏试剂时最好找一个大小适中的杯子，冲洗后倒入足够本次测定所需要的溶液。为了提升测定结果的准确性，在液枪吸取乙酰丙酮试剂前，要冲洗液枪至少3次。为了确保纳氏试剂比色的灵敏度，应避免使用保存时间过长的乙酰丙酮试剂，主要是因为乙酰丙酮长时间保存颜色会发生变化，即由无色、淡黄色转变为深黄色，在遇见光时会转化为褐色的液体，并生成树脂。另外，为了有效清除乙酰丙酮试剂中的杂质，在测定开始前可以先利用蒸馏法进行预处理，这也是保证和提升纺织品甲醛含量测定结果准确性的有效措施，这一点尤其值得注意。

2.2.5 显色温度与甲醛含量测定结果准确性的关系

就本次实验环节测定的结果来说，温度对甲醛测定结果的影响较大，显色时提升温度可以增加甲醛含量。原因是温度升高时溶液中的各种离子间的相互反应速度会加快，且甲醛和乙酰丙酮以及铵离子等会发生化学反应，所产生的化学物质也会产生吸光度，进而影响测定结果。结合现阶段研究成果和本次实验环节成果，建议纺织品中游离甲醛的萃取温度控制在（40±2）℃，同时每次实验前测定水浴锅水温。