摘要：研究了超声波辅助羊毛/蚕丝混纺织物纤维定量分析的可行性。试验表明，对于纱线类或者薄型丝毛混纺织物，采用超声波辅助溶解丝毛混纺织物可以适当缩短溶解时间。对厚型、深色或者经化学整理的复杂丝毛混纺样品，溶解时间为60min时增大超声波功率是可行的辅助溶解手段。
关键词：羊毛/蚕丝混纺；超声波；定量分析
羊毛与蚕丝混纺织物是一类高档纺织产品，其纤维定量分析的准确性与该类产品的内在质量和成本核算密切相关，提高丝毛混纺织物纤维定量分析的准确性具有重要意义。而一方面羊毛与蚕丝混纺织物在依照现行国标GB/T 2910.18—2009进行纤维含量定量分析中往往存在蚕丝溶解不干净导致试验的不准确，另一方面国标规定的溶解时间也较长，试验效率不高。针对上述弊病，文献资料显示，提高溶解温度[1-2]，改用FZ/T 01048—1997标准[3-4]，盐酸法[5]或者显微镜测定法[6]等均有助于丝毛织物定量分析。
超声波是一种交变声压，超声波在液体中传播时能使液体出现稀疏状态和密集状态，在密集状态区，液体承受正压力，而在稀疏状态区则承受拉力，并且在拉力集中地方会形成空穴。空穴不断地产生、闭合和消失，在空穴的周围立即出现高达数百个大气压的巨大压力，伴随产生强大的冲击波。这种空穴的产生、消失不断反复的过程，称之为空化现象，空穴的破裂、消失面产生的巨大压力和冲击波，称之为空化效应[7]。
本文利用超声波的“空化效应”，在国标GB/T 2910.18—2009的基础上辅以超声波振荡以提高丝毛混纺织物定量分析试验的准确性。试验表明，超声波能帮助丝毛混纺织物的蚕丝充分溶解，保证该类织物定量分析试验的准确性并提高了试验效率。
1 试验部分
1.1 试验材料
织物：15%羊毛与85%桑蚕丝混纺纱线（南通纤维检验所测试样）。
药品：75%硫酸（700mL 98%浓硫酸+350mL水，冷却稀释至1L）。
1.2 试验装置
KQ-500DB数控超声波清洗器（试验温度保持室温，清洗器保持水循环），分析天平（精确到0.1mg），烘箱（恒定在105℃～110℃），干燥器（装有变色硅胶），真空抽气泵，玻璃砂芯坩埚，称量瓶等。
1.3 试验方法
1.3.1 国标法
依据GB/T 2910.18—2009《纺织品 定量化学分析 第18部分：蚕丝与羊毛或其他动物毛纤维的混合物（硫酸法）》[8]进行试验。
1.3.2 超声辅助法
在如上1.3.1所述试验方法上，辅助以超声波振荡，以同一工作频率（40kHz）分别设定超声波功率200W、300W、400W进行试验。
1.3.3 计算
试验中羊毛为溶解剩余物，其含量以公式（1）计算。
（1）
p——羊毛含量，%；
m0——试样干重，g；
m1——溶解后剩余物干重，g；
0.985——修正系数。
2 结果与讨论
2.1 超声波功率对丝毛定量分析的影响
超声波辅助蚕丝羊毛混纺纱线的溶解，以羊毛含量表征该混纺织物硫酸溶解后的效果，考察不同超声波功率对丝毛定量分析的影响，试验结果如图1所示。
图1 超声波功率对样品溶解后羊毛含量的影响
试验表明，溶解时间为20min和40min时超声波功率为300W和400W所对应的羊毛含量要高于200W溶解后的羊毛含量；溶解时间为60min时，超声波功率增大而羊毛含量呈现递减趋势。在设定羊毛溶解过程中损伤程度一定的情况下，羊毛含量低说明蚕丝的溶解越充分，由此说明，溶解时间短的情况下，增大超声波功率对于丝毛混纺织物溶解的辅助作用有限，当溶解时间与国标一样达到60min时，增大超声波功率则明显有助于蚕丝的溶解，而蚕丝溶解得越充分，则丝毛混纺织物定量分析越精确。
2.2 超声辅助法与国标法的对比
对同一丝毛混纺织物采用国标法和超声辅助法进行定量分析，结果如图2所示。试验表明，以国标法所得国标试验值（羊毛含量17.18%）为基准线，考察超声波辅助溶解条件下，溶解20min、40min、60min后的羊毛含量存在较大差异。在溶解时间为20min的条件下，混纺样品中羊毛的含量均高于国标法所得试验值，其中超声波300W辅助溶解20min条件作用后的羊毛含量为18.36%，与国标试验值（17.18%）误差率最高达到6.9%。当溶解时间为40min时，超声波功率（200W、300W、400W）变化，试验所得羊毛含量值均较为接近国标试验值，其中超声波400W辅助溶解40min后的羊毛含量值比国标试验值（17.18%）仅高0.1%。
图2 超声波辅助法与国标法对比试验结果
而当试验溶解时间设定为与国标（60min）一样的情况下，200W辅助溶解60min后羊毛含量为17.15%，当超声波功率增大至300W时羊毛含量值比国标试验值（17.18%）低0.85%，继续增大至400W则羊毛含量为16.18%。由此说明，采用超声波辅助溶解丝毛混纺织物可以适当缩短溶解时间，特别是对于纱线类或者薄型织物，既能够保证定量分析的准确性，又提高了试验的效率。而在保证溶解时间为60min的条件下，增大超声波功率能得到更小的羊毛含量值，由此表明对厚型、深色或者经化学整理的复杂样品采用增大超声波功率是可行的辅助溶解手段。同时，仅对本试验中所采用的丝毛混纺纱线样品而言，采用300W超声波辅助溶解40min所得羊毛含量为17.32%与国标试验值（17.18%）误差率仅为0.8%，是较为合适的溶解条件。
3 结论
采用超声波辅助溶解丝毛混纺织物可以适当缩短溶解时间，特别是对于纱线类或者薄型织物，能够既保证定量分析的准确性，又提高了试验的效率。而当溶解时间为60min时，对厚型、深色或者经化学整理的复杂样品采用增大超声波功率是可行的辅助溶解手段。
参考文献：
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[6] 王桂玲，海勇，薛飞. 羊毛与桑蚕丝混纺产品纤维含量显微镜测定法探讨[J]. 中国纤检，2009（7）：64-65.
[7] 金杏林. 精密洗净技术[M]. 北京：化学工业出版社，2004.
[8] GB/T 2910.18—2009 纺织品 定量化学分析 第18部分：蚕丝与羊毛或其他动物毛纤维的混合物（硫酸法）[S].
（作者单位：南通市纤维检验所）
