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大豆、牛奶纖維定性定量方法探討

嘉峪檢測網        2015-11-06 08:26

  摘要:

  通過顯微鏡法、燃燒法以及化學溶解法,對大豆、牛奶纖維的鑒別進行了研究,并且對大豆、牛奶纖維與其他纖維混紡的織物進行了含量分析。

  關鍵詞:大豆纖維;牛奶纖維;定性;含量分析

  隨著生活水平不斷提高,人們對服裝的要求已不單單是遮體、保暖了,同時對服裝的塑身、保健等性能提出了更高的要求。天然纖維憑借著良好的透氣性、保暖性等優異的服用性能在紡織行業占有較大的比重,但棉花的種植需要占用大片土地、水和化肥等資源,種植、地域條件受到限制,產量已經不能滿足當前需要。而像聚酯纖維、腈綸類化學纖維的生產要依賴于石油副產品,隨著石油的漸趨“枯竭”,合成纖維的發展也受到了一定的限制。所以人類需要考慮將來用更節約的方式生產面料和紡織品,于是進一步發展再生纖維又有了更高的呼聲[1]。特別是其中的再生蛋白纖維,以其柔軟的手感、優雅的光澤、良好的吸濕性等,越來越受到人們的重視。

  牛奶蛋白復合纖維和大豆蛋白復合纖維就是再生蛋白纖維中具有代表性的兩種纖維。牛奶蛋白復合纖維是一種新型蛋白質纖維,它是將液態牛奶去水和脫脂提取的酪蛋白與乙烯醇或丙烯腈等共聚或共混后,通過濕法紡絲及高科技處理而制成的一種纖維[2]。大豆纖維是從大豆粕中提取蛋白質與高聚物為原料,采用生物工程等高新技術處理,經濕法紡絲而成的新型纖維。大豆蛋白單絲有著羊絨般的柔軟手感,蠶絲般的柔和光澤,棉的保暖性和良好的親膚性等優良性能,還有明顯的抑菌功能。

  1 定性分析

  本文試驗所選取的樣品為大豆蛋白復合纖維、牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維(以下簡稱大豆纖維、牛奶纖維)。

  1.1 外觀

  牛奶纖維外觀呈乳白色,有著真絲般柔和的光澤和滑爽的手感;

  大豆纖維呈米黃色,表面光滑、光澤柔和、手感柔軟。

  1.2 顯微鏡法

  1.2.1 試驗儀器及工具

  電子顯微鏡、哈氏切片器、刀片、撥針、載玻片、蓋玻片等。

  1.2.2 試驗試劑

  液體石蠟。

  1.2.3 試驗方法

  1.2.3.1 縱截面觀察

  將纖維置于載玻片上,用撥針將其撥散,滴適量的液體石蠟固定,蓋上蓋玻片,將制好的片子放在顯微鏡的載物臺上,調節焦距,觀察纖維形態,記錄試樣截面特征(見圖1和圖2)。

  1.2.3.2 橫截面觀察

  用哈氏切片器做好待測纖維的橫截面試樣,滴適量的液體石蠟固定,蓋上蓋玻片,置于顯微鏡的載物臺上,調節焦距,觀察纖維形態,記錄試樣截面特征(見圖3和圖4)。

  通過顯微鏡觀察大豆纖維縱向表面粗糙,布滿不規則的短條紋,橫截面呈啞鈴形或腰圓形[3];牛奶纖維縱向表面光滑,有的有不明顯的條紋,橫截面呈近圓形[4]。

  1.3 燃燒法

  1.3.1 試驗儀器及工具

  酒精燈、鑷子、放大鏡、培養皿、剪刀、打火機等。

  1.3.2 試驗方法

  點燃酒精燈,將纖維用手捻成細束,用鑷子夾住試樣,徐徐靠近火源。觀察纖維的燃燒特征,并做好記錄(記錄包括纖維靠近火焰時的狀態;纖維進入火焰中的狀態;燃燒時的氣味;纖維離開火焰時的狀態;燃燒剩余物狀態),大豆、牛奶纖維燃燒狀態見表1。

  1.4 化學溶解法

  1.4.1 試驗儀器及工具

  恒溫烘箱、恒溫水浴鍋、分析天平、鑷子、玻璃棒、燒杯、電加熱爐等。

  1.4.2 在化學試劑中的溶解情況

  大豆、牛奶纖維在試劑中的溶解情況見表2。

  1.4.3 試驗方法

  將約100mg的試樣撕成纖維束,置于燒杯中,加入50mL試劑。在常溫下,用玻璃棒攪拌,觀察溶液對試樣的溶解現象。對于常溫狀態難溶的情況,需要進行煮沸試驗,并用玻璃棒攪拌。記錄試樣在各種溶劑及條件下的溶解情況[5],溶解試驗現象見表3。(注:試樣應在通風櫥中進行,因為很多溶劑揮發性強,并且有毒,加熱時不得使用明火,注意防火安全,因為很多溶劑是可燃的。)

  由于大豆蛋白復合纖維、牛奶蛋白復合纖維兩種纖維同屬再生蛋白纖維,因此化學性質較為相近,針對相同的溶劑所表現的效果也有大部分是相同的,但也有部分溶液在特定條件下可以將其區分。在煮沸的前提下以下溶劑可以有效區分大豆、牛奶纖維。

  以30%氫氧化鈉溶液為例對牛奶纖維與其他纖維混紡產品進行快速鑒別,將牛奶纖維/棉混紡的樣品拆散,放入沸騰的30%氫氧化鈉溶液中。可以觀察到纖維的顏色由淡黃色變為血紅色,隨后顏色逐漸變淺,變為無色,變化過程見圖5。大豆纖維與腈綸沒有出現上述的顏色變換過程。

  2 定量分析

  大豆纖維與棉、麻、粘纖、莫代爾纖維、腈綸、聚酯纖維、萊賽爾纖維等混紡時含量測定方法:

  用1mol/L次氯酸鈉溶液(常溫振蕩30min)將大豆蛋白復合纖維中的大豆蛋白從已知干燥質量的試樣中溶解去除,然后用20%鹽酸溶液(常溫振蕩30min)把大豆蛋白復合纖維中的剩余部分(聚乙烯醇縮甲醛)溶解去除,收集殘留物,清洗、烘干和稱重,結合修正系數計算各組分含量[6]。

  其中棉的修正系數取1.04;粘纖、萊賽爾纖維和莫代爾纖維的修正系數取1.01。牛奶纖維與棉、麻、粘纖、莫代爾纖維、錦綸、聚酯纖維、萊賽爾纖維等混紡時含量測定方法:

  用1mol/L次氯酸鈉溶液(常溫振蕩40min)將牛奶纖維改性聚丙烯腈纖維中的牛奶蛋白從已知干燥質量的試樣中溶解去除,然后用50%硫氰酸鈉溶液(75℃恒溫水浴振蕩30min)把牛奶纖維改性聚丙烯腈纖維中的剩余部分(聚丙烯腈)溶解去除,收集殘留物,清洗、烘干和稱重,結合修正系數計算各組分含量[7]。

  其中棉、錦綸的修正系數取1.01;萊賽爾纖維的修正系數取1.02;粘膠的修正系數取1.07。

  3 總結與分析

  1)通過顯微鏡觀察大豆纖維及牛奶纖維橫縱截面,根據不同的結構形態可以對其進行鑒別。

  2)采用燃燒法對大豆、牛奶纖維進行鑒別時,燃燒狀態與殘留物特征基本一致,可以從燃燒時的氣味進行判別,牛奶纖維是典型的燒毛發味道,而大豆纖維是一種特殊的氣味。

  3)通過化學溶解法對大豆蛋白復合纖維、牛奶蛋白復合纖維進行鑒別時,可以在煮沸的條件下,使用30%氫氧化鈉、5%氫氧化鈉、40%硫酸、75%氯化鋅、15%鹽酸試劑進行鑒別。

  4)在進行定量分析時,可以首先通過次氯酸鈉將大豆、牛奶纖維中的蛋白成分去除,然后再使用20%鹽酸或硫氰酸鈉溶液將蛋白纖維的載體(聚乙烯醇縮甲醛、聚丙烯腈)去除,結合溶解修正系數計算出各組分含量。

  參考文獻:

  [1]阮超明,廖幗英.再生蛋白纖維的發展歷史與現狀[J].中國纖檢,2010, 8(上):84-86.

  [2]阮超明,俞建勇,王妮.牛奶蛋白纖維的組成與結構研究[J].西安工程大學學報, 2008,22(1): 8-9.

  [3]韓光亭.大豆蛋白纖維性能分析研究[J].紡織學報,2002,23(5):45.

  [4]楊志敏.梁海保等新型紡織纖維的鑒別與定量分析(二) [J].產業用紡織品,2011(3):35-37 .

  [5] SN/T 1901—2007七種紡織纖維的系列鑒別方法[S].

  [6] FZ/T 01102—2009紡織品大豆蛋白復合纖維混紡產品定量化學分析方法[S].

  [7]FZ/T 01103—2009紡織品牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維混紡產品定量化學分析方法[S].

  (作者單位:北京市紡織纖維檢驗所,國家紡織及皮革制品監督檢驗中心)文/樊微 李添琦

 

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來源:中國纖檢

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