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红外干燥法实现了纺织品纤维含量快速检测的目的

发布日期:2016-04-20 17:01:03   标签:

红外干燥法实现了纺织品纤维含量快速检测的目的分析:

一 试验

  1. 材料与仪器材料:涤/棉、棉/粘、毛/锦、毛/丝、毛/粘、毛/腈、毛/涤等混纺织物22种,纯棉纱线,全毛纱线.75%硫酸、甲酸、氯化锌、次氯酸钠溶 液等(均为分析纯).仪器:MA150型赛多利斯水分测定仪(测量范围0.05%~100%,量程1mg~150g,加热范围 40~230℃),ALC0.001g电子天平,101-2A电热鼓风烘箱,干燥器,真空抽滤装置,温度计,坩埚,一体化成分分析仪等.

  2. 试验方法 以75%硫酸溶解涤/棉混纺织物中的棉纤维及毛/丝混纺织物中的丝纤维;以甲酸-氯化锌溶液溶解棉/粘混纺织物中的粘胶纤维;以次氯酸钠法溶解毛/锦、毛/粘、毛/腈、毛/涤等混纺织物中的毛纤维.定量分析面料流程 制样→烘干至恒重→冷却至室温→称量→溶解→中和抽滤→再烘干至恒重→再冷却至室温→再称量→计算结果.红外干燥法试验流程在抽滤后、第2次烘干前增加一个预烘干(烘箱预烘干30min).

二 结果与讨论

纺织材料水分测定方法的比较 经过大量调研,反复比较,本文重点将红外干燥法与烘箱法进行比较.烘箱法是利用热空气烘干样品,利用电阻丝加热烘箱内空气,可调节箱内空气,一般超过水的 沸点,使水分子有足够的热运动能,随气扇排出箱外.但是空气有一定的湿度,要将样品烘干到几乎没有水分,需要相对较长的时间(4~16h),能源消耗也 大.红外干燥法是利用红外线照射样品,热量以热辐射为主,辐射的能量高,穿透力强,样品内部在较短的时间(5~15min)内达到较高的温度,水分子很快 就被蒸发,试验速度大幅提高.但红外干燥法不能像烘箱那样(可以进行多个样品一起烘干),每次只能进行一个样品的烘干.将纺织材料中的水分蒸干,通常做法 是将样品加热到水的沸点(100℃)以上,可加速水分子的热运动,在较短的时间内扩散到样品周围的空气中,国家标准、ISO和AATCC标准都规定了烘干 温度为(105±3)℃,本试验将红外干燥仪的温度设置为105℃.2.红外干燥与烘箱干燥对测试结果的影响

由于红外干燥是通过热辐射 对样品进行加热,样品内部升温较快,且通风散热性能差,而二组分纺织品在经过化学溶解反应后,在玻璃砂芯坩埚中的残留物为湿态,不适合直接红外干燥,往往 达不到快速烘干的目的.因此,在反应后第二次红外干燥前采用烘箱预烘干30min,并对18组常见组分样品开展具体的试验比对.对比2组分纤维含量的试验 室数据,几种干燥方法对测试无显著性差异,再利用成对数据的秩和检验法进行解析.秩数∑T+=61;负秩数∑T-=-61.确定统计量T的值,T=61. 确定临界值Tа的值,Tа的值查秩和检验临界表,样本数N=18,在95%置信区间中,取а=0.05,则T0.05=47.由于T> T0.05,2种方法的测试结果差异不大,即用红外干燥和烘箱干燥所得定量分析结果无显著性差异.因此,红外干燥法符合GB/T2910-2009系列标 准,纺织品2组分纤维混纺产品定量分析方法测试要求.红外干燥比烘箱干燥测试涤/棉、毛/丝、棉/粘产品和毛混纺产品2.3 对减少样品烘干冷却步骤的研究

此前通过红外干燥,已明显缩短了纤维含量检测的时间,提高了测试效率.为进一步缩短试验时间,将继续研究可否再减 少冷却时间或步骤. 3.对红外烘干后热重和冷重的比较纺织品经红外干燥法烘燥后一般也要在干燥器中冷却120min,本部分试验是进一步探讨红外干燥后能否将干燥器冷却的 120min省掉.以全棉纱线为研究对象,经红外烘干后冷却120min前后称重.

4.对第二次红外烘干后减少冷却时间的研究 纤维含量检测,第一次烘干针对样品,而第二次烘干针对反应后残留物,因此,仅需对样品第一次红外干燥后的热重进行修正.根据纤维材料的热学性能,空气中的 水分子被纤维大分子上的极性基团所吸引而与之结合,使分子的热运动能降低,必然伴随着能量的转移,并伴有热释放.常见纤维的吸湿微分热大致接近,约为 837.36~1256.04J.纤维吸湿放热的机理基本相同,通常,在干燥器环境中冷却30min后,纤维吸湿达到平衡,可以实现质量的称取,因此,本 试验选定了第二次红外烘干后冷却30min的工作方案.提出了纤维含量快速检测方法.主要流程为:制样→红外烘干(10min,105℃)→称量修正→溶 解→中和抽滤→烘箱预烘干(30min)→红外烘干(10min,105℃)→在干燥器中冷却30min→再称量→计算结果.

三 结论

织 物定量分析常规方法(简称常规法)可行,数据可靠,但缺点是耗时,效率低下,难以适应外贸小批量、反应快的发展趋势.为此,从节省干燥和冷却时间的角度出 发,筛选出符合织物定量分析要求的红外干燥法,并确定了红外干燥法典型干燥时间为10min,温度设置在105℃.在此基础上,选择了采用红外干燥结合高 精度称重平台的红外水分称重仪,确立了采用修正系数的方法来实现纺织纤维第一次经红外烘干后热重表征冷却后质量,并将第二次冷却时间从2h减少到 30min,并进一步减少了试验环节,提高了检测速度.最终,提出了以红外干燥替代烘箱干燥,以红外水分仪称重替代常规电子天平测定纤维质量,减少第一次 冷却步骤和时间;将热重修正为冷重,将第二次冷却时间减少为30min的纤维含量快速检测方法.