不锈钢纤维混纺防辐射面料是一种由不锈钢纤维与涤纶、棉等其他普通纤维混纺而成的面料[1],目前这种面料广泛应用于防电磁辐射孕妇装和职业装。由于目前还没有统一的测试方法测试这种面料的成分含量,导致市场上此类产品的成分标识弄虚作假严重,因此有必要研究适合这种面料的成分含量测试方法。
由于不锈钢纤维与酸及处于一定条件下的碱会发生反应,因此不能采用常规的化学酸碱溶解法。本文以棉/不锈钢纤维混纺面料为对象,研究采用燃烧法测试这种面料的成分含量。
1可行性试验分析
普通的纺织纤维一般都为可燃物,而不锈钢纤维不可燃,因此考虑用燃烧法对这种面料进行测试。取若干棉/不锈钢纤维混纺纱进行充分燃烧,洗涤后残余物的500倍显微照片(三维视频显微镜KH-1000)如图1所示。
图1棉/不锈钢纤维混纺纱充分燃烧后的残余物
由图可见,纱线经充分燃烧后,棉组分被去除,剩余不锈钢纤维,因此可采用燃烧法来测定棉/不锈钢纤维混纺防辐射面料的成分含量。
2测试影响因素分析
2.1不锈钢纤维质量变化及修正系数的实验研究
由于混纺纱在燃烧后不锈钢纤维会氧化且有棉灰烬附着,因此有必要通过实验研究不同混合比例的棉/不锈钢纤维试样经燃烧后不锈钢纤维的质量变化情况,确定质量修正系数。
2.1.1试验仪器及材料
仪器:电子天平(精度:0.01g)、烘箱、烧杯、镊子等;
材料:单纤维直径为6μm的牌号为316L的不锈钢纤维组成的纤维束,棉纤维束。
2.1.2试验方法
1)取若干组定量的不锈钢纤维,用电子天平称干重M,分别与棉纤维按不同比例进行混合,制成小纤维束;
2)充分燃烧小纤维束并轻柔洗涤、烘干,冷却后称燃烧后的干重M1;
3)按公式(1)计算不锈钢纤维的质量修正系数K;
不同棉/不锈钢混合比例的纤维束燃烧前后质量变化及修正系数如表1所示。
表1不同棉/不锈钢混合比例的纤维束燃烧前后质量变化及修正系数
不锈钢纤维含量/% | 不锈钢纤维束燃烧前干重M/g | 不锈钢纤维束燃 | ?M=M1-M(g) | 修正系数K | 平均修正系数`K |
10 | 4.68 | 4.72 | 0.04 | 0.991 | 0.993 |
20 | 9.73 | 9.80 | 0.07 | 0.993 | |
30 | 8.88 | 8.95 | 0.03 | 0.992 | |
40 | 7.69 | 7.75 | 0.06 | 0.992 | |
50 | 3.10 | 3.12 | 0.02 | 0.993 | |
60 | 8.92 | 8.99 | 0.07 | 0.992 | |
70 | 5.58 | 5.63 | 0.05 | 0.991 | |
80 | 8.16 | 8.22 | 0.06 | 0.993 | |
90 | 6.76 | 6.83 | 0.07 | 0.990 | |
100 | 2.99 | 3.01 | 0.02 | 0.992 |
由上表可见:不锈钢纤维燃烧后的质量与燃烧前的质量差?M都大于0,说明在不同的棉/不锈钢纤维混合比例情况下,燃烧后剩余不锈钢纤维的质量与混合前相比都有增加;表中不同棉纤维混合比例情况下的10个K值都很接近,这说明不锈钢纤维的氧化现象及不同含量棉纤维燃烧后的灰烬附着情况对实验结果的影响程度接近,可考虑对不同混纺比例的纱都采用平均修正系数统一处理,减少修正工作量;此外,各组K值都在0.990以上,说明燃烧方法对质量变化影响很小,所以在一般测试精度要求下,可不对质量进行修正,但若需高精度测定,则可对质量进行修正,得到不锈钢纤维修正后质量M2,用M2进行含量计算。由表知`K值为0.993,质量修正计算式如公式(2)。
2.2不锈钢纤维存在状态的影响
棉/不锈钢纤维混纺纱直接燃烧后剩余的不锈钢纤维结构疏松,洗涤时易脱落,导致不锈钢纤维质量减小,因此有必要研究燃烧混纺纱和混纺面料两种情况下不锈钢纤维质量的差异。