一種蠶絲接枝率的檢測方法
【技術領域】：
[0001] 本發明涉及一種檢測方法，具體是指一種蠶絲接枝率的檢測方法。 技術背景：
[0002] 真絲織物特有的光澤、手感和吸濕透氣性能，使其成為高檔的服裝面料。然而蠶絲 經過精練后，質量要減少約25%，纖維直徑變細，絲之間的空隙增大，致使織物變薄、變軟、 容易起毛、起皺、沒有身骨，缺乏挺括感，且當真絲纖維用于織造領帶、襯里布、編帶等時，其 柔軟輕盈的性能又使織物缺乏懸垂性及厚重感，褶皺回復性也較差。因為這些缺點的存在 使得蠶絲織物的消費需求受到了限制，所以很有必要通過提高蠶絲的各方面性能來滿足消 費者的需求。因此，對蠶絲纖維進行增重加工以改善其性能的研究一直是熱門課題，常規的 化學增重有錫增重、丹寧增重及絲素蛋白增重等工藝技術。八十年代初，乙烯類單體接枝增 重開始被應用于生絲，特別是一些色織物、領帶綢等絲綢品用生絲線的增重。接枝增重是指 通過接枝的方法，使接枝劑與絲纖維發生共聚反應而增加質量，使加工的絲綢產品獲得增 厚增密的效果，具有厚實和豐滿的手感。接枝反應中，蠶絲大分子主鏈并未被破壞，聚合物 作為側鏈通過共價鍵與蠶絲纖維鏈接，分布于纖維大分子結構中，因此不僅可以保留蠶絲 的固有特性，而且接枝聚合物的理化特性還可用于改善蠶絲的應用性能，并為其帶來豐富 和持久的功能。
[0003] 各種乙烯類單體，如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羥乙酯和甲基丙烯酰胺 都在工業中得到應用。而甲基丙烯酰胺是其中最適宜的蠶絲接枝單體。盡管這種單體的高 接枝率，很可能要損傷蠶絲織物的手感，但采用這種單體接枝的蠶絲，其質量問題比其它單 體接枝的蠶絲為少。此外，甲基丙烯酰胺接枝絲還能在一定程度上提高織造效率。為此，甲 基丙烯酰胺仍被當作領帶和其它色織絲線的接枝單體而繼續使用。
[0004] 蠶絲經過化學單體接枝后，其化學成分除了天然的絲素蛋白質以外，還包含不同 含量的化學接枝聚合物，其物化性能、服用性能與染色性能都隨之有所改變，蠶絲原料的市 場價格因化學單體聚合物的介入而有所降低。接枝程度不同，其接枝蠶絲的綜合性能和成 本價格也有所不同。當前，在實際生產加工和研究過程中，常用接枝率這一指標來反映蠶絲 接枝程度的大小。
[0005] 目前，對于蠶絲接枝率的檢測，主要是采用稱重法，由生產者來完成，通過對接枝 前后的蠶絲進行精確稱重來實現，如式1所示：
[0006]
[0007] 式1中％為接枝前的蠶絲絕對重量，W2為接枝增重后的蠶絲絕對重量。
[0008] 但是上述測試方法具有一定的局限性：
[0009] (1)只能由生產者來進行檢測，由于是采用稱重法計算接枝率，因此，只能適用于 蠶絲接枝加工的前后，且其檢測結果依賴于能否準確稱得蠶絲接枝前后重量。
[0010] (2)對于接枝蠶絲的應用者和消費者而言，其獲得是已經完成接枝后的產品，因 此，無法采用上述稱重法對產品的接枝率進行鑒別與質量檢定，而對于蠶絲應用企業和消 費者來說，了解和鑒別蠶絲的接枝程度，目前是非常重要和迫切的。
【發明內容】
：
[0011] 針對上述問題，本發明的目的是在于提供一種蠶絲接枝率的檢測方法，根據該檢 測方法，生產者和消費者均可以準確地檢測蠶絲接枝率。
[0012] 本發明采取的技術方案如下：
[0013] -種蠶絲接枝率的測試方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0014] (1)、對待檢的接枝蠶絲進行熱重分析，獲得DTG曲線，然后對DTG曲線進行分峰擬 合處理，并分別計算峰位處在275-295°C和320-330°C溫度范圍內的峰面積，分別標記為Si 和S2;
[0015](2)、根據式2所示公式計算待檢接枝蠶絲的接枝率；
[0016]
[0017] 前述的測試方法中：
[0018] 所述的熱重分析，其步驟如下：將測試樣品即接枝蠶絲剪碎，取樣4_5mg，置于熱 重差熱綜合熱分析儀中，30°C起始升溫，升溫速率控制在20°C/min，至700°C結束，分別獲 得TG、DTG和DTA這三條曲線和數據。
[0019] 優選的，采用Origin軟件或XPS軟件（XPSPEAK4. 1)對DTG曲線進行分峰擬合處 理；
[0020] 所述的分峰擬合處理，其規則如下：
[0021] 當DTG曲線中275-295°C之間的峰尚未凸起形成鋸齒狀時，采用Origin軟件進行 分峰擬合能獲得較好的擬合效果，并且在320-330°C范圍內的峰需要分兩個峰，其中一峰包 含在另一峰中，如果交叉相疊就會引起較大的誤差；
[0022] 當275-295°C之間的峰凸起形成小的鋸齒狀時，采用Origin軟件進行分峰擬合， 且在320-330°C范圍內的峰以單峰擬合，顯得較為簡便準確；
[0023] 當275-295°C之間的峰凸起已形成較大的鋸齒狀時，采用Origin軟件或XPS軟件 (XPSPEAK4. 1)進行分峰擬合，且在275-295°C之間的峰需要以雙峰擬合，其中一峰包含在 另一峰中，才會有較好的擬合效果；
[0024] 無論是采用Origin軟件或XPS軟件（XPSPEAK4. 1)進行分峰擬合，以Gaussian 方法進行分峰能獲得較好的擬合效果。
[0025] 優選的，本發明采用熱重差熱綜合熱分析儀對甲基丙烯酰胺接枝蠶絲進行測試分 析，獲得DTG曲線，采用件Origin軟件或XPS軟件（XPSPEAK4. 1)對DTG曲線進行分峰擬 合處理，分別計算峰位處在275-295°C和320-330°C溫度范圍內的峰面積，表示為SJPS2， 將這兩個峰面積進行相比（S/SJ，獲得這兩個峰面積之商，表示為Q。對于每個測試樣，采 樣4-5次，重復上述操作步驟，分別獲得Qi、Q2、Q3、Q4、Q5，對上述峰面積之商值進行平均，按 式3計算得到接枝率M。
[0026]
[0027] 本發明的工作原理如下：
[0028] 本發明通過研究，尋找出了接枝率與熱重DTG性能之間的對應關系，從而可以對 接枝蠶絲接枝率進行測試并進行定量分析：
[0029] 發明者對接枝蠶絲進行熱重分析時，并與未接枝蠶絲的DTG曲線對比，經過數學 軟件的分峰處理分析，發現接枝蠶絲的DTG曲線在275-295°C之間產生了一個新的失重峰， 且隨著接枝率的增加，此峰的面積越來越大，峰位置逐漸向高溫移動，而發生在320-330°C 范圍內的失重峰隨之減小。說明在275-295°C之間產生的新峰是接枝聚合物失重所造成，而 原有的在320-330°C范圍內的失重峰是蠶絲纖維本身失重的峰。通過進一步研究發現，DTG 曲線的峰面積正比于失重量，通過計算這兩個峰的面積，分別表示為SJPS2，可以獲得接枝 聚合物和蠶絲纖維之間的質量關系，從而能夠算出其接枝率，如下式4所示：
[0030]
[0031] 從式4可知，接枝率與兩峰面積之比值成線性函數關系，而式中的系數K可以通過 測定一系列具有不同接枝率的蠶絲樣品來獲知。
[0032] 優選的，式4中的系數K為0. 995-1. 005,特別優選為1. 00404,即當K值為1. 00404 時，蠶絲接枝率計算如式5所示：
[0033]
[0034] 本發明所稱的熱重分析是指在程序控制溫度下測量待測樣品的質量與溫度變化 關系的一種熱分析技術，用來研究材料的熱穩定性和組份。微商熱重分析又稱導數熱重分 析（DerivativeThermogravimetry，簡稱DTG)，它是TG曲線對溫度（或時間）的一階導數。 以物質的質量變化速率（dm/dt)對溫度T(或時間t)作圖，即得DTG曲線。DTG曲線的峰面 積正比于失重量，可用于計算失重量。
[0035] 本發明所稱的接枝增重是指通過接枝的方法，使接枝劑與絲纖維發生共聚反應而 增加質量。接枝反應中，蠶絲大分子主鏈并未被破壞，聚合物作為側鏈通過共價鍵與蠶絲纖 維鏈接，分布于纖維大分子結構中，因此不僅可以保留蠶絲的固有特性，而且接枝聚合物的 理化特性也得到了顯現。
[0036] 本發明的有益效果如下：
[0037] 本發明通過對具有不同接枝率的甲基丙烯酰胺接枝蠶絲進行熱重分析，并采用數 學軟件對DTG曲線進行分峰處理和數學分析，揭示了接枝率與熱重DTG性能之間的對應關 系，形成了一種甲基丙烯酰胺接枝蠶絲接枝率的定量分析方法。根據該測試方法，一方面便 于蠶絲接枝加工企業對產品質量進行控制，另一方面，對于蠶絲應用與消費者而言，可以方 便地進行產品質量檢定、成分鑒別和成本核算，從而填補了行業空白。
[0038] 以下結合附圖和【具體實施方式】對比本發明做進一步描述。
【附圖說明】：
[0039] 圖1為蠶絲DTG曲線與Origin軟件分峰擬合（未接枝）；
[0040] 圖2為蠶絲DTG曲線與Origin軟件分峰擬合（接枝率為7. 23% );
[0041] 圖3為蠶絲DTG曲線與Origin軟件分峰擬合（接枝率為10. 89% );
[0042] 圖4為蠶絲DTG曲線與Origin軟件分峰擬合（接枝率為14. 40% );
[0043] 圖5為蠶絲DTG曲線與Origin軟件分峰擬合（接枝率為20. 88% );
[0044] 圖6為蠶絲DTG曲線與Origin軟件分峰擬合（接枝率為28. 78% );
[0045] 圖7為蠶絲DTG曲線與Origin軟件分峰擬合（接枝率為34. 68% );
[0046] 圖8為蠶絲DTG曲線與Origin軟件分峰擬合（接枝率為41. 60% );
[0047] 圖9為蠶絲DTG曲線與Origin軟件分峰擬合（接枝率為49. 09% );
[0048] 圖10為蠶絲DTG曲線與Origin軟件分峰擬合（接枝率為66. 53% );
[0049] 圖11為蠶絲的DTG曲線與XPS軟件分峰擬合（接枝率為70. 69% );
[0050] 圖12為蠶絲DTG曲線與Origin軟件分峰擬合（接枝率為77. 83% );
[0051] 圖13為蠶絲的DTG曲線與XPS軟件分峰擬合（接枝率為81. 76% );
[0052] 圖14為蠶絲的DTG曲線與XPS軟件分峰擬合（接枝率為86. 60% );
[0053] 圖15蠶絲DTG曲線與Origin軟件分峰擬合（接枝率為92. 35% );
[0054] 圖16為蠶絲的DTG曲線與XPS軟件分峰擬合（接枝率為96. 28% );
[0055] 圖17為蠶絲的DTG曲線與XPS軟件分峰擬合（接枝率為104. 17% );
[0056] 圖18為蠶絲DTG曲線與Origin軟件分峰擬合（接枝率為108. 42% );
[0057] 圖19為蠶絲的DTG曲線與XPS軟件分峰擬合（接枝率為116. 89% );
[0058] 圖20為蠶絲的DTG曲線與XPS軟件分峰擬合（接枝率為136. 74% );
[0059] 圖21為接枝率與峰面積比值的數據擬合；
[0060] 圖22-1為實施例2的DTG曲線與Origin軟件分峰擬合（第一次檢測）；
[0061] 圖22-2為實施例2的DTG曲線與Origin軟件分峰擬合（第二