项目二 分析混纺制品的纤维含量

为了发挥各种纤维的优良性能，取长补短，满足各种产品不同用途的要求，并降低成本，采用两种或两种以上的纤维进行混纺或交织的品种越来越多。但不同的混纺制品有着不同的染整加工性能，作为从事染整工艺的技术人员，掌握混纺织品纤维含量（mixture ratio）的分析方法，是合理制订染整工艺的基础。

本项目的教学目标是使学生了解常见混纺织品纤维含量分析的基本原理，掌握两组分、三组分及四组分纤维混纺产品定量化学分析的测试方法，学会测定常见混纺织品的混纺比例。

任务一 用化学分析法分析双组分混纺制品的纤维含量

一、任务描述

参照如下实验方案，用化学溶解法对已知涤棉混纺织物进行纤维含量分析，确定其混纺比例。

涤/棉试样（g）　　　1g

75%硫酸（mL）　　100mL

温度（℃）　　　　（50±5）℃

时间（min）　　　　60min

二、实验准备

1.仪器设备 电子天平、称量瓶、有塞锥形瓶（250mL）、玻璃坩埚、吸滤瓶、量筒（100mL）、烧杯（100mL、200mL）、干燥器、剪刀、温度计（100℃）、玻璃棒、恒温水浴锅。

2.染化药品 硫酸、氨水（均为化学纯）。

3.实验材料 涤/棉纱线或织物。

4.溶液准备

（1）75%硫酸溶液。在冷却条件下，将1000mL浓硫酸（密度1.84g/mL）慢慢加入到570mL水中。硫酸浓度在73%～77%。

（2）稀氨水溶液。将80mL浓氨水（密度0.880g/mL）用水稀释至1000mL。

三、方法原理

利用纤维素纤维与其他纤维耐酸稳定性的不同，选择合适浓度的硫酸，溶解涤/棉产品中的棉组分，以求得涤纶组分的净干重含量，并由差值求出棉的净干重量百分率。

四、操作步骤

1.试样准备 如试样为纱线则剪成1cm长；如试样为织物，应将其剪成碎块或拆成纱线（注意每个试样应包含组成织物的各种纤维组成），并去除试样上的油脂、浆料等杂质。每种试样取两份，每份1g。

2.烘干称重 将预先准备好的试样置于称量瓶内，放入烘箱中，同时将瓶盖放在旁边，在（105±3）℃温度下烘至恒重（指连续两次称得试样重量的差异不超过0.1%）。

3.冷却 将烘干后的试样迅速移入干燥器中冷却，冷却时间以试样冷至室温为限（一般不能少于30min）。

4.称重 试样冷却后，从干燥器中取出称量瓶，在电子天平上迅速（在2min内称完）并准确称取试样干重W（精确到0.001g）。

5.溶解 将试样放入锥形瓶中，每克试样加100mL 75%硫酸，盖紧瓶塞，摇动烧瓶使试样浸湿。将烧瓶保持（50±5）℃、60min，并每隔10min用力摇动1次。

6.过滤清洗 用已知干重的玻璃砂芯坩埚过滤，将不溶纤维移入玻璃砂芯坩埚，用少量75%硫酸溶液洗涤烧瓶。真空抽吸排液，再用75%硫酸溶液倒满玻璃砂芯坩埚，靠重力排液，或放置1min后用真空抽吸排液，再用冷水连续洗数次，用稀氨水洗2次，然后用冷水充分洗涤。每次洗液先靠重力排液，再以真空抽吸排液。

7.称重 最后把玻璃砂芯坩埚及不溶纤维按烘燥试样同样要求烘干、冷却，并准确称取残留纤维的重量W_A。

8.结果计算 按下式计算涤纶和棉纤维的净干含量百分率。

式中：W_A为残留纤维的干重（g）；W为预处理后试样的干重（g）。

五、注意事项

（1）在干燥、冷却、称重操作中，不能用手直接接触玻璃砂芯坩埚、试样、称量瓶等，以免造成试验误差。

（2）称量时动作要快，以防止纤维吸潮后影响实验结果。

（3）被溶解纤维必须溶解完全，所以处理过程中应经常用力振荡。

（4）滤渣必须充分洗涤，并用指示剂检验是否呈中性，否则残留物在烘干时，溶剂浓缩，影响分析结果。

（5）此法适合于所有纤维素纤维与涤纶的混纺制品纤维含量的分析。其他常见的两组分混纺制品的纤维含量分析建议方案见表2-7。

表2-7 其他常见双组分混纺制品的纤维含量分析建议方案

六、实验报告（表2-8）

表2-8 实验报告

任务二 用CU纤维细度仪法分析双组分混纺制品的纤维含量

一、任务描述

用CU纤维细度仪对已知棉/麻织物进行纤维含量分析，确定其混纺比例。

二、实验准备

1.仪器设备 CU纤维细度仪（包括摄像头、光学显微镜、计算机、打印机）、哈氏切片器、镊子、刀片、载玻片、盖玻片。

2.染化药品 甘油或石蜡油。

3.实验材料 棉/麻织物（10cm×10cm，将经纱和纬纱抽出后分别称重，有浆试样需经退浆处理）。

三、方法原理

将棉/麻制品制成纤维的纵向或横截面切片，利用CU纤维细度仪分辨和测量一定数量的纤维的直径或横截面，从而计算出各种纤维的质量百分含量。本实验采用纤维纵向切片，测量纤维直径。

四、操作步骤

（1）使用哈氏切片器制样。在载玻片上滴一滴甘油或石蜡油，然后将截取的纤维倒入其中再充分搅拌，截取纤维的长度控制在0.2～0.36mm。

（2）在桌面上双击CU纤维细度仪，点击采集图像，按“确定”按钮。

（3）点击纤维细度测量，选择“纤维含量”，按“启用宏”，屏幕上出现空白的专用“纤维含量实验”数据表窗口。

（4）最小化数据表窗口后可看到屏幕左边是采集窗口，右边是操作控制台。点击控制台“输入操作者”按钮，输入操作人名称；点击控制台“选择纤维种类”框，选出棉和麻纤维；点击控制台“经纱/纬纱”按钮，输入对应的试样重量。

（5）在图像采集窗口中点击鼠标右键，可使窗口中的图像在动态和冻结状态间转换。在冻结状态下测量纤维直径：移动光标到待测纤维的一侧，点击左键；移动光标到待测纤维的另一侧，再点击左键，此时，测出的纤维直径值已显示在控制台的“直径”栏中，在键盘上按下与纤维种类对应的数字键即可将此纤维的直径输出至数据表中。在活动状态下，在键盘上按下与纤维种类对应的数字键可直接输出纤维的种类记数。

（6）重复上一步骤操作，至测量完棉和麻各200根的纤维直径，且测试根数达1000根为止。

（7）最大化数据表窗口，即可得到棉和麻纤维的含量。

五、注意事项

（1）此方法也可用于其他动物毛纤维混纺制品纤维含量的分析，如山羊绒/羊毛织品等。

（2）试样若为纱线，在操作步骤中，不需输入试样的重量。

（3）载玻片与盖玻片要洁净，尽量不要有与纤维片段近似尺寸的灰尘杂质。

（4）切片取样前，应将拆分的纱线混合均匀。

六、实验报告（表2-9）

表2-9 实验报告

任务三 用化学分析法分析三组分混纺制品的纤维含量

一、任务描述

参照表2-10实验方案，用化学溶解法对已知毛黏涤混纺织物进行纤维含量分析，确定其混纺比例。

表2-10 实验方案

二、实验准备

1.仪器设备 电子天平、称量瓶、有塞锥形瓶（250mL）、玻璃砂芯坩埚、吸滤瓶、量筒（100mL）、烧杯、干燥器、剪刀、温度计（100℃）、玻璃棒、恒温水浴锅、烘箱。

2.染化药品 氢氧化钠、硫酸、冰醋酸、氨水、次氯酸钠（均为化学纯）。

3.实验材料 毛/黏/涤纱线或织物。如试样为纱线则剪成1cm长；如试样为织物，应将其拆成纱线或剪成碎块（注意每个试样应包含组成织物的各种纤维组成）；每个试样取两份，每份试样 1g。

4.溶液准备

（1）碱性次氯酸钠溶液。在1000mL浓度为1mol/L的次氯酸钠溶液中加入氢氧化钠5g。

（2）0.5%醋酸溶液。吸取5mL冰醋酸用1000mL水稀释。

（3）75%硫酸溶液（详见本项目任务一）。

（4）稀氨水溶液（详见本项目任务一）。

三、方法原理

利用羊毛、黏胶、涤纶三种纤维对化学试剂的稳定性差异，选择合适浓度的碱性次氯酸钠溶解羊毛纤维，硫酸溶解黏胶纤维，最终保留涤纶。通过逐个溶解、称重，由不溶解纤维的重量分别算出各组分纤维的百分含量。

四、操作步骤

1.试样准备 同本项目任务一。

2.烘干称重 将制备好的试样放入称量瓶内，在（105±3）℃下烘至恒重，冷却后准确称取试样干重M。

3.第一阶段溶解 将已称重的试样放入烧杯中，每克试样加入100mL碱性次氯酸钠溶液，在不断搅拌下，于（20±2）℃左右处理40min。待羊毛充分溶解后，用已知干重的玻璃砂芯坩埚过滤。然后用少量次氯酸钠溶液洗3次，蒸馏水洗3次，再用0.5%醋酸溶液洗2次，用蒸馏水洗至中性。

4.烘干称重 将玻璃砂芯坩埚及不溶纤维于（105±3）℃烘至恒重，移入干燥器冷却、称重，可得不溶纤维重量R₁。

5.第二阶段溶解 将上述不溶试样放入锥形瓶中，每克试样加75%硫酸溶液100mL，盖紧瓶塞，摇动锥形瓶使试样浸湿。将锥形瓶保持（50±5）℃、60min，并每隔10min用力摇动1次。待试样溶解后经过滤、清洗、烘干后称取干重R₂。

6.结果计算 按下式计算各组分纤维净干重含量百分率。

五、说明

此法也适用于毛/棉/涤、丝/黏/涤、毛/麻/涤产品的纤维含量分析。其他三组分及四组分混纺制品的纤维含量分析建议方案见表2-11和表2-12。

表2-11 常见三组分混纺制品的纤维含量分析建议方案

续表

表2-12 常见四组分混纺制品的纤维含量分析建议方案

六、实验报告（表2-13）

表2-13 实验报告