紡織品在生產(chǎn)、運(yùn)輸、服用過程中，盡管采用現(xiàn)代工藝程序控制、最優(yōu)化工藝和質(zhì)量控制，紡織品損傷還是不可避免的．有些損傷往往是由固定原因造成的，如果不及時(shí)找出損傷產(chǎn)生的原因并進(jìn)行控制，就會(huì)使紡織品生產(chǎn)者蒙受巨大的損失．本文在搜集大量資料并整合的基礎(chǔ)上，列舉數(shù)種不同的化學(xué)分析方法對棉損傷的原因進(jìn)行分析．
1損傷的表現(xiàn)形式
在評價(jià)紡織品質(zhì)量時(shí)，人們經(jīng)常使用損傷和瑕疵兩個(gè)概念．瑕疵是使商品低于使用價(jià)值的缺陷，是與商品要求之間的任意偏差．織物損傷比瑕疵嚴(yán)重，包括機(jī)械、熱、化學(xué)、生物等損傷，是織物在織造、染色、后整理、成衣加工、運(yùn)輸、使用過程中造成的強(qiáng)力下降、磨損、斷裂、空洞等嚴(yán)重瑕疵．有些損傷很明顯，肉眼就很容易識別．而另一些損傷是潛在或隱藏的，需要用特殊的方法仔細(xì)檢查或待將來察覺，通常后者是質(zhì)保的原因．
2化學(xué)分析法
2．1損傷程度的測定
2．1．1粘度法測定聚合度
許多類型的損傷如化學(xué)、熱、光、生物損傷或其他類型的機(jī)械損傷都會(huì)使聚合物鏈斷裂，發(fā)生降解反應(yīng)．因此，通過測量平均聚合度(DP)可評價(jià)損傷程度．如Eisenhut[1]根據(jù)平均聚合度DP的降低定義了損傷因數(shù)，用于測試?yán)w維素纖維的損傷程度：s=log[(2000／P1)一(2000／P2)+1]／log2，式中P1為損傷前DP值；P2為損傷后DP值．
聚合度可用粘度法測定，以飽和氫氧化銅的乙二胺溶液(CED)為溶劑，通過測定溶劑和一定濃度的纖維素-溶劑在粘度計(jì)毛細(xì)管中的流出時(shí)間，利用Martin公式計(jì)算出試樣特性粘數(shù){[η]=K(DP·M0)∝“，式中，K為比例常數(shù)；僅為與分子形狀有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)；M0為結(jié)構(gòu)單元的分子質(zhì)量；DP為平均聚合度}后，由Mark方程計(jì)算纖維素的聚合度．漂白后s<O.5表示損傷程度不大，可以被接受J>0.75表示損傷嚴(yán)重．對于輕微的損傷，如果對紡織品的質(zhì)量影響不大，人們往往忽視．但如果損傷嚴(yán)重，必須找出產(chǎn)生損傷的真正原因．測試聚合度法的優(yōu)點(diǎn)是可對損傷進(jìn)行定量評價(jià)，但是不能測試損傷原因．
2．1．2棉的針頭反應(yīng)
通過顯微鏡可快速測試棉的化學(xué)損傷并估計(jì)損傷的程度．用鋒利的尖刀或刀片將測試?yán)w維切割成大約1mm的碎片，然后放到含15％氫氧化鈉的載玻片上，用蓋玻片加蓋2—3min，最后測試在切割末端形成的針尖．在未損傷棉中初生胞壁完整無缺，因此，次生胞壁內(nèi)的纖維在氫氧化鈉溶液中劇烈溶脹，纖維在切割末端緊壓形成針尖狀．化學(xué)損傷纖維由于初生胞壁受到破壞，纖維可以無限溶脹，因此，不能形成針尖狀．經(jīng)過交聯(lián)免燙整理的棉只發(fā)生稍微溶脹，不能形成針尖，據(jù)此可知纖維受到較大的化學(xué)損傷．針尖反應(yīng)適合于棉纖維的各個(gè)加工和整理階段，但是對亞麻或苧麻則不適用．[2]174-17590％以上的纖維素交聯(lián)劑含有甲醛，因而可用鉻變酸測試織物上的甲醛來進(jìn)一步驗(yàn)證針尖反應(yīng)的準(zhǔn)確性：少量纖維在1～2mL 72％的硫酸中加熱到最高溫度（100℃)，其中100mL硫酸溶液中含10g鉻變酸．如果l～2min后有紅紫色形成則表示有甲醛存在．針頭反應(yīng)與棉損傷的關(guān)系見表1．
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2．2損傷原因的測定
2．2．1用Fehling溶液測試酸損傷
纖維素纖維對酸敏感，因此極易受免燙整理中的酸催化劑、纖維素纖維和羊毛混紡染色中的酸劑影響，發(fā)生酸損傷．用硫化染料對纖維素染色(儲存時(shí)產(chǎn)生硫酸使纖維素?cái)嗔?時(shí)，由于纖維素纖維與免燙整理劑結(jié)合，在游泳池水中或含氯漂白劑的清潔劑中都可能造成纖維素纖維酸損傷(形成氯胺，然后分解為鹽酸和氧氣)．在酸的作用下，纖維素鏈l，4-糖苷鍵水解斷裂，形成分子鏈較短、具有更多末端基團(tuán)的水解纖維素，鏈末端形成環(huán)狀半縮醛(與開鏈的醛數(shù)量相同)．此化學(xué)損傷測試方法的原理為酸損傷斷裂后形成更高濃度的醛基．
Fehling溶液的配制：等量混合A和B溶液(A為6％硫酸銅溶液，B為20g酒石酸鉀鈉、10g氫氧化鈉和100mL蒸餾水的混合溶液)，然后用等量蒸餾水稀釋，待用．去脂和皂煮過的試樣在新配制的Fehling溶液中沸煮5rain，期間不斷用玻璃棒攪拌液體并始終保持試樣在液面下，防止與空氣接觸．如果操作不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生干擾顏色(綠色)．然后用水和稀釋醋酸清洗試樣，如果出現(xiàn)紅色氧化銅沉淀則證明樣品發(fā)生了酸損傷．原理是氧化還原反應(yīng)期間纖維素鏈的醛基氧化生成羧基，二價(jià)銅還原生成一價(jià)銅．另外，須與未發(fā)生損傷的試樣進(jìn)行比較試驗(yàn)，因?yàn)槲磽p傷試樣在此測試試驗(yàn)中也產(chǎn)生輕微的紅色(部分醛基可能已被空氣中的氧氣氧化)，只有產(chǎn)生明顯的紅色才代表產(chǎn)生了酸損傷．
2．2．2 Oxycarmine氧化損傷測試
當(dāng)纖維素纖維用過氧化氫氧化漂白時(shí)極易發(fā)生催化氧化降解損傷．在氧漂過程中，重金屬離子通常發(fā)生催化過氧化氫生成過氧自由基的有害降解反應(yīng)．過氧化氫漂白時(shí)，少量金屬就足以導(dǎo)致嚴(yán)重的催化損傷，損傷的標(biāo)志是強(qiáng)力明顯降低甚至形成孔洞，但是即使在孔洞的邊緣也很難發(fā)現(xiàn)離子的痕跡．
氧化損傷纖維素即氧化纖維素的特征是聚合物鏈的降解斷裂，羧基增加．羧基來源：(1)鏈末端醛基氧化生成羧基，類似于水解纖維素；(2)纖維素葡萄糖結(jié)構(gòu)單元中C-6的伯醇基氧化成羧基，這也是羧基的主要來源．這些伯醇基很易經(jīng)醛基形式氧化成羧基．較強(qiáng)氧化條件下，C-2、C-3的仲醇基也可氧化生成酮結(jié)構(gòu)，如果此時(shí)C-2、C-3之間鍵斷裂同樣可生成羧基．這些大量分布在纖維素分子中的羧基是化學(xué)法測試紡織品氧化損傷的依據(jù)，通常這種測試方法比Fehling溶液測試酸損傷的方法靈敏、準(zhǔn)確，因?yàn)楹笳咧粶y試末端基團(tuán)．氧化羧基可以通過鹽式鍵與堿性染料結(jié)合，但是染料不能與未損傷纖維素結(jié)合．著名的測試實(shí)例是甲基藍(lán)著色試驗(yàn)：用0.1％甲基藍(lán)溶液著色，溶液低溫時(shí)染色20min，60～100℃時(shí)染色5min，然后徹底清洗．[2]脅175-176Oxycarmine著色試驗(yàn)靈敏度是甲基藍(lán)著色試驗(yàn)的4倍，而且前者對氧化纖維素測試效果尤其明顯。Oxycarmine方法中的測試染液必須為已貯存的2種成分現(xiàn)配溶液，而且只能使用一天，染色條件簡單．為了正確解釋產(chǎn)生的藍(lán)色現(xiàn)象，須將未損傷試樣和氧化損傷試樣進(jìn)行對比試驗(yàn)．
1損傷的表現(xiàn)形式
在評價(jià)紡織品質(zhì)量時(shí)，人們經(jīng)常使用損傷和瑕疵兩個(gè)概念．瑕疵是使商品低于使用價(jià)值的缺陷，是與商品要求之間的任意偏差．織物損傷比瑕疵嚴(yán)重，包括機(jī)械、熱、化學(xué)、生物等損傷，是織物在織造、染色、后整理、成衣加工、運(yùn)輸、使用過程中造成的強(qiáng)力下降、磨損、斷裂、空洞等嚴(yán)重瑕疵．有些損傷很明顯，肉眼就很容易識別．而另一些損傷是潛在或隱藏的，需要用特殊的方法仔細(xì)檢查或待將來察覺，通常后者是質(zhì)保的原因．
2化學(xué)分析法
2．1損傷程度的測定
2．1．1粘度法測定聚合度
許多類型的損傷如化學(xué)、熱、光、生物損傷或其他類型的機(jī)械損傷都會(huì)使聚合物鏈斷裂，發(fā)生降解反應(yīng)．因此，通過測量平均聚合度(DP)可評價(jià)損傷程度．如Eisenhut[1]根據(jù)平均聚合度DP的降低定義了損傷因數(shù)，用于測試?yán)w維素纖維的損傷程度：s=log[(2000／P1)一(2000／P2)+1]／log2，式中P1為損傷前DP值；P2為損傷后DP值．
聚合度可用粘度法測定，以飽和氫氧化銅的乙二胺溶液(CED)為溶劑，通過測定溶劑和一定濃度的纖維素-溶劑在粘度計(jì)毛細(xì)管中的流出時(shí)間，利用Martin公式計(jì)算出試樣特性粘數(shù){[η]=K(DP·M0)∝“，式中，K為比例常數(shù)；僅為與分子形狀有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)；M0為結(jié)構(gòu)單元的分子質(zhì)量；DP為平均聚合度}后，由Mark方程計(jì)算纖維素的聚合度．漂白后s<O.5表示損傷程度不大，可以被接受J>0.75表示損傷嚴(yán)重．對于輕微的損傷，如果對紡織品的質(zhì)量影響不大，人們往往忽視．但如果損傷嚴(yán)重，必須找出產(chǎn)生損傷的真正原因．測試聚合度法的優(yōu)點(diǎn)是可對損傷進(jìn)行定量評價(jià)，但是不能測試損傷原因．
2．1．2棉的針頭反應(yīng)
通過顯微鏡可快速測試棉的化學(xué)損傷并估計(jì)損傷的程度．用鋒利的尖刀或刀片將測試?yán)w維切割成大約1mm的碎片，然后放到含15％氫氧化鈉的載玻片上，用蓋玻片加蓋2—3min，最后測試在切割末端形成的針尖．在未損傷棉中初生胞壁完整無缺，因此，次生胞壁內(nèi)的纖維在氫氧化鈉溶液中劇烈溶脹，纖維在切割末端緊壓形成針尖狀．化學(xué)損傷纖維由于初生胞壁受到破壞，纖維可以無限溶脹，因此，不能形成針尖狀．經(jīng)過交聯(lián)免燙整理的棉只發(fā)生稍微溶脹，不能形成針尖，據(jù)此可知纖維受到較大的化學(xué)損傷．針尖反應(yīng)適合于棉纖維的各個(gè)加工和整理階段，但是對亞麻或苧麻則不適用．[2]174-17590％以上的纖維素交聯(lián)劑含有甲醛，因而可用鉻變酸測試織物上的甲醛來進(jìn)一步驗(yàn)證針尖反應(yīng)的準(zhǔn)確性：少量纖維在1～2mL 72％的硫酸中加熱到最高溫度（100℃)，其中100mL硫酸溶液中含10g鉻變酸．如果l～2min后有紅紫色形成則表示有甲醛存在．針頭反應(yīng)與棉損傷的關(guān)系見表1．
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2．2損傷原因的測定
2．2．1用Fehling溶液測試酸損傷
纖維素纖維對酸敏感，因此極易受免燙整理中的酸催化劑、纖維素纖維和羊毛混紡染色中的酸劑影響，發(fā)生酸損傷．用硫化染料對纖維素染色(儲存時(shí)產(chǎn)生硫酸使纖維素?cái)嗔?時(shí)，由于纖維素纖維與免燙整理劑結(jié)合，在游泳池水中或含氯漂白劑的清潔劑中都可能造成纖維素纖維酸損傷(形成氯胺，然后分解為鹽酸和氧氣)．在酸的作用下，纖維素鏈l，4-糖苷鍵水解斷裂，形成分子鏈較短、具有更多末端基團(tuán)的水解纖維素，鏈末端形成環(huán)狀半縮醛(與開鏈的醛數(shù)量相同)．此化學(xué)損傷測試方法的原理為酸損傷斷裂后形成更高濃度的醛基．
Fehling溶液的配制：等量混合A和B溶液(A為6％硫酸銅溶液，B為20g酒石酸鉀鈉、10g氫氧化鈉和100mL蒸餾水的混合溶液)，然后用等量蒸餾水稀釋，待用．去脂和皂煮過的試樣在新配制的Fehling溶液中沸煮5rain，期間不斷用玻璃棒攪拌液體并始終保持試樣在液面下，防止與空氣接觸．如果操作不當(dāng)，會(huì)產(chǎn)生干擾顏色(綠色)．然后用水和稀釋醋酸清洗試樣，如果出現(xiàn)紅色氧化銅沉淀則證明樣品發(fā)生了酸損傷．原理是氧化還原反應(yīng)期間纖維素鏈的醛基氧化生成羧基，二價(jià)銅還原生成一價(jià)銅．另外，須與未發(fā)生損傷的試樣進(jìn)行比較試驗(yàn)，因?yàn)槲磽p傷試樣在此測試試驗(yàn)中也產(chǎn)生輕微的紅色(部分醛基可能已被空氣中的氧氣氧化)，只有產(chǎn)生明顯的紅色才代表產(chǎn)生了酸損傷．
2．2．2 Oxycarmine氧化損傷測試
當(dāng)纖維素纖維用過氧化氫氧化漂白時(shí)極易發(fā)生催化氧化降解損傷．在氧漂過程中，重金屬離子通常發(fā)生催化過氧化氫生成過氧自由基的有害降解反應(yīng)．過氧化氫漂白時(shí)，少量金屬就足以導(dǎo)致嚴(yán)重的催化損傷，損傷的標(biāo)志是強(qiáng)力明顯降低甚至形成孔洞，但是即使在孔洞的邊緣也很難發(fā)現(xiàn)離子的痕跡．
氧化損傷纖維素即氧化纖維素的特征是聚合物鏈的降解斷裂，羧基增加．羧基來源：(1)鏈末端醛基氧化生成羧基，類似于水解纖維素；(2)纖維素葡萄糖結(jié)構(gòu)單元中C-6的伯醇基氧化成羧基，這也是羧基的主要來源．這些伯醇基很易經(jīng)醛基形式氧化成羧基．較強(qiáng)氧化條件下，C-2、C-3的仲醇基也可氧化生成酮結(jié)構(gòu)，如果此時(shí)C-2、C-3之間鍵斷裂同樣可生成羧基．這些大量分布在纖維素分子中的羧基是化學(xué)法測試紡織品氧化損傷的依據(jù)，通常這種測試方法比Fehling溶液測試酸損傷的方法靈敏、準(zhǔn)確，因?yàn)楹笳咧粶y試末端基團(tuán)．氧化羧基可以通過鹽式鍵與堿性染料結(jié)合，但是染料不能與未損傷纖維素結(jié)合．著名的測試實(shí)例是甲基藍(lán)著色試驗(yàn)：用0.1％甲基藍(lán)溶液著色，溶液低溫時(shí)染色20min，60～100℃時(shí)染色5min，然后徹底清洗．[2]脅175-176Oxycarmine著色試驗(yàn)靈敏度是甲基藍(lán)著色試驗(yàn)的4倍，而且前者對氧化纖維素測試效果尤其明顯。Oxycarmine方法中的測試染液必須為已貯存的2種成分現(xiàn)配溶液，而且只能使用一天，染色條件簡單．為了正確解釋產(chǎn)生的藍(lán)色現(xiàn)象，須將未損傷試樣和氧化損傷試樣進(jìn)行對比試驗(yàn)．
