化学纤维的分类方法范文篇1

综合概述了我国与美国在纤维含量分析标准上存在的主要差异，提供给生产、贸易和检测企业作为参考。

关键词：纤维成分；美国；差异

美国是我国服装类纺织品最主要的出口国，也是世界最大的纺织品消费市场，出口美国的产品必须要遵循美国本地的法令法规，特别针对纤维成分标签，美国有严格的标签法令，指导生产商和零售商进行正确的纤维标注。为了确保标签的正确性，首先要使用正确的测试方法。本文针对我国和美国在纤维含量测试方法上存在的差异进行了比较和分析，给国内的生产、贸易企业提供了相关的信息，使其能根据产品的出口地区，正确地进行产品纤维含量的分析和标签标注，满足市场的要求。

1美国纤维含量测试标准的特点

美国纺织染色家和化学家协会（AATCC）在纺织测试标准领域非常具有权威性，由其编制的针对纺织品的AATCC测试方法涵盖了纺织品纤维成分分析，色牢度试验及织物水洗的物理性能等测试标准。AATCC标准是纺织产品进入美国市场采用最为广泛的测试标准。

AATCC测试标准在纤维含量测试方面有两个方法，AATCC 20标准为纤维定性分析法；AATCC 20A标准为纤维定量分析法。纤维定性分析中包括纤维纵向和横向截面显微镜观察法、燃烧法、密度法、溶解法、干捻法、沾色法、熔点法、红外光谱法。AATCC 20A是纤维定量分析，包括显微镜分析法、化学溶解法和拆分法等。

2我国标准与美国标准之间的差异

我国对纺织产品的纤维含量测试是基于FZ/T01057―2007《纺织纤维鉴别试验方法》和GB/T2910《纺织品定量化学分析》。在此之外还有行业协会和相关机构针对特殊产品编制的方法标准，如FZ/T01095―2002《纺织品氨纶产品纤维含量试验方法》、GB/T16988―1997《特种动物纤维与绵羊毛混合物含量的测定》、FZ/T30003―2009《麻棉混纺产品定量分析法》和FZ/T01026―2009《定量化学分析四组分纤维混合物》等。

2.1纤维定性分析方法

在所有检测机构中对纤维鉴别使用最为广泛的方法应该为显微镜观察法和溶解法，针对特殊的纤维还会辅助采用燃烧法、红外光谱法等，其他方法在实际检测过程中由于精准性和可操作性等原因，使用较少。现简单介绍几个定性分析方法的过程，以及差异。

2.1.1显微镜观察法

显微镜观察法依靠生物显微镜作为工具，通过技术人员直接观察纤维的纵向和横向截面，从而初步判断纤维的种类。一个经验丰富的技术人员，可以通过显微镜判断棉、麻、丝、毛等天然纤维，以及粘胶、氨纶等部分化学纤维。AATCC20《纤维定性分析》标准和FZ/T01057―2007《纺织纤维鉴别试验方法》，除了对每一种类纤维的纵向和横向外观形态进行语言描述之外，还提供了大量的纤维图片，给以更为直观的认知。

2.1.2溶解法

我国的行业标准FZ/T01057.4―2007《纺织纤维鉴别试验方法溶解法》要求一律采用常温（20℃~30℃）振荡5min，或煮沸3min之后观察样品的溶解情况。而AATCC 20中溶解试验针对不同纤维溶解的难易程度提供了3种溶解时间，分别为5min、10min、20min。溶解温度除常温20℃之外还有50℃、90℃和煮沸。

例如，二甲基甲酰胺法溶解确认试验，要求在90℃时处理10min之后再观察溶解现象。由于采用的溶解条件不同，某些特殊纤维的溶解现象会有所不同，检测人员应细心观察，注意区分。

2.1.3干捻法

AATCC 20中用干捻法来初步判断麻类纤维。取平行纤维束，浸入水中，握住一端，使另一自由端对着观察者，在电炉上使用热空气加热，在纤维干燥的过程中，亚麻和苎麻纤维为顺时针旋转，大麻和黄麻纤维为逆时针旋转。

2.2纤维定量分析方法

GB/T 2910―2009中除个别方法外均等同采用ISO1833最新版的方法，与美国标准体系有较多差异。美国AATCC 20A标准中包含有含水率、非纤维物质去除、纤维含量拆分法、纤维含量化学分析法以及纤维含量显微镜分析法。而我国的纤维定量分析法根据方法的不同，有专门的标准与之对应。在进行国内纤维含量分析时要特别注意方法的选择，GB/T 2910为纤维定量化学分析法（附录中提供有手工拆分法），GB/T 16988是针对动物纤维的显微镜分析法等等。

2.2.1纤维定量化学分析法

AATCC 20A中提供了8种化学分析法：100%丙酮法、20%盐酸法、59.5%硫酸法、70%硫酸法、碱性次氯酸钠法、90%甲酸法、二甲基甲酰胺法和二甲基乙酰胺法。而GB/T 2910提供了23种化学分析法，覆盖了AATCC 20A所有测试方法。现从样品准备、试剂选择、测试过程、数据处理等方面，分析两个方法体系之间的差异。

1）样品准备（见表1）

虽然在取样重量表述上有所不同，但是根据实际经验，两个标准的取样要求均能满足测试的代表性和准确性。在样品称重环节，AATCC明确要求样品烘干至恒重，并对恒重有明确的要求。而GB/T 2910采用足够长的烘干时间，也能达到实际恒重的要求，但AATCC 20A的可操作性更强些。

2）试剂选择

在进行相同的纤维含量分析过程中，AATCC与我国标准在溶解过程中试剂的选择有异同（见表2）。

3）测试程序

两个标准要求的测试操作程序不同，其中最有代表性的是粘胶纤维与棉的化学分析法（见表3）。

由于粘胶和棉均属于纤维素类纤维，在进行化学溶解时，两种试剂都会损伤到棉纤维，操作程序中温度、时间、振荡等任何细小的不同都会影响到最终的结果。

4）数据处理

结果计算时，AATCC 20A只有针对粘胶纤维与棉混纺时引入了损失补偿系数，其他所有的化学分析法没有使用任何修正或补偿系数。而GB/T2910中对每类测试都提供了质量损失修正系数，报出的结果是测试数据结合相应的修正系数进行计算得出，确保了测试结果的精准。

我国标准明确规定，纤维重量百分含量应结合公定回潮率计算。虽然美国标准中没有明确的要求，但检测机构出具的报告还是结合公定回潮率进行计算的。由于两国的标准体系中公定回潮率的不同，可能会导致结果的差异，所以在计算时一定要选择正确的回潮率值。两种典型的纤维回潮率比较见表4。

2.2.2显微镜定量分析法

显微镜分析法的差异主要表现在结果计算上，如，AATCC 20A中羊毛羊绒的密度均为1.31，而我国规定羊毛的密度为1.31，羊绒的密度为1.30。在计算公式中，GB/T 16988是结合直径的标准方差来进行面积计算，而AATCC 20A仅通过计算直径来表述面积。

2.3多组分含量分析

我国GB/T 2910.2部分为多组分成分含量分析，里面详细介绍了4种溶解方案，并结合质量损失修正系数进行计算。而AATCC20A中没有如此详细的计算和分析，在进行多组分含量分析过程中，要根据工作经验慎重选择溶解试剂、溶解顺序，确保所选择的试剂不会对残余纤维造成损伤，导致数据准确性降低。

3结论

综上所述，我国和美国在纤维成分分析方法上有较多的区别，检测机构根据产品的出口地来选择测试方法，进行检测。企业要注意产品出口美国时检测数据与国标数据之间的差异，根据检测数据制定符合市场要求的纤维标签。

化学纤维的分类方法范文篇2

关键词：棉花；储藏；纤维素伴生物；动态变化

成熟棉花纤维的主要化学成分是纤维素，约占94%，其余为纤维素伴生物。目前已知的纤维素伴生物有蜡质和脂肪、果胶类物质、糖类物质、含氮物质、色素类物质、单宁类物质和灰分等。尽管纤维素伴生物含量不高，但却对棉花纤维的物理、化学和纺织、印染性能有很大的影响。纤维素是高分子化合物，结构稳定，在正常条件下不易发生变化。而纤维素伴生物则是比较活跃的成分，在棉花储藏过程中易受环境影响而发生反应，并导致皮棉色泽和纤维品质的下降。因此，开展纤维素伴生物的研究，可以说是从根源上深入了解棉花储藏过程中质量变化的基础。前文[1]中我们对棉花储藏期间主要纤维品质指标的变化进行了报道，本文则重点介绍在两年的储藏时间内蜡质、单宁、果胶、色素和总糖等5种主要纤维素伴生物的动态变化情况与分析结果。

1材料与方法

1.1材料

从河北威县、湖北黄冈、新疆石河子和库尔勒购置的2～5级皮棉，分别在威县、黄冈、石河子、库尔勒与河南安阳5个地点的仓库内自然存放。自2010年12月1日起，每半个月取样一次。各储藏点将样品寄至安阳，由农业部棉花品质监督检验测试中心分样后，分别进行8项纤维品质指标和5种纤维素伴生物含量的测定。

1.2方法

1.2.1蜡质的测定

方法参见文献[2]。

1.2.2单宁的测定

方法参见文献[3]。

1.2.3果胶的测定

方法参见文献[4]。试验中，对棉纤维中果胶的提取方法进行了改良和优化，确定的最佳工艺条件为：液料比10∶1，提取液pH值=1，提取温度80℃，浸提时间3h。

1.2.4色素的测定

方法参见文献[5]。

1.2.5总糖的测定

按GB/T16258—2008《棉纤维含糖试验方法定量法》的规定进行。

1.2.6数据处理

用Excel和DPS（数据处理系统）进行数据处理和统计分析。

2结果与分析

2.1不同产地和品级样品之间纤维素伴生物含量的差异

对同一产地、不同品级的样品和不同产地、同一品级棉花样品中5种纤维素伴生物的含量进行了比较，表1和表2是2011年3月16日取样的检测结果。数据显示，同一产地不同品级的样品之间、不同产地同一品级之间的样品之间的主要纤维素伴生物含量的差别较大。

2.2主要纤维素伴生物随储藏时间的变化

从2010年12月1日至2012年12月31日共25个月的时间，除2011年春节期间停止取样一次外，共对储藏棉花取样49次。每次有42个样品。

5种化学成分的变化趋势如图1—图5。总体看来，随着储藏时间的延长，蜡质、单宁、果胶和色素含量呈下降趋势，糖含量则呈上升趋势。

2.3几种化学成分之间的相关关系

对5种纤维素伴生物之间的相关关系进行了统计分析，如表3。结果显示，糖与其他4种成分均呈负相关，并与果胶达到极显著负相关；色素与蜡质和果胶达显著正相关，与单宁达极显著正相关；果胶与蜡质和单宁均呈正相关，与蜡质达显著正相关；单宁与蜡质也呈正相关，但未达到显著水平。

2.4纤维素伴生物与纤维品质之间的相关关系

对纤维品质指标与纤维素伴生物之间的统计分析结果如表4。伸长率、黄度与蜡质、单宁、果胶、色素均呈显著或极显著负相关，与糖则呈正相关；反射率、比强度与蜡质、单宁、果胶、色素均呈正相关，与糖呈负相关。值得指出的是，糖与4项纤维品质指标的相关性，同其他4种纤维素伴生物与4项纤维品质指标的相关性正好是相反的。

通常认为，作为纤维素伴生物的蜡质能保护棉纤维不易受潮并增润棉纤维的光泽[6]，可见蜡质的存在是有利于棉花储藏的。单宁、果胶、色素与纤维品质的关系尚未见报道，从本研究数据看，也是有利的。在我们的想象中，随着储藏时间的延长，品级下降、反射率降低、黄度升高，色素似乎应该增加，但检测结果却恰恰相反，这反映出试验中测定的色素是棉纤维所固有的伴生物质，与皮棉品级下降所产生的颜色加深没有内在的关系，因而两者的吸光波长也是不一样的。

3讨论

棉花的纤维素伴生物很多，本研究根据调研和咨询结果选择了5种。这5种纤维素伴生物，基本上都是某一类物质的混合物，化学成分十分复杂。研究中所采用的试验方法主要有重量法和分光光度法，测定的也是这5类物质各自的混合物的总和，对其中有效成分的深入了解有待进一步研究。

从检测与分析结果看，各类纤维素伴生物在棉花储藏过程中呈现出较强的趋向性，并与纤维品质之间存在着很高的相关性。纤维素伴生物的变化趋势较好地反映了纤维品质的变化趋势，比如蜡质、单宁、果胶、色素含量的降低和糖含量的增加都反映出纤维品质的下降。

从对文献的检索看，美国的科技人员主要是从水分的角度开展了对棉纤维劣变的研究，其他国家缺乏相关的报道。本研究是从纤维素伴生物入手，从棉纤维自身的内因变化探讨其对纤维品质的影响，对储藏过程中的棉花纤维品质与纤维素伴生物同时进行了动态检测和分析，是一项创新性的研究。从研究结果看，控制纤维素伴生物的变化将为防止纤维品质的劣变提供一条可行的技术途径，这对维持棉花储备质量、提高棉花的使用价值和市场竞争力有重要意义。

研究中我们还对储藏样品进行了高温高湿老化处理、对储藏容器抽真空和充填惰性气体处理等试验。初步结果表明，高温高湿能加速棉花的劣变，而抽真空和充填惰性气体处理，有利于棉花储藏期间质量的保持。即便是对样品喷洒了30%的水分，储藏于充填氮气、氦气或二氧化碳气体的容器中，5个星期内色泽仍保持不变，而在空气中储藏的样品一个星期内就长满了霉菌，成为“黑心棉”。据了解，一些大型的水果、蔬菜储备库已经采用了相应的“气调库”技术，值得借鉴。

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化学纤维的分类方法范文篇3

论述了近年来竹纤维鉴别方法的研究现状,分析了各种鉴别方法的特点,并对竹纤维鉴别方法的发展进行了展望。

关键词:竹纤维;竹浆纤维;竹原纤维;鉴别方法;研究进展

Abstract:Therecentstudiesonthemethodsofdeterminingbamboofiberarereviewedinthisarticle.Thecharacteristicsanddevelopmentsofdifferentdeterminationmethodsareanalyzed.

Keywords:BambooFiber;NaturalBambooFiber;BambooPulpFiber;DeterminationMethods;ResearchProgress

竹纤维是我国自行研发并产业化的新型纤维素纤维,按加工方法不同,有竹原纤维和竹浆纤维两类。竹原纤维采用物理方法进行加工,不添加任何化学试剂,为100%的天然纤维[1]。竹浆纤维采用化学方法加工,经水解(碱法)及多段漂白制成浆粕,再由化纤厂进行纺丝制成竹浆纤维[2-3],是类似粘胶纤维的一个化学纺丝过程。

竹纤维作为一种来源丰富、可再生、可降解的资源性纤维,开发利用前景广阔,受到了越来越多人的关注。人们对竹纤维的基本化学组成、组织形态、理化性能进行了大量的基础研究[4-8],并通过不同方法对竹纤维及其产品进行了开发[9-11]。竹原纤维为纯天然纤维,纤维性能优异,产品具有特殊的风格,并且具有优异的抗菌性能,夏季干爽舒适性好。竹浆纤维则由于纺丝过程而在性能上受到很大损伤,强力低、结晶度低、大分子排列较稀疏,回潮率高,属于与普通粘胶纤维相似的再生纤维素纤维[12]。竹浆纤维虽然改善了竹原纤维的强度不匀率,伸长率、纤维韧性和耐磨性等都有所增加,但其一些天然特性也遭到破坏,纤维的除臭、抗菌、防紫外线功能出现一定程度的下降,湿强力也下降较多[13]。

由于竹原纤维与麻类纤维、竹浆纤维与粘胶纤维的形态结构和理化性质相近[14-15],给鉴别工作带来很大困难。国内外有关竹纤维鉴别方面的标准,只有SN/T 1901―2007《七种纺织纤维的系列鉴别方法》中提及竹浆纤维及另外6种纤维的定性鉴别方法。但是没有说明如何鉴别与其结构、性能相近的粘胶纤维、竹原纤维、麻类纤维及其混纺产品。

1竹浆与竹原纤维的鉴别方法

竹原纤维和竹浆纤维虽然都以竹作为基础原料,但制作工艺完全不同,性能差异很大。周建萍[4]通过对竹原纤维和竹浆纤维的对比认为,竹浆纤维的性能更为优越,表现为强伸度变异系数小、伸长率大,纤维韧性、耐磨性、可纺性较好。其对两种竹纤维化学和热学性能研究结果见表1。

王越平等[12]、孙居娟等[16]研究发现,从结构上看,竹原纤维属典型的纤维素I型结晶,结晶度高,大分子排列规整;截面形态呈腰子形,有中腔,壁上有裂纹。而竹浆纤维属典型的纤维素II型结晶,结晶度低,截面形态与普通粘胶纤维没有差别,呈多边形不规则状,边缘呈锯齿形,纵向表面有许多凹槽,使得竹浆纤维具有较好的吸湿、放湿性,同时增强了纤维之间的抱合力,有利于纺纱加工。从性能上看,竹原纤维的结晶度、热稳定性和抗菌性能均好于竹浆纤维;竹原纤维属高强低伸型纤维,而竹浆纤维属低强高伸的柔弱型纤维;竹浆纤维的回潮率与粘胶一致为13%,而竹原纤维的回潮率为6%~7%。

周秋宝等[17]报道,竹原纤维与竹浆纤维能溶解于不同浓度的硫酸、盐酸和硝酸中,溶解速率表现各异,竹浆纤维的耐碱性比竹原纤维要好,都可溶解于氯化钙与甲酸混合液、次氯酸钠溶液和铜氨溶液中,而两者均不溶于其他所试24个有机溶剂。竹原纤维的抗紫外能力明显高于竹浆纤维,而两者着色样的抗紫外性能比原样有较大提高。杨庆斌等[18]研究了热处理对竹原纤维和竹浆纤维力学性能的影响。结果表明,竹原纤维具有较高初始模量,湿态时纤维力学性能较之干态有明显下降。竹浆纤维除断裂伸长外,其各项拉伸断裂力学性能指标均远远低于竹原纤维。

以上研究表明,竹原纤维和竹浆纤维在结构和性能上有一定的差异,如外观形态、晶体结构、结晶度、力学性能、热稳定性、着色性能等方面。但是由于操作复杂或当粘胶和麻类等结构、性能相近的纤维存在时,快速、准确地鉴别这两种纤维存在较大的困难,至今没有相应的标准。

2竹浆纤维鉴别方法研究进展

陈宝喜等[19]通过试验,确定了在硫酸溶液浓度(60±0.5)%、溶解温度(25±2)℃、溶解时间(20±2)min等条件下可准确、便捷地确定竹浆纤维/棉纤维混纺产品纤维含量。刘兰芳等[20]提出,37%盐酸在温度25℃、时间为10min条件下和甲酸-氯化锌溶液在温度50℃、时间90min条件下,可利用溶解法测定棉纤维与竹浆纤维的双组分纺织品混纺比。

马顺彬等[21]研究表明,竹浆纤维和粘胶纤维的燃烧特征相同,只是在残渣的颜色上有所区别,竹浆纤维的残渣颜色是深灰色,粘胶纤维残渣颜色是灰白色。二者纵向均有沟槽,横向截面的边缘有不规则的锯齿形,只是竹浆纤维无皮芯结构,而粘胶纤维有皮芯结构。二者溶解性能相同、红外光谱吸收图谱相似,无法用于鉴别。隋淑英等[3]利用X射线衍射法测得竹浆纤维结晶度为31.6%,粘胶纤维的结晶度为30%,二者的结晶度基本相同。阎贺静等[22]通过扫描电镜分析发现竹浆纤维横截面布满了孔洞,说明它具有优良的吸湿透气性。粘胶纤维形态结构与竹浆纤维相似,但横截面没有孔洞。对纤维的热失重分析表明,竹浆纤维耐热分解性能比粘胶纤维差。张涛等[23]通过研究提出粘胶纤维―OH较竹浆纤维活泼性大,竹浆纤维在3450cm-1~3250cm-1处的―OH吸收比粘胶纤维明显弱,这是鉴别这两种纤维的有效手段之一。李志红等[24]提出通过显微镜观察纵向形态特征,可快速区别于Lyocell、棉以及甲壳素纤维;用37%盐酸,常温下观察溶解情况,Modal迅速溶解,普通粘胶纤维溶解但比Modal稍慢,竹浆纤维只有部分溶解。用密度梯度管测定密度,竹纤维密度明显低于普通粘胶、Lyocell、Modal和棉。杨元[25]通过研究指出可通过着色法和燃烧法或通过比较拉伸性能来区分竹浆纤维和粘胶纤维。杨建平等[26]利用浓度55%―90%的硫酸溶液来定性鉴别竹浆纤维和Modal纤维,并通过对溶液粘度的定量分析鉴定粘胶和竹浆纤维的混合体中竹浆纤维的混合比。

竹浆纤维和棉纤维的定性定量分析方法取得了一定的进展,但是竹浆纤维和粘胶纤维目前正在进行的密度法研究、溶解度法研究、显微镜观察法等研究,因操作复杂或区分效果不明显,在应用中都有很大的局限性,始终没有被推广。

3竹原纤维鉴别方法进展

竹原纤维与麻类纤维的结构及性能相似,其显微形态与麻类纤维有许多相似之处,不易区分。石红等[14]研究指出,常规方法中纤维投影法、密度法、溶解法等方法不适合定性鉴别竹原纤维和亚麻纤维。根据亚麻和竹原纤维分子结构中―CH、―CH2、―CH3个数(聚合度)的差异,发现红外光谱图在2900cm-1和2850cm-1处存在较为明显的差异,利用此光谱图可以定性鉴别亚麻和竹原纤维。田慧敏等[27]指出竹原纤维的表面有明显的沟槽和节纹,次生层呈三层同心层结构,次生外层的微纤与纤维轴近乎平行排列,内部有大量的空洞。通过红外光谱计算的结晶度指数表明竹原纤维的结晶度仅次于苎麻纤维,高于亚麻纤维和棉纤维。竹原纤维具有更强的分子间的氢键,纤维素的晶型以Iβ为主,其Iβ的含量低于棉纤维,但是高于亚麻纤维。何建新等[28]测得了毛竹与苎麻、亚麻原料的化学组成和单纤维尺寸,见表2。通过X射线衍射表明竹原纤维的结晶度和晶粒的取向度与苎麻相近,高于亚麻和棉纤维,竹原纤维的晶粒尺寸大于其他三种纤维。

高路等[29]对几种纤维做出了初步鉴别并得出以下结论:纤维长度在3mm左右,截面呈卵圆形且中腔较大、无麻节的可确定为黄麻纤维;单纤维长度大多在80mm~120mm,截面较粗、腰圆形、中腔压扁、壁上有裂纹、纵向有麻节的为苎麻纤维;截面呈多边形且中腔较小、纵向有麻节的为亚麻纤维;单纤维粗细差异较大,长度在25mm左右,截面形状腰圆形、中腔压扁、纵向表面较粗糙、有横节竖纹的为大麻纤维;纤维极短,在3mm左右,截面近似圆形且中腔较小、纵向粗糙、似树皮状、无竹节的为竹原纤维。但是其又同时指出单纤维的分离效果对纤维尺寸测量结果的准确性起着至关重要的作用,同时也直接影响到纤维纵横向形态的观察。蔡玉兰等[30]通过13CNMR分析结果计算竹原纤维和苎麻、亚麻、棉纤维样品的晶型含量,与棉纤维和亚麻纤维相比,竹原纤维具有较大的晶粒尺寸,和苎麻纤维接近,见表3。X射线衍射和核磁共振两种分析结果均显示,竹原纤维的结晶度与苎麻纤维相近,大于棉纤维和亚麻纤维。

表3由13CNMR图谱计算的纤维的结晶度和晶型含量[30]

竹原纤维与麻类纤维的鉴别方法,目前正在进行的显微镜观察法、核磁共振法、红外光谱法研究,由于其制样难度及准确性等问题,无法实际应用,因此没有形成相应的鉴别方法标准。

综上所述,国内外对于竹纤维的鉴别方法虽然进行了大量的研究,但是由于操作复杂或因区分效果不明显,在应用中都有很大的局限性,始终没有被推广。因此,竹纤维快速、简便、有效的鉴别方法是今后的研究方向。

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