专利名称：一种天然彩色棉的鉴别方法
技术领域：
本发明涉及一种天然彩色棉的鉴别方法。
背景技术：
天然彩色棉属于细绒棉系列，是一种含有天然色素的棉纤维品种。由于天然彩色棉制成的纺织品在加工中免去漂白、染色等工序，可确保纺织品不含有对人体有害或有过敏的染料和化学品；大大降低了纺织产品加工中污水的排放，具有绿色环保的特点；同时能源的消耗减少，印染加工成本降低，使产品的附加值提高，被称为新崛起的环保、绿色纺织品。
二十世纪九十年代以来，在以德国为代表的欧洲国家相继制定有关日用品生产和销售的环保法规，限制纺织品上使用那些对人体有害或有过敏的染料和助剂的大背景下，天然彩色棉作为环境友好材料正日益受到人们的重视。随着人们对天然彩色棉的认可，天然彩色棉产品在纺织品市场上越来越受欢迎。现有的天然彩色棉有棕、绿、红、黄、蓝、紫、灰等颜色，但真正大规模种植的有棕色和绿色两种。由于天然彩色棉产品的附加值高，有些生产商将染色棉冒充天然彩色棉，以天然彩色棉的高价销售普通染色棉产品，损害了消费者的利益，所以正确地鉴别这两种纤维非常必要。
目前鉴别天然彩色棉和染色棉有物理方法、化学方法等。物理方法例如2004年3月出版的《印染》杂志第6期中“彩色棉纤维中色素对微结构的影响”一文曾公开了天然白棉和天然彩色棉纤维的单元细胞尺寸相同，但是二者的结晶尺寸不同的技术内容。由X-射线衍射测定结果可知白棉纤维的结晶度为80.1％，高于天然彩色棉(绿棉为71.5％，棕棉为67.3％)。人工染色棉是由天然白棉染色而成。通过X-射线衍射方法测定结晶度的高低，可以间接鉴别天然彩色棉和染色棉，但操作较复杂，成本较高。
用化学方法虽然也可以鉴别彩色棉，例如中国专利03141472.9公开了一种鉴别天然绿色棉鉴别液的制备方法，但该鉴别液只能鉴别天然绿色棉，而不能鉴别其他颜色的天然彩色棉。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的缺陷，提供一种适用于多种天然彩色棉的鉴别方法。
本发明的天然彩色棉的鉴别方法是这样实现的。
本发明采用的技术方案是a.用由含铜13±0.5g/L、优选13±0.2g/L，氨氨150±3g/L、优选150±2g/L，葡萄糖1-3g/L、优选2g/L组成的铜氨溶液将彩色棉样品溶胀30-60秒、优选30秒；b.然后将上述步骤a中溶胀的彩色棉置于显微镜下观察其色素在纤维中分布，当在显微镜下观察到色素主要分布在螺旋状溶胀层时，则该彩色棉为天然彩色棉；如果在显微镜下观察到色素均匀分布在纤维上时，则该彩色棉为染色棉。所述的显微镜的放大倍数为100-800倍，优选400倍。
本发明的天然彩色棉的鉴别方法所依据的原理是天然彩色棉与其他棉纤维最大不同是纤维中含有色素，而且天然彩色棉色素在纤维中分布不同于天然白棉纤维通过染色方法引入色素的分布。用铜氨溶液溶胀天然白棉纤维后，在显微镜下可观察到白棉纤维特征为串珠状溶胀。因为白棉纤维用铜铵溶液处理时，由于次生胞壁1(即棉纤维的主体部分，在初生胞壁和胞腔之间，约占纤维总量的90％以上)中纤维素取向度高，横向溶胀剧烈；而初生胞壁(棉纤维最外层，厚约0.1-0.2μm)的主要成分是纤维素，其取向度低，不但不能和次生胞壁1发生同步溶胀，反而对次生胞壁1的溶胀有阻止作用。这样初生胞壁由于次生胞壁1的溶胀作用，在某些地方发生破裂和收缩。由于次生胞壁1在初生胞壁破裂处能发生剧烈的溶胀，而在初生胞壁集拢处受到抑制，所以，天然白棉在显微镜中观察到串珠状现象。参见附图1天然彩棉的的特点是其胞腔2(纤维的最内层)较大，彩棉色素主要分布在纤维的胞腔2内，少部分分布在次生胞壁1中。由于彩棉中脂肪含量高于白棉，而且存在于次生胞壁1中，彩棉中脂肪能够通过其中含有的酚类物质与纤维素直接相连。这样，在纤维素溶胀时，初生胞壁(棉纤维最外层，厚约0.1-0.2μm)对次生胞壁1的溶胀阻碍小，不形成串珠状溶胀。色素主要存在于胞腔2中，溶胀时便形成了有色的螺旋状溶胀层。因此，彩棉纤维呈现出不同于白棉的溶胀现象，绿棉、棕棉溶胀后的纤维沿横向溶胀充分，内腔呈有色的螺旋状。参见附图2和附图3。
白棉染色后染料色素在纤维中分布不同于天然彩色棉纤维中天然色素的分布。活性染料染色后，由于活性基团和纤维素羟基反应形成共价键，因此表现出类似串珠状，但不同于白棉纤维的串珠状，此时上染染料在纤维中的均匀分布在纤维中，参见附图4；直接染料和还原染料染色后，上染染料大部分均匀分布在纤维中，但由于染料分子较大，有部分染料聚集在胞腔2中，其分布状态不同于天然彩色棉，参见附图5。
用显微镜观察，附图2和附图3中色素主要分布在螺旋状溶胀层，与附图4附图5色素均匀分布在纤维上的直观特点相比较，可以清楚、直观、简单地的将天然彩色棉和人工染色棉鉴别和区分出来。本发明的天然彩色棉的鉴别方法操作简单、成本低，并且能鉴别各种颜色的天然彩色棉。
图1白棉纤维纵向形态2为用铜铵溶液溶胀30秒后天然绿棉纤维纵向形态3为用铜铵溶液溶胀15-60秒后的天然棕棉纤维纵向形态图4为活性染料染色后棉纤维用铜铵溶液溶胀30秒后纵向形态5为直接染料和还原染料染色后棉纤维用铜铵溶液溶胀30秒后纵向形态图具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1先配制铜氨溶液称取40g硫酸铜，于500mL烧杯中，加入375mL蒸馏水，加热搅拌，使硫酸铜完全溶解。在磁力搅拌下缓慢加入浓氨水，使溶液对石蕊试纸呈弱碱性反应为止。至此约加25～28％浓氨水19mL。烧杯底部有产物蓝绿色碱式硫酸铜沉淀。
弃去上层清液，用250mL约60℃蒸馏水分4次洗涤沉淀(洗去硫酸铵)后，再用冷蒸馏水洗3次每次洗涤都要静置到沉淀完全。最后在吸滤器上洗涤至滤液不含SO4-2(用10％氯化钡检验)。用少量蒸馏水将沉淀物调成浆状，倾入500mL棕色瓶中。
将350mL氨水分成5份，加入沉淀物中，每加一份氨水后剧烈振荡，待沉淀完全，将上层清液(铜氨溶液)收集到棕色瓶中。如此，将余下的几份做完。铜氨溶液放置6h后即可标定铜、氨含量。校正浓度合乎要求后，加入2g/L的葡萄糖作阻氧剂。
铜浓度标定在250mL锥形瓶加入20mL蒸馏水，准确移入3mL铜氨溶液、加3～4滴甲基橙，加5％硫酸中和至溶液呈浅绿色，再加入5％硫酸15mL，沸煮5min(祛除氮的氧化物)，冷却，加10％碘化钾20mL，于暗处放置5min后，用0.1mol/L硫代硫酸钠标准溶液滴定至淡黄色，加入3～5mL淀粉指示剂，继续滴至兰色消失，30s不再出现兰色为终点。记录耗用的硫代硫酸钠标准溶液毫升数。
式中 C——硫代硫酸钠溶液浓度(mol/L)；V——消耗硫代硫酸钠毫升数(mL)；63.5——铜的摩尔质量。
氨浓度标定准确移取0.5mol/L硫酸标准溶液50mL于250mL锥形瓶中，准确移取铜氨溶液3mL，缓慢地加入硫酸中(移液管下端插到液面下，防止氨逸出)，摇动，加3～4滴甲基红指示剂，用1mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至刚出现黄色为止。
式中 ρCu2+——铜的质量浓度(g/L)；MNH3——氨的摩尔质量(17g)；0.157——铜质量浓度为1g/L的5mL铜氨溶液消耗的硫酸毫升数(mL)。
铜氨溶液各组分的质量浓度有如下规定铜13±0.2g/L，氨150±2g/L，葡萄糖2g/LR=ρNH3ρCu2+=15013=11.54]]>若R＜11.54，ρCu2+>13]]>表明氨和水量不足，按下式计算补加氨和水的量。以满足浓度要求。
应加入氨水体积 应加入水体积
式中V——待调节的铜氨溶液体积(L)；d——用于调节浓度的氨水比重；A——用于调节浓度的氨水百分比浓度(％)。
将少量绿棉原棉纤维平整放在载玻片上，滴上配置好的铜铵溶液充分浸没纤维，30秒后将盖玻片盖上，然后在显微镜下观察溶胀形态，并采集图2。
将少量棕棉原棉纤维平整放在载玻片上，滴上配置好的铜铵溶液充分浸没纤维，在15、30、45、60秒过程中分别将盖玻片盖上，在显微镜下观察溶胀形态，得到图3。
将活性染料染色后棉纤维平整放在载玻片上，滴上配置好的铜铵溶液充分浸没纤维，30秒后将盖玻片盖上，然后在显微镜下观察溶胀形态，并采集图4。将直接染料染色后棉纤维平整放在载玻片上，滴上配置好的铜铵溶液充分浸没纤维，30秒后将盖玻片盖上，然后在显微镜下观察溶胀形态，并采集图5。
权利要求
1.一种天然彩色棉的鉴别方法，其特征在于所述的方法由以下步骤组成a.用含铜13±0.5g/L，氨150±3g/L，葡萄糖1-3g/L组成的铜氨溶液将彩色棉样品溶胀30-60秒；b.然后将上述步骤a中溶胀的彩色棉置于显微镜下观察，如果在显微镜下观察到色素主要分布在纤维胞腔内并呈螺旋状时，则彩色棉为天然彩色棉；如果在显微镜下观察到色素均匀分布在纤维的各部位，则彩色棉为染色棉。
2.根据权利要求1所述的一种天然彩色棉的鉴别方法，其特征在于所述的铜氨溶液为含铜13±0.2g/L，氨150±2g/L，葡萄糖2g/L。
3.根据权利要求1所述的一种天然彩色棉的鉴别方法，其特征在于所述的a.步骤中彩色棉样品溶胀时间为30秒。
4.根据权利要求1所述的一种天然彩色棉的鉴别方法，其特征在于所述的显微镜的放大倍数为100-800倍。
5.根据权利要求1所述的一种天然彩色棉的鉴别方法，其特征在于所述的显微镜的放大倍数为400倍。
全文摘要
本发明公开了一种天然彩色棉的鉴别方法，该方法由以下步骤组成a.用含铜13±0.5g/L，氨150±3g/L，葡萄糖1－3g/L组成的铜氨溶液将彩色棉样品溶胀30－60秒；b.然后将上述步骤a中溶胀的彩色棉置于显微镜下观察其色素分布，如果在显微镜下观察到色素主要分布在纤维胞腔内呈螺旋状时，则该彩色棉为天然彩色棉；如果在显微镜下观察到色素均匀分布在纤维的各部位，则彩色棉为染色棉。本发明特点是方法简单、结果明显准确、成本低，并且可以鉴别各种颜色的天然彩色棉，实用价值很高。
文档编号D06H3/00GK101046057SQ20071009885
公开日2007年10月3日 申请日期2007年4月28日 优先权日2007年4月28日
发明者陈英, 陈森 申请人:北京服装学院