中空纖維由于含有獨(dú)特的中空結(jié)構(gòu),被作為保暖材料廣泛應(yīng)用在紡織品中。與纖維素纖維混紡的織物,不僅保暖,還具有輕量、觸感柔軟等特征被廣大消費(fèi)者喜愛。對于纖維素纖維與中空聚酯纖維混紡織物,當(dāng)采用GB/T 2910.11—2009《紡織品 定量化學(xué)分析 第11部分:纖維素纖維與聚酯纖維的混合物(硫酸法)》測定混紡比時(shí),發(fā)現(xiàn)當(dāng)中空聚酯纖維含量達(dá)到65%以上時(shí),測試結(jié)果與理論值的偏差超過了允許偏差值范圍。為提高測試的準(zhǔn)確性,本文從纖維構(gòu)造開始分析,對偏差原因進(jìn)行了假設(shè)、驗(yàn)證,明確了因中空滌綸特殊的構(gòu)造引起溶液殘留導(dǎo)致結(jié)果偏差,同時(shí)給出了解決方案,并多次驗(yàn)證,可行性良好。
(1)硫酸(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75%):將700mL濃硫酸(ρ=1.84g/mL)小心地加入到350mL水中,溶液冷卻至室溫后,再加水至1L。硫酸溶液濃度允許范圍在73%~77%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))之間。
(2)稀氨水溶液:將80mL濃氨水(ρ=0.880g/mL)加水稀釋至1L。
恒溫水浴振蕩器、恒溫干燥箱、電子天平(精度0.1mg);帶塞玻璃錐形瓶(250mL)、燒杯、量筒、砂芯坩堝、抽濾瓶、干燥器等。
將纖維素纖維(粘膠纖維)和聚酯纖維(普通聚酯纖維和中空聚酯纖維兩種),按照表1比例各制備3份樣品,樣品混合均勻。
按照GB/T 2910.11—2009 《紡織品 定量化學(xué)分析 第11部分:纖維素纖維與聚酯纖維的混合物(硫酸法)》對已知混率的樣品進(jìn)行測定。結(jié)果如表2所示。
表1 樣品混率一覽表
表2 已知混率樣品混率測試結(jié)果
從表2的結(jié)果來看,中空聚酯纖維含量在65%時(shí),實(shí)測值與理論值偏差>1%,且均為殘留部分(聚酯纖維)的含量偏高。
本文從中空聚酯纖維的形成過程解析引起混率偏差的原因。中空聚酯纖維的形成過程是將切片加熱溶解,采用特殊構(gòu)造的口金(中空)進(jìn)行紡絲,冷卻后得到中空斷面的紗線。如圖1所示。
圖1 中空聚酯纖維紡絲過程
采用GB/T 2910.11—2009測定纖維混紡比例需要用75%硫酸把粘膠纖維從混合物中溶解除去,收集殘留部分(聚酯纖維),清洗、烘干、稱重,再用修正后的質(zhì)量計(jì)算其占混合物干燥質(zhì)量的百分率,由差值得出粘膠纖維的百分率。在此過程中硫酸的密度較大,且聚酯纖維具有中腔,若被硫酸溶解的粘膠溶解屑或殘留的硫酸附著在中腔內(nèi)部,就會(huì)使殘留部分(聚酯纖維)的質(zhì)量偏重,引起測試偏差。
根據(jù)上面的分析,本文提出兩種改善的對策。
(1)加強(qiáng)中和。通過加強(qiáng)溶解后的中和反應(yīng)時(shí)間,由標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的10min延長至20min,使殘留的硫酸與氨水進(jìn)行充分中和,易于洗凈。按照此方法對中空聚酯纖維含量65%以上的混合物進(jìn)行驗(yàn)證,驗(yàn)證結(jié)果如表3。
表3 改善條件(1) 混率測試結(jié)果
從表3的結(jié)果來看,實(shí)測值與理論值的偏差有所減小,但是中空聚酯纖維含量在85%時(shí),偏差仍>1%。
(2)加強(qiáng)洗凈條件。GB/T 2910.11—2009規(guī)定的洗滌過程如下:冷水連續(xù)洗滌若干次,稀氨水中和兩次,再用冷水洗滌??梢园l(fā)現(xiàn),此過程中已經(jīng)使用冷水連續(xù)若干次洗滌,但還是未能達(dá)到完全洗凈的效果,因此本文在此過程后,追加恒溫水浴振蕩器50℃水洗工程,且一邊加熱一邊振蕩,使中腔內(nèi)的殘留物充分洗出,達(dá)到洗凈的效果。然后進(jìn)行驗(yàn)證測試,結(jié)果如表4。
表4 改善條件(2) 混率測試結(jié)果
從表4的結(jié)果來看,振蕩時(shí)間越長,偏差越小,且偏差均<1%,證明此改善方法有效。同時(shí)本文對100%中空聚酯纖維進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證,結(jié)果如表5。
表5 改善后樣品混率測試結(jié)果
從表5的結(jié)果來看,即使中空纖維含量再高,通過增加在恒溫振蕩器中50℃水洗工程,也能將殘留物洗凈,保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。在試驗(yàn)條件中優(yōu)選振蕩時(shí)間30min的條件,更精確地保證試驗(yàn)精度。
本文結(jié)合纖維素纖維與中空聚酯纖維混合物采用GB/T 2910.11—2009進(jìn)行測定時(shí)存在偏差大的問題。
通過中空纖維形成過程推測產(chǎn)生偏差大的原因是硫酸溶解纖維素纖維后,有殘屑或硫酸等異物殘留在中空纖維的中空部,通常清洗條件下不能被充分洗凈。因此在試驗(yàn)步驟中增加在恒溫振蕩器中50℃的水洗,有效地洗凈中空部殘留物質(zhì),確保了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。而且振蕩時(shí)間優(yōu)選30min的條件,更精確地保證了試驗(yàn)精度。