CN107063917A - 一种测定天然或再生纤维素纤维和聚酯纤维的二组分混合物中纤维素纤维含量的方法 - Google Patents

Abstract

一种测定天然或再生纤维素纤维和聚酯纤维的二组分混合物中纤维素纤维含量的方法，包括如下步骤：(1)将样品依次在石油醚、乙酸乙酯中萃取，溶剂挥发后依次浸泡在5‑15℃，65‑75℃水中，挤干，抽滤或离心脱水使得样品中水分含量在5％以下；(2)将步骤(1)所得样品处理成2‑5mm*2‑5mm碎片，然后在105±5℃下干燥；(3)将步骤(2)所得样品加入硫酸溶液后在60‑70℃下振荡，然后过滤，残留物依次用5‑15℃水、稀氨水、5‑15℃水洗涤直至无纤维后干燥，计算纤维素纤维的含量。本发明的测定方法准确可靠，具有优异的重复性、再现性。

Description

一种测定天然或再生纤维素纤维和聚酯纤维的二组分混合物 中纤维素纤维含量的方法

技术领域

本发明属于分析技术领域，具体涉及一种测定天然或再生纤维素纤维和聚酯纤维的二组分混合物中纤维素纤维含量的方法。

背景技术

纤维素是一种多糖物质，主要是由很多葡萄糖剩基联结起来的线型大分子，分子式可写成(C₆H₁₀O₅)_n。通常认为纤维素是β-d-葡萄糖剩基彼此以1，4苷键联结而成的大分子，在结晶区内相邻的葡萄糖环相互倒置，糖环中的氢原子和羟基分布在糖环平面的两侧。

天然纤维是自然界原有的或经人工培植的植物上、人工饲养的动物上直接取得的纺织纤维，是纺织工业的重要材料来源。尽管20世纪中叶以来合成纤维产量迅速增长，但是天然纤维在纺织纤维年总产量中仍约占50％。自然界存在的天然纤维主要有棉花，麻类，蚕丝和动物毛。再生纤维素纤维(cellulosefiber)是以天然纤维素(棉、麻、竹子、树、灌木、)为原料，不改变它的化学结构，仅仅改变天然纤维素的物理结构，从而制造出来性能更好的再生纤维素纤维。聚酯纤维(polyesterfibre)由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维，简称PET纤维，是当前合成纤维的第一大品种。其最大的优点是抗皱性和保形性很好，具有较高的强度与弹性恢复能力。其坚牢耐用、抗皱免烫、不粘毛。纤维素纤维又称为再生纤维素，就是本身的化学组成是纤维素，同时其形态又符合纤维状的概念。

目前国内外关于纤维素纤维的定量鉴别标准十分有限。在纤维素纤维定量分析的标准中，多数为天然纤维素纤维与再生纤维素纤维的鉴别，如纺织品定量化学分析中：黏胶纤维、某些铜氨纤维或莫代尔纤维与棉的混合物锌酸钠法的定量分析；黏胶纤维、某些铜氨纤维、莫代尔纤维或莱赛尔纤维与棉的混合物甲酸氯化锌法的定量分析；黏胶纤维、某些铜氨纤维或莫代尔纤维与亚麻、苎麻的混合物甲酸氯化锌法的定量分析；再生纤维素纤维与麻纤维混纺产品盐酸法定量分析方法等测定方法。总之，纤维素纤维的定量鉴别通常采用化学溶解法和显微镜物理形态法两种。其中，显微镜法(目前仅有棉纤维/麻纤维的显微镜物理形态法定量分析)速度慢、效率低、准确率低，且只能针对棉与麻纤维混纺产品进行测试；化学溶解法针对纤维素纤维与合成纤维、纤维素纤维与蛋白质纤维、天然纤维素纤维与再生纤维素纤维的定量鉴别。

虽然对于天然或再生纤维素纤维和聚酯纤维的二组分混合物有标准进行定量分析其中的纤维素纤维的含量，但是现有标准还是不能够进行较为准确可靠地进行定量分析。

发明内容

为此，本发明提供了一种测定天然或再生纤维素纤维和聚酯纤维的二组分混合物中纤维素纤维含量的方法。本发明的测定方法准确可靠，具有优异的重复性、再现性。

一种测定天然或再生纤维素纤维和聚酯纤维的二组分混合物中纤维素纤维含量的方法，包括如下步骤：

(1)将样品依次在石油醚、乙酸乙酯中萃取，溶剂挥发后依次浸泡在 5-15℃，65-75℃水中，挤干，抽滤或离心脱水使得样品中水分含量在5％以下；此步骤中有机溶剂萃取，水浸泡的目的是除去油类、脂肪、蜡质、水溶性物质；

(2)将步骤(1)所得样品处理成2-5mm*2-5mm碎片，然后在105 ±5℃下干燥；

(3)将步骤(2)所得样品加入硫酸溶液后在60-70℃下振荡，然后过滤，残留物依次用5-15℃水、稀氨水、5-15℃水洗涤直至无纤维后干燥，计算纤维素纤维的含量，此步骤的条件设置可以将纤维素纤维更完全地从样品中除去。

本发明通过使用硫酸把纤维素纤维从已知干燥质量的混合物中溶解去除，收集残留物，清洗、烘干和称重；用修正后的质量计算残留物占混合物干燥质量的百分率，由差值得出纤维素纤维的百分含量，过程简单快捷，结果准确可靠。

作为优选，步骤(1)中萃取的时间为0.5h以上，为了兼顾效率和效果优选为2-3h。

优选地，萃取时每小时循环3-10次，优选为4次。

优选地，浸泡的时间为0.5h以上，优选为2-3h。

为了更充分及有效地浸出油类、脂肪、蜡质、水溶性物质等组分，优选地，浸泡时的浴比为1:30-60，优选为1:50。浴比在本发明中是指样品与浸泡液的质量比。

作为优选，步骤(2)中干燥的时间为2h以上，优选为6-10h。

作为优选，步骤(3)中硫酸溶液的质量浓度为73％-77％，优选为75％。

优选地，样品与硫酸溶液的比例为每克样品100-300mL硫酸溶液，优选为每克样品200mL硫酸溶液。

优选地，所述振荡为剧烈振荡，振荡时间为20min以上，例如为60-100 次/min下振荡20min以上，优选为振荡30min。

残留物有无纤维用显微镜进行观察，如残留物有纤维素则继续进行步骤(3)中硫酸溶液浸泡、5-15℃水、稀氨水、5-15℃水洗涤的步骤，直至用显微镜观察不到纤维。

优选地，干燥的温度为105±5℃，时间为2h以上，优选为6-10h。

作为优选，本发明的方法包括如下步骤：

(1)将样品依次在石油醚、乙酸乙酯中萃取2-3h，溶剂挥发后依次浸泡在5-15℃，65-75℃水中2-3h，挤干，抽滤或离心脱水使得样品中水分含量在5％以下；

(2)将步骤(1)所得样品处理成2-5mm*2-5mm碎片，然后在105 ±5℃下干燥6-10h；

(3)将步骤(2)所得样品加入质量浓度73％-77％硫酸溶液后在60-70℃下剧烈振荡20min以上，然后过滤，残留物依次用5-15℃水、稀氨水、5-15℃水洗涤直至无纤维后干燥6-10h，计算纤维素纤维的含量。

本发明测定天然或再生纤维素纤维和聚酯纤维的二组分混合物中纤维素纤维含量的方法操作简单、快捷，测得的结果重复性、再现性高，测试方法准确可靠。

具体实施方式

为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅用于帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

本发明采用硫酸法测定去除纤维物质后的天然或再生纤维素纤维和聚酯纤维的二组分混合物中纤维索纤维含量。

试剂

下面实施例中所用试剂如下，所用的全部试剂均为分析纯。

石油醚，馏程为40℃～60℃。

蒸馏水或去离子水。

硫酸(质量分数为75％：将700mL浓硫酸(ρ＝1.84g/mL)小心地加入到350mL。水中，溶液冷却至室温后，再加水至1L。硫酸溶液浓度范围允许在73％-77％(质量分数)之间。

稀氨水溶液：将80mL浓氨水(ρ＝0.880g/mL)加水稀释至1L。

设备

玻璃砂芯坩埚：容量为30mL～40mL，微孔直径为90μm～l50μm的烧结式圆形过滤坩埚。坩埚应带有一个磨砂玻璃瓶塞或表面玻璃皿。

注：也可用其他能获得相同结果的仪器代替玻璃坩埚。

抽滤装置。

干燥器：装有变色硅胶。

干燥烘箱：能保持温度为(105±3)℃。

分析天平：精度0.0002g或以上。

索氏萃取器：其容积(mL)是试样质量(g)的20倍，或其他能获得相同结果的仪器

具塞三角烧瓶，容量不少于500mL。

水浴，可以保持温度在50℃土5℃。

样品准备

调湿和试验大气

因为是测定试样干重，所以试样不需要调湿；在普通的室内条件下进行分析。

取样

按规定取实验室样品，使其具有代表性，并足以提供全部所需试样，每个试样至少1g。织物样品中可能包括不同组分的纱，在取样时需考虑到这一点。

实验室样品预处理

将样品放在索氏萃取器内，用石油醚、乙酸乙酯分别萃取1h.每小时至少循环3次。待样品中的有机溶剂挥发后，把样品浸入5-15℃冷水中浸泡1h，再在65-75℃的水中浸泡1h。两种情况下浴比均为1：50，不时地搅拌溶液，挤干，抽滤，或离心脱水。以除去样品中的多余水分，然后自然干燥样品。如果用石油醚、乙酸乙酯和水不能萃取掉非纤维物质，则需用适当方法去除，而且要求纤维组分无实质性改变。对某些未漂白的天然植物纤维(如黄麻、椰壳纤维)。石油醚和水的常规预处理，并不能除去全部的天然非纤维物质；但即便如此也不再采用附加预处理，除非该样品含有不溶于石油醚和水的整理剂。

冷却

进行整个冷却操作直至完全冷却，任何情况下冷却时间不得少于2h，将干燥器放在天平旁边，

称重

冷却后，从干燥器中取出称量瓶或坩埚，并在2min内称出质量，精确到0.0002g。

注：在下燥、冷却和称重操作中，不要用手直接接触蚶埚、试样或残留物。

试验步骤

从预处理过的实验室样品中取样，每个试样约1g。将纱线或者分散的布样切成2-5mm*2-5mm碎片。把称量瓶里的试样烘干，在干燥器内冷却，然后称重。再将此试样移到玻璃器具中，立即将称量瓶再次称重，从差值中求出该试样的干燥质量。

把准备好的试样放入三角烧瓶中，每克试样加入200mL硫酸溶液，塞上玻璃塞，摇动烧瓶将试样充分润湿后，在60-70℃在水浴中剧烈振荡30min。将残留物过滤到玻璃砂芯坩埚，真空抽吸排液，再加少量硫酸清洗烧瓶。真空抽吸排液，加入新的硫酸溶液至坩埚中清洗残留物，重力排液至少1 min后再用真空抽吸。冷水连续洗涤若干次，稀氨水中和两次，再用冷水洗涤。每次洗涤先重力排液再抽吸排液。最后将坩埚和残留物烘干，冷却，称重。用显徽镜观察残留物，检查是否已将可溶纤维完全去除，如未完全除去则重复上述操作。

结果的计算和表示

混合物中不溶组分的含量，以其占混合物质量分数来表示。

a)以净干质量为基础(按照式(1)).或者

b)以净干质量为基础结合公定回潮率计算结果(按照式(2))，或者

c)以净干质量为基础结合公定回潮率和预处理中纤维物质的损失率计算结果(按照式(3))，和

d)以净干质量为基础结合公定回潮率和预处理中非纤维物质的去除率计算结果(按照式(3))。

从差值中求出可溶纤维的质量百分率。注明选用了哪种计算方法，在 b).c)和d)中注明附加的百分率值。

以净干质量为基础的计算方法见式(1)。

P—不溶组分净干质量分数，％；

m₀—试样的干燥质量。单位为克(g)；

m₁—残留物的干燥质量，单位为克(g)；

d—不溶组分的质量变化修正系数，本方法中不溶组分为聚酯纤维， d＝1.00。

以净干质量为基础结合公定回潮率的计算方法见式(2)

式中：

P_M—结合公定回潮率的不溶组分百分率，％；

P—净干不溶组分百分率，％；

a₁—可溶组分的公定回潮率，％；

a₂—不溶组分的公定回潮率，％.

以净千质量为基础，结合公定回潮率以及预处理中非纤维物质和纤维物质的损失率的计算方法见式(3)

式中：

P_A—混合物中净干不溶组分结合公定回潮率及非纤维物质去处率的百分率，％；

P—净干不溶组分百分率，％；

a₁—可溶组分的公定回潮率，％；

a₂—不溶组分的公定回潮率，％；

b₁—预处理中可溶纤维物质的损失率，和/或可溶组分中非纤维物质的去除率，％；

b₂—预处理中不溶纤维物质的损失率，和/或不溶组分中非纤维物质的去阵率，％。

第二种组分即目标组分纤维素纤维的百分率(P_2A)等于100-P_A。

采用某种特殊预处理时，则要测出两种组分在这种特殊预处理中的b₁和b₂值。如若可能，可以通过提供每一种组分的纯净纤维进行特殊预处理来测得。除含有的天然伴生物质或制造过程产生的物质外，纯净纤维不应有非纤维物质，这些物质通常是以漂白的或未经漂白的状态存在的，这些物质在待分析材料中可以找到。

重复性和再现性试验

取同一样品10份分别经上述操作后分析，得到最终样品中的纤维素纤维含量为66.8％、65.4％、66.2％、63.4％、67.8％、67.1％、66％、65.7％、 67.4％、65.3％，十次测试结果的相对标准偏差为1.93％，可见本方法的重复性很好。

对于同一样品分别由5个实验室进行了再现性测试结果如下：66.8％、 64.3％、67.9％、63.7％、65.2％，5个不同实验室的测试结果的相对标准偏差为2.66％，可见，本发明的测试方法在不同的实验室之间也取得了非常好的再现性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种测定天然或再生纤维素纤维和聚酯纤维的二组分混合物中纤维素纤维含量的方法，包括如下步骤：

(1)将样品依次在石油醚、乙酸乙酯中萃取，溶剂挥发后依次浸泡在5-15℃，65-75℃水中，挤干，抽滤或离心脱水使得样品中水分含量在5％以下；

(2)将步骤(1)所得样品处理成2-5mm*2-5mm碎片，然后在105±5℃下干燥；

(3)将步骤(2)所得样品加入硫酸溶液后在60-70℃下振荡，然后过滤，残留物依次用5-15℃水、稀氨水、5-15℃水洗涤直至无纤维后干燥，计算纤维素纤维的含量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中萃取的时间为0.5h以上，优选为2-3h。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中萃取时每小时循环3-10次，优选为4次。

4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)中浸泡的时间为0.5h以上，优选为2-3h。

5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)中浸泡时的浴比为1:30-60。

6.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中干燥的时间为2h以上，优选为6-10h。

7.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)中硫酸溶液的质量浓度为73％-77％。

8.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)中样品与硫酸溶液的比例为每克样品100-300mL硫酸溶液，优选为每克样品200mL硫酸溶液。

9.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，步骤(3)中干燥的温度为105±5℃，时间为2h以上，优选为6-10h。