CN102262033B - 纺织品中大豆蛋白复合纤维的测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纺织品中大豆蛋白复合纤维的测定方法。其根据不同纤维在硝酸溶液中的溶解性不同，利用硝酸作试剂把纺织产品中的大豆蛋白复合纤维溶解去除，之后再将未溶解的纤维收集后烘干至恒重，根据需要可对所得数值进行修正，由溶解去除的纤维及剩余纤维各自的质量计算得出各纤维的百分含量。本发明方法仅使用一种毒性低、污染小的化学试剂、在同一种条件下反应即可将大豆蛋白复合纤维与其它组分如棉、粘胶、涤纶、腈纶等纤维区分开，大大简化了所用试剂的种类，同时也简化了操作过程，极大地提高了检测效率；该法准确可靠，误差小，重现性好，可用于测定大豆蛋白复合纤维和棉、涤纶、腈氯纶、腈纶、粘胶等纤维的混纺产品中各种纤维的含量。

Description

纺织品中大豆蛋白复合纤维的测定方法

技术领域

本发明涉及纤维混纺产品定量化学分析领域，具体涉及一种纺织品中大豆蛋白复合纤维的测定方法。

背景技术

随着生活质量的提高，人们对服装的用料提出了更高要求，眼光也更为挑剔：棉质服装虽然穿着舒服，但不上档次；丝绸虽然轻薄柔软，但易起皱；羊绒虽然舒适，但价格昂贵，夏天也不宜穿用；麻类虽然凉爽，但有刺痒感；化纤虽然挺括，却对皮肤不好。而大豆纤维可以弥补这些不足。

大豆蛋白纤维是我国在应用纤维领域唯一的原创技术，它是由河南华康生物化学工程联合集团公司的科研人员经过十年的辛苦探索，自主开发，在国际上率先进行工业化试验并取得成功的技术。大豆蛋白纤维的研制成功，标志着我国以植物蛋白丝作为纤维材料的工业化进程已在世界处于领先地位。

大豆蛋白复合纤维是一种再生植物蛋白纤维，是从大豆粕中提取出蛋白质，其生产原理是将大豆浆粕浸水分离提纯蛋白质，改变蛋白质空间结构，在一定条件下将提取出的蛋白质与高聚物接枝共聚，制成纺丝液，再经湿法纺丝而制成的新型纤维。而豆粕是油脂车间的副产品，在我国资源十分丰富，属废物综合利用，资源取之不尽，用之不竭。大豆蛋白纤维可称为新世纪的“绿色纤维”。其主体是大豆蛋白质，易生物降解，是符合当今绿色环保潮流的新纤维，也是迄今为止唯一一种由我国率先实现工业化生产的纤维。该纤维性能优良，具有天然纤维、化学纤维的众多优点：单丝细度细，比重轻，强度较高，手感柔软，光滑，抗皱性优于真丝，尺寸稳定性好，具有长丝般柔和的光泽，近似于棉的吸湿、导湿特性以及适度的含油、摩擦特性，非常适合与各种常见的纺织纤维混纺、交织，易制成穿着舒适、具有较好美学特性的机织、针织面料。由于大豆蛋白纤维外层基本上是蛋白质，与人体皮肤亲和性好，且含有多种人体所必须的氨基酸，具有良好的保健作用。在大豆蛋白纤维纺丝工艺中加入定量的有杀菌消炎作用的中草药与蛋白质侧链以化学键相结合，药效显著且持久，避免了棉制品用后整理方法开发的功能性产品，其药效难以持续的特点。因此大豆蛋白复合纤维一经面市就深受好评，与其它纤维混纺的面料也随之投向市场，但到目前为止，其分析方法尚未建立完善，因此，对此类产品尚无法进行有效的质量监管。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种准确可靠、操作简便、检测效率高的纺织品中大豆蛋白复合纤维的测定方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

纺织品中的纤维组分经定性鉴定后，根据不同纤维在硝酸溶液中的溶解性不同，利用硝酸作试剂把纺织产品中的大豆蛋白复合纤维溶解去除，之后再将未溶解的纤维收集后烘干至恒重，根据需要可对所得数值进行修正，由溶解去除的纤维及剩余纤维各自的质量计算得出各纤维的百分含量。具体方法包括如下步骤：

先预处理和制备待测试样，再进行各组分纤维的溶解和分离，并称量不溶纤维的重量，再计算不溶纤维净干重量百分率，其特征在于，所述各组分纤维的溶解和分离的步骤如下：

准确称取一定质量的待测试样放入反应容器中，按1g：80～120mL的比例加入体积百分比为38～42%的硝酸溶液，密封反应容器后摇动以浸湿试样，再将其置恒温振荡水浴锅中68～72℃下持续振荡38～42min，将不溶纤维转移至已干燥至恒重的玻璃砂芯坩埚中，真空抽吸排液，先用体积百分比为0.8～1.2%的稀硝酸溶液洗涤不溶纤维，再以体积百分比为8～12%的稀氨水溶液洗涤中和，之后以蒸馏水洗涤至清洗液呈中性，最后再将不溶纤维烘干至恒重后冷却、称重。

所述预处理和制备待测试样按照GB/T 2910-1997中 4.3～4.4 所述部分进行。

以蒸馏水将所述不溶纤维洗涤至清洗液呈中性后，将玻璃砂芯坩埚和其中不溶纤维按照GB/T 2910-1997《纺织品 二组分纤维混纺产品定量化学分析方法》中 4.4 所述方法烘干、冷却、称重。

计算所述不溶纤维净干重量百分率按照GB/T 2910-1997中 4.5所述部分进行，具体方法如下：

P₁=（100m₁d）/m₀ (1)

P₂=100-P₁ (2)

式中:P₁—不溶解纤维的净干含量百分率（%），

P₂—溶解纤维净干含量百分率（%），

m₀—预处理后试样干重（g），

m₁—剩余的不溶纤维干重（g），

d—不溶纤维在试剂处理时的重量修正系数；

上述d值按式(3)求得:

d= m₀/m₁ (3)

式中: m_o—已知不溶纤维干重（g），

m₁—试剂处理后不溶纤维干重（g）。

在计算所述不溶纤维净干重量百分率时，各不溶纤维的重量修正系数d值为：棉纤维为1.00，粘胶纤维为1.01，涤纶纤维为1.00，腈纶纤维为0.97，腈氯纶纤维为1.00。

在进行所述各组分纤维的溶解和分离前，先按照标准FZ/T 01057.5-2007和/或SN/T 1901-2007对待测样品中的纤维成分进行定性鉴别。

本发明具有积极有益的效果：

1.本发明方法仅使用一种毒性低、污染小的化学试剂、在同一种条件下反应即可将大豆蛋白复合纤维与其它组分如棉、粘胶、涤纶、腈纶等纤维区分开，大大简化了所用试剂的种类，同时也简化了操作过程，极大地提高了检测效率；该法准确可靠，误差小，重现性好，可用于测定大豆蛋白复合纤维和棉、涤纶、腈氯纶、腈纶、粘胶等纤维的混纺产品中各种纤维的含量。

2.本发明方法给出了大豆蛋白复合纤维同腈氯纶纤维混纺产品中各组分的含量分析方法，这在国内纺织品检测领域尚属首次报道，填补了纺织品检测领域中的一项空白。

本发明方法可作为现有标准GB/T 2910-2009《纺织品 定量化学分析》和出入境检验检疫行业标准SN/T 1690.1-2005《新型纺织纤维成分分析方法 第1部分：大豆蛋白纤维》的补充、完善，也使纺织纤维的含量测定方法更为充分和完善。

具体实施方式

以下结合具体实施例进一步阐述本发明。

实施例1 纺织品中大豆蛋白复合纤维测定条件的选择

现有技术认为，65%～68%的硝酸在室温下即可将大豆蛋白复合纤维溶解，而对其它纤维如棉、粘胶等溶解性较差，因此可根据其对不同纤维具有不同溶解性能的特性选其作为溶解试剂，将大豆蛋白复合纤维与其它纤维区分开，从而完成纺织产品中大豆蛋白复合纤维的含量测定。但经发明人研究发现，65%～68%的硝酸不仅可以溶解掉大豆蛋白复合纤维，对其它纤维也有一定的溶解性，且高浓度的硝酸具有很强的腐蚀性，对实验操作人员具有一定的人身伤害性，故需建立较为温和的反应条件，如试剂浓度、操作时间、试验温度等。

通过大量的摸索性试验及研究得知，降低硝酸浓度，需提高水浴温度及振荡时间才可将大豆蛋白复合纤维溶解。因此，本发明在此基础上选取以下条件进行进一步研究，见表1。

表1 试验条件的初步研究

注：大豆蛋白复合纤维用量为1g左右，硝酸溶液体积为100mL。

由表1中数据可知，2^#、3^#实验反应条件相对温和，且反应结果令人较为满意，考虑到节约实验成本及降低实验人员的危险性，选定2^#实验条件作为后续的测定反应条件并对之进行优化，结果见表2。

表2 试验条件的进一步研究

由表2中数据可知，硝酸与水体积比为4:6，水浴温度为70℃，振荡时间为40 min时可以将大豆蛋白复合纤维完全溶解，且此试验时间较短，符合研究初衷。因此，可以选定在此条件下用化学试剂溶解法测定纺织品中大豆蛋白复合纤维的含量。

化学溶解法的原理为采用一定的化学试剂将纺织品中某种或某几种纤维溶解去除，再根据剩余纤维的质量计算出各纤维的含量。在表1、2确定的试验条件下，验证硝酸溶液对其它纤维如棉、粘胶、涤纶、腈氯纶、腈纶等纤维的溶解性能，进一步确定表1.2确定的试验条件是否可行，实验结果见表3。

表3 对其它纤维的溶解性验证

由表3中数据可知在反应温度为70℃、反应时间为40min时硝酸溶液(浓硝酸:水=4:6,体积比)对其它纤维的溶解性较差，因此可以确定此条件即为测定纺织品中大豆蛋白复合纤维含量的最佳实施条件。

实施例2 纺织品中大豆蛋白复合纤维测定方法的建立

（1）试剂 除另有说明，本实施例仅使用分析纯的试剂和蒸馏水或去离子水。

①硝酸：含量为65%～68%；②氨水：含量为25%～28%；③40%的硝酸溶液：将400mL 65%～68%的硝酸缓慢加入600ml蒸馏水中；④1%的稀硝酸溶液：将10mL 65%～68%的硝酸缓慢加入900ml蒸馏水中；⑤10%的稀氨水溶液：将100mL 25%～28%的氨水用蒸馏水稀释为总体积为1L的混合物。

（2）仪器设备

①具塞三角烧瓶，容量不小于250mL；②恒温振荡水浴锅，温度控制精度：70℃±2℃；③索氏萃取器：接受瓶容量不小于250ml；④真空泵、抽气滤瓶等抽滤装置；⑤分析天平：精度为0.0001克；⑥电热恒温鼓风干燥箱：能保持温度为105℃士3℃；⑦干燥器：装有变色硅胶；⑧玻璃砂芯漏斗：容量30ml～50ml，微孔直径为40μm～120μm；⑨称量瓶、量筒、烧杯、温度计、容量瓶、玻棒等。

（3）样品制备和预处理

试样的制备和预处理按照GB/T 2910-1997中 4.3～4.4 所述部分进行。

（4）分析步骤

①定性分析：纺织品纤维的成分鉴别试验按照标准FZ/T 01057、SN/T 1901进行；

②定量分析：样品处理后，称取1.0g（精确至1mg）试样放入三角烧瓶中，加入100mL 40%的硝酸溶液，盖上瓶塞，摇动烧瓶以浸湿试样，在恒温振荡水浴锅中70℃±2℃下持续振荡40min±2min。将不溶纤维转移至已干燥至恒重的玻璃砂芯坩埚中，真空抽吸排液。然后依次用1%的稀硝酸溶液、10%的稀氨水溶液、蒸馏水洗涤至清洗液呈中性。每次清洗液先靠重力排液再用真空抽吸排液。将玻璃砂芯坩埚和其中不溶纤维按照GB/T 2910-1997《纺织品 二组分纤维混纺产品定量化学分析方法》中 4.4 所述方法烘干、冷却、称重。

③结果的计算

结果计算按照GB/T 2910-1997《纺织品 二组分纤维混纺产品定量化学分析方法》中 4.5所述部分进行，计算净干重量百分率：

P₁=（100m₁d）/m₀

(1)

P₂=100-P₁ (2)

式中:P₁—不溶解纤维的净干含量百分率（%），

P₂—溶解纤维净干含量百分率（%），

m₀—预处理后试样干重（g），

m₁—剩余的不溶纤维干重（g），

d—不溶纤维在试剂处理时的重量修正系数。

d值按式(3)求得:

d= m₀/m₁ (3)

式中，m_o—已知不溶纤维干重（g），

m₁—试剂处理后不溶纤维干重（g）。

重量修正系数d值为：棉纤维为1.00，粘胶纤维为1.01，涤纶纤维为1.00，腈纶纤维为0.97，腈氯纶纤维为1.00。

④试验结果

试验结果以两次试验的平均值表示，若两次试验测得的结果绝对差值大于1%时，应进行第三个试样试验，试验结果以三次试验平均值表示。

试验结果计算至小数点后两位，修约至小数点后一位，数值修约按GB8170-1987规定进行。

实施例3 试验方法的验证

（1）大豆蛋白复合纤维和棉纤维混合均匀后的测定结果

①不溶纤维(棉纤维)经硝酸溶液处理后重量修正系数的测定

准确称取一定质量(精确至0.0001g)的棉纤维，按实施例2中所述的方法进行测定，之后按照不溶纤维的重量修正系数计算公式d=m₀/m₁(式中：m₀为试剂处理前不溶纤维干重，m₁为试剂处理后不溶纤维干重)计算棉纤维在硝酸中处理时的重量修正系数（d值，下同），结果见表4。

表4 棉纤维经硝酸溶剂处理后的重量修正系数

②大豆蛋白复合纤维和棉纤维不同混纺比测定

将大豆蛋白复合纤维和棉纤维按不同比例混合均匀，以实施例2中所述的方法进行测定，并根据上述实测的重量修正系数(d=1.00)计算实测含量，结果见表5。

表5 大豆蛋白复合纤维和棉纤维不同混纺比测定结果

（2）大豆蛋白复合纤维和粘胶纤维的测定

①不溶纤维(粘胶纤维)在硝酸溶剂中的重量修正系数的测定

准确称取一定质量(精确至0.0001g)的粘胶纤维，按实施例2中所述的方法进行试验，然后按照前述方法计算粘胶纤维在硝酸中处理时的重量修正系数(d值)，结果见表6。

表6 粘胶纤维经硝酸溶剂处理后的重量修正系数

②大豆蛋白复合纤维和粘胶纤维不同混纺比的测定

将大豆蛋白复合纤维和粘胶纤维，经不同比例混合均匀，按实施例2中所述的方法进行测定，根据上述实测的重量修正系数(d=1.01)计算实测含量，结果见表7。

表7 大豆蛋白复合纤维和粘胶纤维不同混纺比测定结果

（3）大豆蛋白复合纤维和涤纶纤维混合均匀后的测定结果

①不溶纤维(涤纶纤维)经硝酸溶剂处理后重量修正系数的测定

准确称取一定质量(精确至0.0001g)的涤纶纤维，按编制的标准方法进行实验，然后按照前述方法计算涤纶纤维在硝酸中处理时的重量修正系数(d值)，结果见表8。

表8 涤纶纤维经硝酸溶剂处理后的重量修正系数

②大豆蛋白复合纤维和涤纶纤维不同混纺比的测定

将大豆蛋白复合纤维和涤纶纤维按不同比例混合均匀，按实施例2中所述的方法进行试验，根据上述实测的重量修正系数(此处为1.00)计算实测含量，结果见表9。

表9 大豆蛋白复合纤维和涤纶纤维不同混纺比测定结果

（4）大豆蛋白复合纤维和腈氯纶纤维混合均匀后的测定结果

①不溶纤维(腈氯纶纤维)经硝酸溶剂处理后重量修正系数的测定

准确称取一定质量(精确至0.0001g)的腈氯纶纤维，按实施例2中所述的方法进行实验，然后按照前述的方法计算腈氯纶纤维在硝酸中处理时的重量修正系数(d值)，结果见表10。

表10 腈氯纶纤维经硝酸溶剂处理后的重量修正系数

②大豆蛋白复合纤维和腈氯纶纤维不同混纺比的测定

将大豆蛋白复合纤维和腈氯纶纤维按不同比例混合均匀，按实施例2中所述的方法进行试验，根据上述实测的重量修正系数(此处为1.00)计算实测含量，结果见表11。

表11 大豆蛋白复合纤维和腈氯纶纤维不同混纺比测定结果

（5）大豆蛋白复合纤维和腈纶纤维的测定

①不溶纤维(腈纶纤维)在硝酸溶剂中的重量修正系数的测定

准确称取一定质量(精确至0.0001g)的腈纶纤维，按编制的标准方法进行实验，然后按照前述方法计算腈纶纤维在硝酸中处理时的重量修正系数(d值)，结果见表12。

表12 腈纶纤维经硝酸溶剂处理后的重量修正系数

②大豆蛋白复合纤维和腈纶纤维不同混纺比的测定

将大豆蛋白复合纤维和腈纶纤维按不同比例混合均匀，按实施例2中所述的方法进行试验，根据上述实测的重量修正系数(此处为0.97)计算实测含量，结果见表13。

表13 大豆蛋白复合纤维和腈纶纤维不同混纺比测定结果

（6）实际样品测定

①布样1：色纺038汗布（成分40s 70/30 豆/棉 +OP）（上海沅秀大豆纤维实业有限公司提供）。

称取1g上述面料，按实施例2中所述的方法进行试验。实验结果与样品标识的成分含量相符（见表14，棉：d=1.00)。

表14 实际样品测定 （布样1：大豆蛋白复合纤维 70% 棉30%）

②布样2： S029棉毛布（成分 大豆纤维47.5/精梳棉47.5/氨纶5）（上海沅秀大豆纤维实业有限公司提供）。

实验1：称取1.020该布料，机械法拆除氨纶，各自称重：拆出的氨纶质量0.0508g，其它成分的质量0.9692g；计算出氨纶的质量百分含量为4.98%，与样品标识的成分含量相符。

实验2：取该布样4g，拆出氨纶后，按实施例2所述的方法进行试验，测定布料中大豆蛋白复合纤维与棉的质量百分比。

表15 实际样品测定：拆除氨纶后的含量测定

（布样2：大豆蛋白复合纤维 47.5% 棉47.5% 氨纶5%）

由实验1可知：布样中氨纶含量占布样的5%；由实验2可知：拆除氨纶后的布样中大豆蛋白复合纤维与棉的含量比为1：1。根据实验1和2 可计算出布样的成分为：大豆纤维含量为47.5%，精梳棉含量为47.5%，氨纶含量为5%。

实验测定结果与样品标识的成分含量相符。

（7）精密度

称取3份剪碎后的大豆蛋白复合纤维混纺面料，每份1g（精确至0.01g），在相同实验条件下测定大豆蛋白复合纤维的含量百分比，根据下列方法计算置信度为95%的置信区间和置信界限(结果见表16)：

在一定条件下，平行测定n次，其结果分别为X₁，X₂ ，X₃ ⋯⋯ X_n，，在置信度为95%，计算出置信区间为：，置信界限为：

其中：

；

通过t界值表查得；

表16 大豆蛋白复合纤维/棉混纺面料

由上表可知，对于混纺均匀的纺织材料，本发明方法置信度为95%时，置信界限不超过±1%。

按照实施例2所述的方法处理不同比例的大豆蛋白复合纤维和棉涤纶、腈氯纶、腈纶、粘胶等纤维二组分混纺产品的含量的试验结果可知：多次测定结果误差均小于2%，符合化学分析对测定结果误差的要求。

改变上述实施例中的各个具体的参数，可形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims (6)

1.一种纺织品中大豆蛋白复合纤维的测定方法，先预处理和制备待测试样，再进行各组分纤维的溶解和分离，并称量不溶纤维的重量，最后算不溶纤维净干重量百分率，其特征在于，所述各组分纤维的溶解和分离的步骤如下：

准确称取一定质量的待测试样放入反应容器中，按1g：80～120mL的比例加入体积百分含量为38～42%的硝酸溶液，密封反应容器后摇动以浸湿试样，再将其置恒温振荡水浴锅中68～72℃下持续振荡38～42min，将不溶纤维转移至已干燥至恒重的玻璃砂芯坩埚中，真空抽吸排液，先用体积百分含量为0.8～1.2%的稀硝酸溶液洗涤不溶纤维，再以体积百分含量为8～12%的稀氨水溶液洗涤中和，之后以蒸馏水洗涤至清洗液呈中性；配制所述硝酸溶液所用硝酸：含量为65%～68%；配制所述稀氨水溶液所用氨水：含量为25%～28%。

2.根据权利要求1所述的纺织品中大豆蛋白复合纤维的测定方法，其特征在于，所述预处理和制备待测试样的步骤按照GB/T 2910-1997中 4.3～4.4 所述部分进行。

3.根据权利要求1所述的纺织品中大豆蛋白复合纤维的测定方法，其特征在于，以蒸馏水将所述不溶纤维洗涤至清洗液呈中性后，将玻璃砂芯坩埚和其中不溶纤维按照GB/T 2910-1997《纺织品 二组分纤维混纺产品定量化学分析方法》中 4.4 部分所述方法进行烘干、冷却、称重。

4.根据权利要求1所述的纺织品中大豆蛋白复合纤维的测定方法，其特征在于，计算所述不溶纤维净干重量百分率按照GB/T 2910-1997中 4.5所述部分进行，具体方法如下：

P₁=（100m₁d）/m₀

(1)

P₂=100-P₁ (2)

式中:P₁—不溶解纤维的净干含量百分率（%），

P₂—溶解纤维净干含量百分率（%），

m₀—预处理后试样干重（g），

m₁—剩余的不溶纤维干重（g），

d—不溶纤维在试剂处理时的重量修正系数；

上述d值按式(3)求得:

d= m₀/m₁ (3)

式中，m_o—已知不溶纤维干重（g），

m₁—试剂处理后不溶纤维干重（g）。

5.根据权利要求4所述的纺织品中大豆蛋白复合纤维的测定方法，其特征在于，在计算所述不溶纤维净干重量百分率时，各不溶纤维的重量修正系数d取值如下：棉纤维为1.00，粘胶纤维为1.01，涤纶纤维为1.00，腈纶纤维为0.97，腈氯纶纤维为1.00。

6.根据权利要求1所述的纺织品中大豆蛋白复合纤维的测定方法，其特征在于，在进行所述各组分纤维的溶解和分离步骤前，先按照标准FZ/T 01057.5-2007和/或SN/T 1901-2007对待测样品中的纤维成分进行定性鉴别。