建立一種測定天絲/銅氨混紡產(chǎn)品混紡比的分光光度方法，即分別用65%硫酸溶解天絲、銅氨及天絲/銅氨混紡產(chǎn)品，測定所得溶液的吸光度值，根據(jù)Lasbeli定理計算混紡產(chǎn)品的混紡比。其測試結(jié)果與實際配比的偏差范圍為-1.67%~1.80%，誤差全部在標準FZ/T01053-2007《紡織品纖維含量的標識》的允差范圍內(nèi)，為天絲/銅氨混紡產(chǎn)品的定量分析提供了一種方法。
關(guān)鍵詞：天絲纖維;銅氨纖維;定量分析;分光光度法
天絲、銅氨均為再生纖維素纖維，具有天然纖維的優(yōu)異特性，受到消費者的青睞，各種天絲/銅氨混紡產(chǎn)品也得到了大力開發(fā)。纖維定量是紡織品在加工、貿(mào)易和使用過程中不可缺少的重要檢測指標，各國法規(guī)均明確要求對纖維含量進行標識。天絲和銅氨在外觀上極為相似，化學性質(zhì)也非常接近，目前對兩種纖維的鑒定尚無成熟的方法，尤其是天絲/銅氨混紡產(chǎn)品混紡比的測定更是一個技術(shù)難題。有文獻中提出可采用紫外-可見分光光度法對混紡產(chǎn)品進行混紡比的測定[1-3]，因此本文嘗試采用紫外—可見分光光度法對天絲/銅氨混紡產(chǎn)品的混紡比進行測定，探討這種方法的可行性。
2試驗參數(shù)的選擇
2.1溶劑的選擇
纖維素纖維通常可采用甲酸/氯化鋅、鋅酸鈉、硫酸等作為溶劑來溶解[1-2]。實驗結(jié)果表明，采用甲酸/氯化鋅、鋅酸鈉作溶劑時，天絲和銅氨纖維的紫外—可見吸收光譜相差不大，而采用硫酸作溶劑時，二者則相差較大，因此選擇硫酸作溶劑。
硫酸對纖維素的溶解是一個持續(xù)作用的過程，因此其紫外—可見吸收光譜的穩(wěn)定性較差。不同濃度的硫酸對纖維素的溶解能力各不相同，本文針對不同濃度的硫酸處理時的紫外—可見吸收光譜進行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著硫酸濃度的降低，其紫外—可見吸收光譜的穩(wěn)定性增加。當采用65%硫酸溶液時，在相當長的時間內(nèi)，紫外—可見吸收光譜相當穩(wěn)定。因此本文選定65%硫酸作為纖維素的溶劑。
2.2樣品的前處理
為保證吸光度值的穩(wěn)定，必須對樣品進行適當?shù)念A處理，使之充分疏松并去除非纖維物質(zhì)。
2.3水浴溫度和水浴時間的選擇
纖維素纖維在硫酸中同時發(fā)生酯化和水解反應，纖維素逐漸水解為較小的分子，直至溶解。而在室溫環(huán)境下的較短的時間內(nèi)，纖維素的水解產(chǎn)物往往較牢固地粘附在纖維的表面，導致纖維僅表面的一層溶解掉。通常必須進行振蕩加熱處理，才能使纖維素完全溶解在硫酸中。
同時，硫酸與纖維素中的羥基發(fā)生酯化反應，生成的硫酸氫酯在450nm附近產(chǎn)生紫外吸收峰(對于不同種類的纖維素纖維，該吸收峰的位置略有不同)。在實驗中發(fā)現(xiàn)，隨著水浴溫度的提高，450nm附近的吸收峰的強度迅速增大。但如果溫度過高，則反應過于劇烈，使溶液的吸光度過大。經(jīng)優(yōu)化，終選擇的水浴溫度為70oC。在實驗中還發(fā)現(xiàn)，水浴處理30min以后，所得溶液均是清澈透明的;處理時間小于30min時，部分溶液中存在懸浮顆粒，干擾光譜測定。因此終選擇的水浴處理時間為30min
3試驗
3.1儀器與試劑
UV-2550紫外—可見分光光度計(日本島津公司);SW22數(shù)字式恒溫水浴振蕩器(瑞士Julabo公司);HG63鹵素水分烘干儀(瑞士MettlerToledo公司)。
65%硫酸由實驗室自己配制。
天絲G100纖維由蘭精公司(奧地利)提供，銅氨纖維由旭化成公司(日本)提供。
3.2測試條件
超低速掃描。采樣間隔：0.1nm，掃描波長范圍：200~500nm，狹縫寬度：0.2nm，光源波長轉(zhuǎn)換波長：300nm，吸收池光程：10mm。
3.3測試方法
將在鹵素水分烘干儀上烘干稱取好的樣品置于150mL磨口錐形瓶中，加入50mL65%硫酸，在70℃恒溫水浴振蕩30min，然后用冰水混合物迅速冷卻至室溫，立即測定其紫外—可見吸收光譜。
4結(jié)果與討論
圖1是65%硫酸中濃度均約為6mg/mL的天絲G100和銅氨纖維的紫外—可見吸收光譜的局部放大圖，它們均在450nm附近出現(xiàn)一個吸收峰，但吸收峰位置略有差異，且濃度不同時，峰位置也略有變化。這兩個吸收峰的吸光度在444nm時相差大，相差約2倍。本文利用吸光度的差異，根據(jù)Lasbeli定理來測定天絲G100/銅氨混合物的混紡比，因此選擇的測定波長為444nm。
4.2a值的計算
為了計算未知二元混合物的混紡比，首先必須測定該混合物的a值。考慮到通常二元混紡產(chǎn)品的混紡比以及方法的局限性，本文設計的二元混合物配比區(qū)間為天絲G100/銅氨=15/85~85/15，配制一系列不同配比的天絲G100/銅氨混合物，建立一個訓練集，如表2所示。將每個樣品用50mL65%硫酸處理，在444nm處測定溶液的吸光度值。根據(jù)方程(4)、(5)分別計算出該配比下各自的吸光度，再根據(jù)公式(2)計算每個配比下的ai值，見表2。從表2可以看出，計算得到的ai值分布范圍較窄，為1.1095~1.2704，其平均值為1.2064，RSD為3.38%。該平均值a即可用于根據(jù)方程(3)來計算未知配比的天絲G100/銅氨混合物的混紡比。
4.3準確度實驗
本文采用該方法對已知配比的天絲G100/銅氨二元混合物進行測定，根據(jù)計算得到的天絲G100的配比FM與實際配比FJ的差異來判斷方法的準確度。
分別稱取天絲G100纖維和銅氨纖維，設計了一系列不同配比的天絲G100/銅氨混合物。所有樣品經(jīng)50mL65%硫酸處理后，在444nm處測定溶液的吸光度值，結(jié)果見表3。根據(jù)混合物的總濃度和線性方程(4)、(5)分別計算出此濃度的天絲G100和銅氨纖維的吸光度。利用吸光度值，根據(jù)方程(3)計算天絲G100的配比FM。計算FM與真實配比FJ的偏差。從表3的數(shù)據(jù)可以看出，分析結(jié)果與實際配比的偏差范圍為-1.67~1.80。根據(jù)FZ/T01053-2007《紡織品纖維含量的標識》的規(guī)定，紡織品成分分析結(jié)果應該在±5%的允差范圍內(nèi)。因此采用分光光度法對已知比例的天絲G/銅氨二組分混合物進行定量分析，實際測量結(jié)果的比例誤差全部在標準的允差范圍內(nèi)。
4.4精密度實驗
本文采用測定值FM與實際配比值FJ的百分比作為判斷方法精密度的依據(jù)，為了對方法的精密度進行研究，本文配制了比例分別為30/70、50/50、70/30的天絲G100/銅氨混合物，每個比例的混合物測定9個平行樣。實驗結(jié)果表明，對于三個比例的天絲G100/銅氨混合物，測定值與實際配比值均相差很少，測定值為實際配比值的96.13%~104.73%，其變異系數(shù)分別為3.06%、2.39%和1.89%。由此可見，該方法的精密度相當高。
5結(jié)論
天絲和銅氨纖維外觀上極為相似，化學性質(zhì)也相當接近，目前對這兩種纖維的鑒定尚無成熟方法，特別是對天絲/銅氨纖維混合物配比的測定更是一個技術(shù)難題。本文利用天絲、銅氨纖維酯化后產(chǎn)生的吸收峰差異，嘗試采用紫外—可見吸收光譜法對天絲G100/銅氨混合物進行了測定，建立了一個測定天絲G100/銅氨混合物配比的分光光度方法。該方法采用65%硫酸溶解天絲G100、銅氨及天絲G100/銅氨混合物，測定所得溶液的紫外—可見吸收光譜。計算出天絲G100/銅氨混合物的a值。，利用該a值和吸光度值計算未知配比的天絲G100/銅氨混紡產(chǎn)品混紡比，從而解決了天絲G100/銅氨混紡產(chǎn)品的定量分析難題。該方法準確度和精密度滿足實驗要求，具有實際應用的意義。
