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[摘 要]碱对粘胶纤维是一种再生纤维素纤维，在服饰中应用能够起到凉爽、透气、防紫外线等多重作用。碱对粘胶纤维定量分析有多种影响，文章中以此为前提，重点阐述了几个影响损失，希望能够为相关行业的生产、制造提供参考。
[关键词]碱对粘胶纤维；定量分析；影响
中图分类号：TQ341.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）40-0142-01
在《5GB2910-1997二组分纤维混纺产品定量化学分析方法》中，对于粘胶纤维和蛋白质纤维混纺产品采用1.0N的碱性次氯酸钠溶液先溶解蛋白质纤维，再对剩余的粘胶纤维进行定量化学分析。按照标准规定，粘胶的重量修正系数是1.00，即粘胶纤维的重量损失为0。但是，通过试验发现粘胶纤维的重量是有所损失的。这主要是由于次氯酸钠的碱度引起粘胶纤维重量损失。所谓碱度是指溶液中OH-离子的浓度，正确地说是指OH-的活度，常用pOH来表示。在GB2910-1997中，对于次氯酸钠的碱度要求控制在（5±0.5）g/L。本项目从粘胶纤维的分子结构来探讨碱对其的影响，并通过试验讨论了不同浓度和不同温度下碱度对于粘胶纤维重量损失的影响。
1 纖维结构与耐碱性
纤维素结构包括纤维素分子链结构及纤维素聚集态结构。通过纤维素的分子链结构可以看出，其基本链是葡萄糖甙键，这说明粘胶纤维对酸的稳定性很差[1]。在碱性溶液中，纤维素与NaOH的相互作用发生在第二个碳原子负电性极强的羟基上，反应按两个阶段均衡进行，最后生成新的化合物——碱纤维素[2]。因此，其在碱液中也会发生不同程度的膨润和溶解作用。通过纤维素的聚集态结构来看，纤维素结构存在结晶区和无定形区。由于无定形区的空隙较大，有利于碱液进入纤维素内部，并且进一步与内部的分子发生反应，配糖连接碱性降解及端基的“剥皮”反应[3]，即导致纤维素的聚合度降低，纤维素发生膨润，一些半纤维素和其它杂质不断溶出，纤维素的重量下降。
粘胶纤维属再生纤维素纤维。它是以天然纤维素为原料，经碱化、老化、黄化等工序制成可溶性纤维素黄酸酯，再溶于稀碱液制成粘胶，经湿法纺丝而制成。采用不同的原料和纺丝工艺，可以分别得到普通粘胶纤维，高湿模量粘胶纤维和高强力粘胶纤维等。普通粘胶纤维具有一般的物理机械性能和化学性能，又分棉型、毛型和长丝型，俗称人造棉、人造毛和人造丝。高湿模量粘胶纤维具有较高的聚合度、强力和湿模量。这种纤维在湿态下单位线密度每特可承受22.0cN的负荷，且在此负荷下的湿伸长率不超过15%，主要有富强纤维。高强力粘胶纤维具有较高的强力和耐疲劳性能。粘胶纤维的基本组成是纤维素（C6H10O5）no，普通粘胶纤维的截面呈锯齿形皮芯结构，纵向平直有沟横。而富纤无皮芯结构，截面呈圆形。粘胶纤维具有良好的吸湿性，在一般大气条件下，回潮率在13%左右。吸湿后显著膨胀，直径增加可达50%，所以织物下水后手感发硬，收缩率大。普通粘胶纤维的断裂强度比棉小，约为1.2.7cN/dtex；断裂伸长率大于棉，为16%—22%；湿强下降多，约为干强的50%，湿态伸长增加约50%。其模量比棉低，在小负荷下容易变形，而弹性回复性能差，因此织物容易伸长，尺寸稳定性差。富纤的强度特别是湿强比普通粘胶高，断裂伸长率较小，尺寸稳定性良好.普通粘胶的耐磨性较差，而富纤则有所改善。
2 试验研究
粘胶纤维在碱液中的重量损失程度与试验温度和碱液浓度相关。以下就不同浓度的碱液和不同的试验温度对其进行讨论。试验条件如下：时间：30min；仪器：恒温振荡水浴锅，恒温烘箱，电子分析天平（精确至0.0001g）
2.1 碱液浓度的影响
织物：粘胶纤维；试剂：不同浓度的氢氧化钠溶液（2、1.5、1、0.75、0.5、0.1N）；温度：25℃。随着碱液浓度的增加，粘胶纤维的重量损失越明显；当碱液浓度达到一定程度后，粘胶纤维的重量损失则保持恒定。
在碱液作用下，粘胶纤维素进一步生成新的化合物——碱纤维素，C6H9O4·Na或C6H10O5·NaOH。随着碱液浓度的不断提高，纤维素与碱液的反应更趋向有利于生成碱纤维素的方向发展。就纤维素的聚集态来看，无定形区的存在，也有利于碱液进入纤维内部，促使纤维膨化，进一步推动反应。此时加剧破坏大分子间的氢键，纤维素的膨润度随之加大，半纤维素的溶出量增多，粘胶纤维的重量损失也就随着碱液浓度的提高而不断增加。当碱液浓度达到一定程度后，在高浓度的碱液中游离出的水分子减少，碱金属离子所能吸附的水分子也减少，离子表面的水化层变薄，同时由于纤维素结晶区内分子链排列比较紧密，碱液无法进入，纤维素的膨润度也趋于平衡并有所下降。此时，半纤维素的析出减少，高浓度的碱液遏制了碱纤维素的溶解，粘胶纤维的重量损失也就趋于稳定。
2.2 试验温度的影响
从表1可以看出，在相同浓度的氢氧化钠溶液中，粘胶纤维的重量损失随着温度的升高反而下降。这是由两方面原因造成的：一方面，由于温度升高会加剧溶液中氢氧化钠和空气中CO2作用形成碳酸盐，从而降低溶液中氢氧化钠的含量；另一方面，所形成的碳酸盐会影响纤维素的膨润程度，使得半纤维素的析出减少，因此，随着温度升高粘胶纤维的重量损失反而减少。
3 结论
次氯酸钠溶液很不稳定，在水中会发生水解反应的反应式为：NaClO+H2OWNaOH+HClO生产厂家为了便于次氯酸钠的储存和运输，在次氯酸钠溶液中加入氢氧化钠，以使反应向逆反应方向进行。加入的氢氧化钠越多则储存时间越长[4]。正是由于次氯酸钠溶液中高浓度氢氧化钠的存在，溶解了部分粘胶纤维，造成了实际试验中的误差。为了避免由于使用NaClO而造成粘胶纤维的重量损失，我们采取以下几种解决方案：
3.1 对毛/粘织物进行定量分析时，可以选用2.5%的氢氧化钠溶液（煮沸）以代替次氯酸钠，试验方法参照GB2910-1982。因为在此浓度下，粘胶纤维损伤程度最小，试验数据也更加接近于实际值。
3.2 对粘胶纤维与其它纤维的混纺织物，可以选择相应的试剂来溶解粘胶，以避免由于使用NaClO使粘胶重量损失而造成的试验误差。如毛/粘织物就可以用75%的硫酸溶液来溶解粘胶剩余毛。
3.3 若选用NaClO进行试验，可以考虑加入HCl以降低NaClO溶液的碱度，使其对粘胶纤维不产生影响。
参考文献
[1] 刘锦瑞，张向丽，高友军，赵素敏.染色莱赛尔/粘胶混纺产品的定量分析[J].印染，2017，43（02）：46-49.
[2] 王玉东.羊毛含量对毛/粘混纺产品定量分析结果的影响[J].毛纺科技，2016，44（11）：55-59.
[3] 喻杰，汪步海，张西志，曹文淼.苦参碱对放射性肺炎转化生长因子β_1表达水平影响的研究[J].云南医药，2013，34（06）：464-468.
[4] 冯爱芬，张永久.影响竹浆纤维针织物起毛起球性的因素[J].纺织学报，2011，32（09）：53-58.
[关键词]碱对粘胶纤维；定量分析；影响
中图分类号：TQ341.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）40-0142-01
在《5GB2910-1997二组分纤维混纺产品定量化学分析方法》中，对于粘胶纤维和蛋白质纤维混纺产品采用1.0N的碱性次氯酸钠溶液先溶解蛋白质纤维，再对剩余的粘胶纤维进行定量化学分析。按照标准规定，粘胶的重量修正系数是1.00，即粘胶纤维的重量损失为0。但是，通过试验发现粘胶纤维的重量是有所损失的。这主要是由于次氯酸钠的碱度引起粘胶纤维重量损失。所谓碱度是指溶液中OH-离子的浓度，正确地说是指OH-的活度，常用pOH来表示。在GB2910-1997中，对于次氯酸钠的碱度要求控制在（5±0.5）g/L。本项目从粘胶纤维的分子结构来探讨碱对其的影响，并通过试验讨论了不同浓度和不同温度下碱度对于粘胶纤维重量损失的影响。
1 纖维结构与耐碱性
纤维素结构包括纤维素分子链结构及纤维素聚集态结构。通过纤维素的分子链结构可以看出，其基本链是葡萄糖甙键，这说明粘胶纤维对酸的稳定性很差[1]。在碱性溶液中，纤维素与NaOH的相互作用发生在第二个碳原子负电性极强的羟基上，反应按两个阶段均衡进行，最后生成新的化合物——碱纤维素[2]。因此，其在碱液中也会发生不同程度的膨润和溶解作用。通过纤维素的聚集态结构来看，纤维素结构存在结晶区和无定形区。由于无定形区的空隙较大，有利于碱液进入纤维素内部，并且进一步与内部的分子发生反应，配糖连接碱性降解及端基的“剥皮”反应[3]，即导致纤维素的聚合度降低，纤维素发生膨润，一些半纤维素和其它杂质不断溶出，纤维素的重量下降。
粘胶纤维属再生纤维素纤维。它是以天然纤维素为原料，经碱化、老化、黄化等工序制成可溶性纤维素黄酸酯，再溶于稀碱液制成粘胶，经湿法纺丝而制成。采用不同的原料和纺丝工艺，可以分别得到普通粘胶纤维，高湿模量粘胶纤维和高强力粘胶纤维等。普通粘胶纤维具有一般的物理机械性能和化学性能，又分棉型、毛型和长丝型，俗称人造棉、人造毛和人造丝。高湿模量粘胶纤维具有较高的聚合度、强力和湿模量。这种纤维在湿态下单位线密度每特可承受22.0cN的负荷，且在此负荷下的湿伸长率不超过15%，主要有富强纤维。高强力粘胶纤维具有较高的强力和耐疲劳性能。粘胶纤维的基本组成是纤维素（C6H10O5）no，普通粘胶纤维的截面呈锯齿形皮芯结构，纵向平直有沟横。而富纤无皮芯结构，截面呈圆形。粘胶纤维具有良好的吸湿性，在一般大气条件下，回潮率在13%左右。吸湿后显著膨胀，直径增加可达50%，所以织物下水后手感发硬，收缩率大。普通粘胶纤维的断裂强度比棉小，约为1.2.7cN/dtex；断裂伸长率大于棉，为16%—22%；湿强下降多，约为干强的50%，湿态伸长增加约50%。其模量比棉低，在小负荷下容易变形，而弹性回复性能差，因此织物容易伸长，尺寸稳定性差。富纤的强度特别是湿强比普通粘胶高，断裂伸长率较小，尺寸稳定性良好.普通粘胶的耐磨性较差，而富纤则有所改善。
2 试验研究
粘胶纤维在碱液中的重量损失程度与试验温度和碱液浓度相关。以下就不同浓度的碱液和不同的试验温度对其进行讨论。试验条件如下：时间：30min；仪器：恒温振荡水浴锅，恒温烘箱，电子分析天平（精确至0.0001g）
2.1 碱液浓度的影响
织物：粘胶纤维；试剂：不同浓度的氢氧化钠溶液（2、1.5、1、0.75、0.5、0.1N）；温度：25℃。随着碱液浓度的增加，粘胶纤维的重量损失越明显；当碱液浓度达到一定程度后，粘胶纤维的重量损失则保持恒定。
在碱液作用下，粘胶纤维素进一步生成新的化合物——碱纤维素，C6H9O4·Na或C6H10O5·NaOH。随着碱液浓度的不断提高，纤维素与碱液的反应更趋向有利于生成碱纤维素的方向发展。就纤维素的聚集态来看，无定形区的存在，也有利于碱液进入纤维内部，促使纤维膨化，进一步推动反应。此时加剧破坏大分子间的氢键，纤维素的膨润度随之加大，半纤维素的溶出量增多，粘胶纤维的重量损失也就随着碱液浓度的提高而不断增加。当碱液浓度达到一定程度后，在高浓度的碱液中游离出的水分子减少，碱金属离子所能吸附的水分子也减少，离子表面的水化层变薄，同时由于纤维素结晶区内分子链排列比较紧密，碱液无法进入，纤维素的膨润度也趋于平衡并有所下降。此时，半纤维素的析出减少，高浓度的碱液遏制了碱纤维素的溶解，粘胶纤维的重量损失也就趋于稳定。
2.2 试验温度的影响
从表1可以看出，在相同浓度的氢氧化钠溶液中，粘胶纤维的重量损失随着温度的升高反而下降。这是由两方面原因造成的：一方面，由于温度升高会加剧溶液中氢氧化钠和空气中CO2作用形成碳酸盐，从而降低溶液中氢氧化钠的含量；另一方面，所形成的碳酸盐会影响纤维素的膨润程度，使得半纤维素的析出减少，因此，随着温度升高粘胶纤维的重量损失反而减少。
3 结论
次氯酸钠溶液很不稳定，在水中会发生水解反应的反应式为：NaClO+H2OWNaOH+HClO生产厂家为了便于次氯酸钠的储存和运输，在次氯酸钠溶液中加入氢氧化钠，以使反应向逆反应方向进行。加入的氢氧化钠越多则储存时间越长[4]。正是由于次氯酸钠溶液中高浓度氢氧化钠的存在，溶解了部分粘胶纤维，造成了实际试验中的误差。为了避免由于使用NaClO而造成粘胶纤维的重量损失，我们采取以下几种解决方案：
3.1 对毛/粘织物进行定量分析时，可以选用2.5%的氢氧化钠溶液（煮沸）以代替次氯酸钠，试验方法参照GB2910-1982。因为在此浓度下，粘胶纤维损伤程度最小，试验数据也更加接近于实际值。
3.2 对粘胶纤维与其它纤维的混纺织物，可以选择相应的试剂来溶解粘胶，以避免由于使用NaClO使粘胶重量损失而造成的试验误差。如毛/粘织物就可以用75%的硫酸溶液来溶解粘胶剩余毛。
3.3 若选用NaClO进行试验，可以考虑加入HCl以降低NaClO溶液的碱度，使其对粘胶纤维不产生影响。
参考文献
[1] 刘锦瑞，张向丽，高友军，赵素敏.染色莱赛尔/粘胶混纺产品的定量分析[J].印染，2017，43（02）：46-49.
[2] 王玉东.羊毛含量对毛/粘混纺产品定量分析结果的影响[J].毛纺科技，2016，44（11）：55-59.
[3] 喻杰，汪步海，张西志，曹文淼.苦参碱对放射性肺炎转化生长因子β_1表达水平影响的研究[J].云南医药，2013，34（06）：464-468.
[4] 冯爱芬，张永久.影响竹浆纤维针织物起毛起球性的因素[J].纺织学报，2011，32（09）：53-58.