一种蚕丝接枝率的检测方法
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及一种检测方法，具体是指一种蚕丝接枝率的检测方法。 技术背景：
[0002] 真丝织物特有的光泽、手感和吸湿透气性能，使其成为高档的服装面料。然而蚕丝 经过精练后，质量要减少约25%，纤维直径变细，丝之间的空隙增大，致使织物变薄、变软、 容易起毛、起皱、没有身骨，缺乏挺括感，且当真丝纤维用于织造领带、衬里布、编带等时，其 柔软轻盈的性能又使织物缺乏悬垂性及厚重感，褶皱回复性也较差。因为这些缺点的存在 使得蚕丝织物的消费需求受到了限制，所以很有必要通过提高蚕丝的各方面性能来满足消 费者的需求。因此，对蚕丝纤维进行增重加工以改善其性能的研究一直是热门课题，常规的 化学增重有锡增重、丹宁增重及丝素蛋白增重等工艺技术。八十年代初，乙烯类单体接枝增 重开始被应用于生丝，特别是一些色织物、领带绸等丝绸品用生丝线的增重。接枝增重是指 通过接枝的方法，使接枝剂与丝纤维发生共聚反应而增加质量，使加工的丝绸产品获得增 厚增密的效果，具有厚实和丰满的手感。接枝反应中，蚕丝大分子主链并未被破坏，聚合物 作为侧链通过共价键与蚕丝纤维链接，分布于纤维大分子结构中，因此不仅可以保留蚕丝 的固有特性，而且接枝聚合物的理化特性还可用于改善蚕丝的应用性能，并为其带来丰富 和持久的功能。
[0003] 各种乙烯类单体，如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酰胺 都在工业中得到应用。而甲基丙烯酰胺是其中最适宜的蚕丝接枝单体。尽管这种单体的高 接枝率，很可能要损伤蚕丝织物的手感，但采用这种单体接枝的蚕丝，其质量问题比其它单 体接枝的蚕丝为少。此外，甲基丙烯酰胺接枝丝还能在一定程度上提高织造效率。为此，甲 基丙烯酰胺仍被当作领带和其它色织丝线的接枝单体而继续使用。
[0004] 蚕丝经过化学单体接枝后，其化学成分除了天然的丝素蛋白质以外，还包含不同 含量的化学接枝聚合物，其物化性能、服用性能与染色性能都随之有所改变，蚕丝原料的市 场价格因化学单体聚合物的介入而有所降低。接枝程度不同，其接枝蚕丝的综合性能和成 本价格也有所不同。当前，在实际生产加工和研究过程中，常用接枝率这一指标来反映蚕丝 接枝程度的大小。
[0005] 目前，对于蚕丝接枝率的检测，主要是采用称重法，由生产者来完成，通过对接枝 前后的蚕丝进行精确称重来实现，如式1所示：
[0006]
[0007] 式1中％为接枝前的蚕丝绝对重量，W2为接枝增重后的蚕丝绝对重量。
[0008] 但是上述测试方法具有一定的局限性：
[0009] (1)只能由生产者来进行检测，由于是采用称重法计算接枝率，因此，只能适用于 蚕丝接枝加工的前后，且其检测结果依赖于能否准确称得蚕丝接枝前后重量。
[0010] (2)对于接枝蚕丝的应用者和消费者而言，其获得是已经完成接枝后的产品，因 此，无法采用上述称重法对产品的接枝率进行鉴别与质量检定，而对于蚕丝应用企业和消 费者来说，了解和鉴别蚕丝的接枝程度，目前是非常重要和迫切的。
【发明内容】
：
[0011] 针对上述问题，本发明的目的是在于提供一种蚕丝接枝率的检测方法，根据该检 测方法，生产者和消费者均可以准确地检测蚕丝接枝率。
[0012] 本发明采取的技术方案如下：
[0013] -种蚕丝接枝率的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0014] (1)、对待检的接枝蚕丝进行热重分析，获得DTG曲线，然后对DTG曲线进行分峰拟 合处理，并分别计算峰位处在275-295°C和320-330°C温度范围内的峰面积，分别标记为Si 和S2;
[0015](2)、根据式2所示公式计算待检接枝蚕丝的接枝率；
[0016]
[0017] 前述的测试方法中：
[0018] 所述的热重分析，其步骤如下：将测试样品即接枝蚕丝剪碎，取样4_5mg，置于热 重差热综合热分析仪中，30°C起始升温，升温速率控制在20°C/min，至700°C结束，分别获 得TG、DTG和DTA这三条曲线和数据。
[0019] 优选的，采用Origin软件或XPS软件（XPSPEAK4. 1)对DTG曲线进行分峰拟合处 理；
[0020] 所述的分峰拟合处理，其规则如下：
[0021] 当DTG曲线中275-295°C之间的峰尚未凸起形成锯齿状时，采用Origin软件进行 分峰拟合能获得较好的拟合效果，并且在320-330°C范围内的峰需要分两个峰，其中一峰包 含在另一峰中，如果交叉相叠就会引起较大的误差；
[0022] 当275-295°C之间的峰凸起形成小的锯齿状时，采用Origin软件进行分峰拟合， 且在320-330°C范围内的峰以单峰拟合，显得较为简便准确；
[0023] 当275-295°C之间的峰凸起已形成较大的锯齿状时，采用Origin软件或XPS软件 (XPSPEAK4. 1)进行分峰拟合，且在275-295°C之间的峰需要以双峰拟合，其中一峰包含在 另一峰中，才会有较好的拟合效果；
[0024] 无论是采用Origin软件或XPS软件（XPSPEAK4. 1)进行分峰拟合，以Gaussian 方法进行分峰能获得较好的拟合效果。
[0025] 优选的，本发明采用热重差热综合热分析仪对甲基丙烯酰胺接枝蚕丝进行测试分 析，获得DTG曲线，采用件Origin软件或XPS软件（XPSPEAK4. 1)对DTG曲线进行分峰拟 合处理，分别计算峰位处在275-295°C和320-330°C温度范围内的峰面积，表示为SJPS2， 将这两个峰面积进行相比（S/SJ，获得这两个峰面积之商，表示为Q。对于每个测试样，采 样4-5次，重复上述操作步骤，分别获得Qi、Q2、Q3、Q4、Q5，对上述峰面积之商值进行平均，按 式3计算得到接枝率M。
[0026]
[0027] 本发明的工作原理如下：
[0028] 本发明通过研究，寻找出了接枝率与热重DTG性能之间的对应关系，从而可以对 接枝蚕丝接枝率进行测试并进行定量分析：
[0029] 发明者对接枝蚕丝进行热重分析时，并与未接枝蚕丝的DTG曲线对比，经过数学 软件的分峰处理分析，发现接枝蚕丝的DTG曲线在275-295°C之间产生了一个新的失重峰， 且随着接枝率的增加，此峰的面积越来越大，峰位置逐渐向高温移动，而发生在320-330°C 范围内的失重峰随之减小。说明在275-295°C之间产生的新峰是接枝聚合物失重所造成，而 原有的在320-330°C范围内的失重峰是蚕丝纤维本身失重的峰。通过进一步研究发现，DTG 曲线的峰面积正比于失重量，通过计算这两个峰的面积，分别表示为SJPS2，可以获得接枝 聚合物和蚕丝纤维之间的质量关系，从而能够算出其接枝率，如下式4所示：
[0030]
[0031] 从式4可知，接枝率与两峰面积之比值成线性函数关系，而式中的系数K可以通过 测定一系列具有不同接枝率的蚕丝样品来获知。
[0032] 优选的，式4中的系数K为0. 995-1. 005,特别优选为1. 00404,即当K值为1. 00404 时，蚕丝接枝率计算如式5所示：
[0033]
[0034] 本发明所称的热重分析是指在程序控制温度下测量待测样品的质量与温度变化 关系的一种热分析技术，用来研究材料的热稳定性和组份。微商热重分析又称导数热重分 析（DerivativeThermogravimetry，简称DTG)，它是TG曲线对温度（或时间）的一阶导数。 以物质的质量变化速率（dm/dt)对温度T(或时间t)作图，即得DTG曲线。DTG曲线的峰面 积正比于失重量，可用于计算失重量。
[0035] 本发明所称的接枝增重是指通过接枝的方法，使接枝剂与丝纤维发生共聚反应而 增加质量。接枝反应中，蚕丝大分子主链并未被破坏，聚合物作为侧链通过共价键与蚕丝纤 维链接，分布于纤维大分子结构中，因此不仅可以保留蚕丝的固有特性，而且接枝聚合物的 理化特性也得到了显现。
[0036] 本发明的有益效果如下：
[0037] 本发明通过对具有不同接枝率的甲基丙烯酰胺接枝蚕丝进行热重分析，并采用数 学软件对DTG曲线进行分峰处理和数学分析，揭示了接枝率与热重DTG性能之间的对应关 系，形成了一种甲基丙烯酰胺接枝蚕丝接枝率的定量分析方法。根据该测试方法，一方面便 于蚕丝接枝加工企业对产品质量进行控制，另一方面，对于蚕丝应用与消费者而言，可以方 便地进行产品质量检定、成分鉴别和成本核算，从而填补了行业空白。
[0038] 以下结合附图和【具体实施方式】对比本发明做进一步描述。
【附图说明】：
[0039] 图1为蚕丝DTG曲线与Origin软件分峰拟合（未接枝）；
[0040] 图2为蚕丝DTG曲线与Origin软件分峰拟合（接枝率为7. 23% );
[0041] 图3为蚕丝DTG曲线与Origin软件分峰拟合（接枝率为10. 89% );
[0042] 图4为蚕丝DTG曲线与Origin软件分峰拟合（接枝率为14. 40% );
[0043] 图5为蚕丝DTG曲线与Origin软件分峰拟合（接枝率为20. 88% );
[0044] 图6为蚕丝DTG曲线与Origin软件分峰拟合（接枝率为28. 78% );
[0045] 图7为蚕丝DTG曲线与Origin软件分峰拟合（接枝率为34. 68% );
[0046] 图8为蚕丝DTG曲线与Origin软件分峰拟合（接枝率为41. 60% );
[0047] 图9为蚕丝DTG曲线与Origin软件分峰拟合（接枝率为49. 09% );
[0048] 图10为蚕丝DTG曲线与Origin软件分峰拟合（接枝率为66. 53% );
[0049] 图11为蚕丝的DTG曲线与XPS软件分峰拟合（接枝率为70. 69% );
[0050] 图12为蚕丝DTG曲线与Origin软件分峰拟合（接枝率为77. 83% );
[0051] 图13为蚕丝的DTG曲线与XPS软件分峰拟合（接枝率为81. 76% );
[0052] 图14为蚕丝的DTG曲线与XPS软件分峰拟合（接枝率为86. 60% );
[0053] 图15蚕丝DTG曲线与Origin软件分峰拟合（接枝率为92. 35% );
[0054] 图16为蚕丝的DTG曲线与XPS软件分峰拟合（接枝率为96. 28% );
[0055] 图17为蚕丝的DTG曲线与XPS软件分峰拟合（接枝率为104. 17% );
[0056] 图18为蚕丝DTG曲线与Origin软件分峰拟合（接枝率为108. 42% );
[0057] 图19为蚕丝的DTG曲线与XPS软件分峰拟合（接枝率为116. 89% );
[0058] 图20为蚕丝的DTG曲线与XPS软件分峰拟合（接枝率为136. 74% );
[0059] 图21为接枝率与峰面积比值的数据拟合；
[0060] 图22-1为实施例2的DTG曲线与Origin软件分峰拟合（第一次检测）；
[0061] 图22-2为实施例2的DTG曲线与Origin软件分峰拟合（第二