Приложение А (справочное). Методы удаления неволокнистых веществ

Приложение А
(справочное)

Методы удаления неволокнистых веществ

А.1 Общие положения

Удаление неволокнистого вещества определенного типа, особенно когда присутствует более чем одно вещество, может потребовать осуществления серьезного химического воздействия, и каждый материал, планируемый для удаления неволокнистых веществ, должен рассматриваться как отдельная проблема. Методы, предлагаемые в настоящем приложении, не претендуют на полноту, и не следует полагать, что эти методы не будут оказывать воздействие на физические и химические свойства рассматриваемых текстильных материалов. Более того, эти методы применимы только тогда, когда неволокнистые вещества известны или могут быть точно идентифицированы.

Для целей настоящего приложения красители рассматриваются не как неволокнистые вещества, а как составная часть текстильного материала, и поэтому не упоминаются. Отмечены некоторые пигменты, связанные смолами, которые не могут рассматриваться как часть волокнистого вещества. Они включают в себя большие поправки к массе волокна, чем красители, и было бы желательно их удалить, но сделать это удается редко, а иногда и просто невозможно. Аналогично, не могут быть удалены некоторые аппреты. Поэтому на современном уровне знаний не может быть проведен количественный анализ с погрешностью, предусмотренной методами, описанными в различных частях ISO 1833.

Можно полагать, экстракция по Сокслету при условиях, описанных в настоящем приложении, будет обеспечивать адекватное удаление масел, жиров и восков. В случае других неволокнистых веществ необходимо, когда возможно, проверять полноту их удаления.

Если проводится экстракция петролейным эфиром, как описано в А.5.1, нет необходимости повторять эту процедуру, как этого требует 8.2.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ - Поскольку в приведенных ниже методах применяются реактивы и растворители, представляющие определенную опасность, эти методы должны использовать лица, осведомленные об этих опасностях и соблюдающие все меры предосторожности.

А.2 Область применения настоящего приложения

Настоящее приложение описывает методы удаления из волокон неволокнистых веществ широко распространенных типов. Волокна, к которым применимы эти методы, и волокна, к которым они неприменимы, перечислены в таблице А.1 с указанием неволокнистых веществ, которые должны быть удалены. Наименования этих волокон определены в ISO 2076 и ISO 6938. Идентификация неволокнистого вещества и волокон не рассматривается в настоящем приложении.

В некоторых случаях устранение всех дополнительных веществ практически неосуществимо. Остаточные количества не должны влиять на количественный анализ. С другой стороны, важно минимизировать химическое разложение волокон.

А.3 Принцип

Когда возможно, удаляют неволокнистое вещество подходящим растворителем.

Примечание - Во многих случаях удаление некоторых аппретов предполагает их химическую идентификацию. Кроме того, не всегда можно избежать химического разложения волокнистого вещества.

А.4 Аппаратура

Требуемая аппаратура представляет собой обычное оборудование химической лаборатории.

Таблица А.1 - Использование методов удаления неволокнистого вещества

Неволокнистое вещество, подлежащее удалению	Волокна, в присутствии которых метод применим	Метод		Волокна, в присутствии которых этот метод не применим
		Подраздел	Аппаратура и реактивы
Масла, жиры и воски	Большинство волокон	А.5.1	Петролейный эфир, аппарат Сокслета	Эластан
Отмачиваемые масла	Натуральный шелк	А.5.2	Толуол/метиловый спирт, аппарат Сокслета	-
Крахмал	Хлопок(а), лен(b), вискоза, крученый шелк, джут(с) и большая часть других волокон	А.5.3	Амилаза, затем кипящая вода
Смола плодов рожкового дерева и крахмал	Хлопок(а), лен(b), вискоза, крученый шелк	А.5.4	Кипящая вода, затем А.5.3	-
Шлихта из семян тамаринда	Хлопок(а), вискоза	А.5.5	Кипящая вода, дважды	-
Акрил (шлихта или аппрет)	Большинство волокон(d)	А.5.6	2 г/л мыла, 2 г/л NaOH от 70°С до 75°С, промывка в воде	Белок, деацетилированный ацетат, ацетат, триацетат, акрил, модифицированный акрил
Желатин и поливинильный спирт	Большинство волокон	А.5.7	1 г/л неионного ПАВ, 1/л анионного ПАВ, 1 г/л	Белок, деацетилированный ацетат, ацетат, триацет
Крахмал и поливинильный спирт	Хлопок, полиэфир	А.5.8	А.5.3, затем А.5.7	Белок, деацетилированный ацетат, ацетат, триацет
Поливинилацетат	Большинство волокон	А.5.9	Ацетон, аппарат Сокслета	Деацетилированный ацетат, ацетат, триацетат, поливинилхлорид
Шлихта из масла льняного семени	Вискозная креповая пряжа	А.5.10	А.5.1, затем А.5.7	Белок, деацетилированный ацетат, ацетат, триацет
Амино-формальдегидные смолы	Хлопковые, медно-аммиачные, вискозные, высокомодульные, из деацетилированного ацетата, ацетатные, триацетатные, полиэфирные, полиамидные (нейлоновые) волокна	А.5.11	Ортофосфорная кислота/мочевина, 80°С, 10 мин, промывка сначала в воде, а затем	Асбест
Битум, креозот и деготь	Большинство волокон	А.5.12	Дихлорметан (метиленхлорид), аппарат Сокслета	Деацетилированный ацетат, ацетат, триацетат, модифицированный акрил, поливинилхлорид
Эфиры целлюлозы	Большинство волокон	А.5.13.1	Вымачивание в холодной воде	-
	Хлопок	А.5.13.2	175 г/л раствора NaOH при 10°С, нейтрализованного 0,1 N раствором уксусной кислоты	Вискоза, деацетилированный ацетат, ацетат, триацетат, модифицированный акрил, акрил
Нитрат целлюлозы	Большинство волокон	А.5.14	Вымачивание в ацетоне, 1 ч	Деацетилированный ацетат, ацетат, триацетат
Поливинилхлорид	Большинство волокон	А.5.15	Вымачивание в тетрагидрофуране (не регенерируют перегонкой)	Деацетилированный ацетат, ацетат, триацетат, поливинилхлорид
Олеаты	Большинство волокон	А.5.16	0,2N раствор HCI, экстракция в дихлорметане, аппарат Сокслета	Деацетилированный ацетат, ацетат, триацетат, модифицированный акрил, поливинилхлорид, полиамид (нейлон), асбест
Окислы хрома, железа и меди	Медно-аммиачные, вискозные, высокомодульные,из деацетилированного ацетата, ацетатные, триацетатные волокна	А.5.17	14 г/л гидратированной щавелевой кислоты при 80°С, затем нейтрализуют
Пентахлорофениллаурат	Большинство волокон	А.5.18	Толуол, аппарат Сокслета	Полиэтилен, полипропилен
Полиэтилены	Большинство волокон	А.5.19	Кипячение в толуоле с обратным холодильником	Полипропилен
Полиуретаны	Полиамидные (нейлоновые), медно-аммиачные, вискозные, высокомодульные, из деацетилированного ацетата, ацетатные, триацетатные волокна	А.5.20	Диметилсульфоксид или дихлорметан, если возможно, 50 г/л NaOH, этиловый спирт при 50°С	Деацетилированный ацетат, ацетат, триацетат, полиэфир, акрил, модифицированный акрил
Натуральный каучук и сополимер бутадиена и стирола, неопрен, нитрил	Медно-аммиачные, вискозные, высокомодульные, из деацетилированного ацетата, ацетатные, триацетатные, стеклянные волокна	А.5.21	Замачивают в бензоле, чистят, нагревают в горячем п-дихлорбензоле, трет-бутил-гидропероксид на четыре части п-дихлорбензола, нагревают до 60°С, добавляют бензол	Все синтетические волокна
Силиконы	Большинство волокон	А.5.22	Плавиковая кислота, от 50 до 60 мл на литр, 65°С	Полиамидное (нейлоновое), стеклянное волокно
Утяжеление оловом	Шелк	А.5.23	0,5 N плавиковая кислота	-
Водоотталкивающие аппреты на основе воска	Хлопок, белок, полиэфир, полиамид (нейлон)	А.5.24	Дихлорметан, аппарат Сокслета. Если металлический комплекс - 10 г/л муравьиной кислоты и 5 г/л устойчивого к кислотам ПАВ	Деацетилированный ацетат, ацетат, триацетат, модифицированный акрил, поливинил-хлорид
(а) Неотбеленный хлопок теряет массу, когда его обрабатывают этим методом. Потери составляют приблизительно 3% окончательной массы высушенного в сушильном шкафу остатка. (b) Лен теряет массу, когда его обрабатывают этим методом. Потери зависят от типа пряжи, из которой изготавливается ткань. Потери массы приблизительно следующие: отбеленная пряжа - 2%, вываренная пряжа - 3% и неотбеленная пряжа - 4%. (с) Джут теряет приблизительно 0,5% массы, когда его обрабатывают этим методом. (d) Полиамид 6.6 (нейлон 6.6) может терять в массе волокнистого вещества вплоть до 1%, когда его обрабатывают этим методом. Потеря массы полиамида 6 (нейлона 6) может изменяться от 1% до 3%.

А.5 Методы

А.5.1 Вымачивание масел с использованием петролейного эфира

Образец экстрагируют в аппарате Сокслета или аналогичном аппарате петролейным эфиром (перегнанным при температуре от 40°С до 60°С) в течение одного часа при минимальной скорости шесть циклов в час. Эти условия такие же, как и в первой части предварительной обработки, соответствующей требованиям 8.2.

А.5.2 Вымачивание масел с использованием смеси толуола и метилового спирта

Образец экстрагируют в аппарате Сокслета или аналогичном аппарате смесью одного объема толуола с тремя объемами метилового спирта в качестве растворителя в течение 2 ч при минимальной скорости шесть циклов в час.

Примечание - Существует метод удаления вымоченных масел из шелка с использованием бензола, но вследствие токсических свойств бензола рекомендуется приведенный выше метод.

А.5.3 Крахмал

Образец погружают в свежеприготовленный раствор, содержащий 0,1% (массовая доля) неионного смачивающего агента с подходящим препаратом амилазы, используя соотношение жидкость/образец 100/1. Концентрация препарата амилазы и рН, температура и время должны быть такими же, как рекомендует изготовитель. Образец переносят в кипящую воду и кипятят в течение 15 мин. Полное удаление крахмала определяют с помощью разбавленного водного раствора йода в йодиде калия. После удаления крахмала образец тщательно промывают в воде, отжимают или прокатывают его и высушивают.

А.5.4 Смола плодов рожкового дерева и крахмал

Образец кипятят в воде в течение 5 мин, используя соотношение жидкость/образец 100/1. Процедуру повторяют со свежей порцией воды. Далее продолжают, как описано в А.5.3.

А.5.5 Шлихта из семян тамаринда

Образец кипятят в воде в течение 5 мин, используя соотношение жидкость/образец 100/1. Повторяют эту процедуру со свежей порцией воды.

Примечание - Возможно, что шлихта, приготовленная из порошка неочищенных семян тамаринда, не будет полностью удалена с помощью этого метода.

А.5.6 Акриловая шлихта

Образец погружают и встряхивают в течение 30 мин в растворе, в 100 раз превышающем по массе образец, содержащем 2 г/л мыла или другого подходящего моющего средства и 2 г/л гидроокиси натрия при температуре от 70°С до 75°С. Образец три раза по 5 мин промывают в дистиллированной воде при температуре 85 °С, отжимают, прокатывают или центрифугируют и высушивают.

А.5.7 Желатин и поливиниловый спирт

Образец обрабатывают в растворе (при минимальном соотношении жидкость/образец 100/1), содержащем 1 г/л неионного поверхностно-активного вещества, 1 г/л анионного поверхностно-активного вещества и 1 г/л карбоната натрия в течение 90 мин при температуре 50°С, а затем еще 90 мин в той же ванне при температуре от 70°С до 75°С. Промывают образец и сушат его.

А.5.8 Крахмал и поливиниловый спирт

Проводят процедуру, описанную в А.5.3, затем процедуру, описанную в А.5.7 с промежуточной сушкой.

А.5.9 Поливинилацетат

Образец экстрагируют в аппарате Сокслета ацетоном в течение 3 ч при минимальной скорости шесть циклов в час.

А.5.10 Шлихта из масла льняного семени

Проводят процедуру, описанную в А.5.1, затем процедуру, описанную в А.5.7.

А.5.11 Амино-формальдегидные смолы

Образец экстрагируют раствором 25 г/л 50% ортофосфорной кислоты и 50 г/л мочевины при температуре 50°С в течение 10 мин, используя соотношение жидкость/образец 100/1. Промывают образец в воде, высушивают, промывают в 0,1% раствора бикарбоната натрия и, наконец, тщательно промывают водой.

Примечание - Этот метод вызывает определенные разрушения медно-аммиачных, вискозных, высокомодульных, из деацетилированного ацетата, ацетатных и триацетатных волокон.

А.5.12 Битум, креозот и деготь

Образец экстрагируют дихлорметаном (метиленхлоридом) в аппарате Сокслета. Продолжительность обработки зависит от количества присутствующего неволокнистого вещества, и может оказаться необходимым обновить растворитель.

Примечание - Экстракция джута может также удалить замасливатель, который может присутствовать в количестве 5% или более.

А.5.13 Эфиры целлюлозы

А.5.13.1 Метилцеллюлоза, растворимая в холодной воде

Образец вымачивают в холодной воде в течение 2 ч. Затем образец неоднократно промывают в холодной воде, каждый раз тщательно отжимая его.

А.5.13.2 Эфиры целлюлозы, нерастворимые в воде, но растворимые в щелочи

Образец погружают на 30 мин в раствор, содержащий приблизительно 175 г/л гидроокиси натрия, охлажденный до температуры от 5°С до 10°С. Затем тщательно обрабатывают образец в свежей порции реактива, основательно промывают в воде, нейтрализуют уксусной кислотой с концентрацией приблизительно 0,1N, еще раз промывают водой и высушивают.

А.5.14 Нитрат целлюлозы

Образец погружают в ацетон при комнатной температуре на 1 ч, используя соотношение жидкость/образец 100/1. Промывают образец последовательно в трех порциях свежего ацетона, сливают растворитель и дают возможность оставшемуся растворителю испариться.

А.5.15 Поливинилхлорид

Образец погружают в тетрагидрофуран при комнатной температуре на 1 ч, используя соотношение жидкость/образец 100/1. Если необходимо, соскабливают размягченный поливинилхлорид. Промывают образец последовательно в трех порциях свежего тетрагидрофурана, сливают растворитель и дают возможность оставшемуся растворителю испариться.

ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ - В связи с риском взрыва тетрагидрофуран не следует регенерировать путем перегонки.

А.5.16 Олеаты

Образец погружают в раствор соляной кислоты, с концентрацией приблизительно 0,2N, при комнатной температуре на время, пока он полностью не намокнет. Хорошо промывают образец и высушивают. Экстрагируют образец в аппарате Сокслета дихлорметаном (метиленхлоридом) в течение 1 ч при минимальной скорости шесть циклов в час.

А.5.17 Окислы хрома, железа и меди

Примечание - Этот метод неприменим, если для испытуемого материала используется краситель, содержащий хром.

Образец погружают в раствор, содержащий 14 г/л гидратированной щавелевой кислоты, при температуре 80°С на 15 мин, используя соотношение жидкость/образец 100/1. Тщательно его промывают (некоторая часть присутствующей меди может остаться в виде бесцветного оксалата; эту соль удаляют 1%-ной уксусной кислотой при температуре 40°С в течение 15 мин и промывают образец). Образец нейтрализуют аммиаком и тщательно промывают в воде. Отжимают, прокатывают или центрифугируют, затем высушивают образец.

А.5.18 Пентахлорофениллаурат(РСРL)

Образец экстрагируют в аппарате Сокслета кипящим толуолом в течение 4 ч при минимальной скорости шесть циклов в час.

А.5.19 Полиэтилены

Образец экстрагируют кипящим толуолом с использованием обратного холодильника. Материал должен быть полностью погружен в кипящий растворитель.

А.5.20 Полиуретаны

Метода, удовлетворяющего во всех отношениях, не существует, но может оказаться пригодным для применения следующее.

Некоторые полиуретаны могут быть удалены растворением в диметилсульфоксиде или дихлорметане (метиленхлориде) и последующим повторным промыванием образца свежими порциями растворителя. Когда позволяет состав образца, некоторые полиуретаны могут быть удалены путем гидролиза в кипящем водном растворе, содержащем 50 г/л гидроокиси натрия. В качестве альтернативы может быть использован водный раствор, содержащий 50 г/л гидроокиси натрия и 100 г/л этилового спирта, при температуре выше 50°С.

ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ - Диметилсульфоксид обладает токсическими свойствами.

А.5.21 Натуральный каучук и сополимер бутадиена и стирола, неопрен, нитрил и большинство других синтетических каучуков

Метода, удовлетворяющего во всех отношениях, не существует, но может оказаться полезным следующее.

Образец вымачивают в горячем летучем растворителе, который его существенно размягчает (например, бензол), и, когда образец целиком набухнет, соскребают возможно большее количество каучука. Это возможно в определенных случаях, когда текстильные волокна намокают только с поверхности ткани и сразу можно отделить слой каучука от слоя текстиля. Остаток образца продолжают нагревать, постоянно встряхивая, в расплавленном п-дихлорбензоле, масса которого в пятьдесят раз превышает массу образца. Используют плоскодонную колбу с присоединенным холодильником с широким отверстием (чтобы дать возможность доступа воздуха) и предпочтительно магнитную мешалку и плитку.

По прошествии 45 мин добавляют одну часть 70%-ного трет-бутилгидропероксида на четыре части находящегося в колбе п-дихлорбензола. Кипятят, пока не произойдет полное разложение каучука (среднее время - 2 ч). Колбу охлаждают приблизительно до 60°С и добавляют равное по объему количество бензола. Текстильный компонент фильтруют и повторно промывают в теплом бензоле.

В случае нитрильного каучука (например, акрилонитрильный-бутадиеновый каучук) может потребоваться добавление определенного объема нитробензола одновременно с трет-бутилгидропероксидом, чтобы ускорить процесс растворения.

Примечание - Натуральный каучук должен растворяться после кипячения в чистом п-дихлорбензоле в течение нескольких часов в присутствии воздуха. Растворение может быть также проведено нагреванием в дифениловом эфире при температуре от 150°С до 160°С в течение 2 ч, а затем промыванием образца в бензоле.

Описанные выше виды обработки по своей сути являются сильно окислительными и могут существенно воздействовать на свойства текстильного материала.

А.5.22 Силиконы

Образец промывают в растворе, содержащем от 50 до 60 мл/л 40%-ной плавиковой кислоты, находящемся в сосуде из полиэтилена, при температуре 65°С в течение 45 мин. Тщательно промывают образец, нейтрализуют его и промывают его в растворе, содержащем 2 г/л мыла, при температуре 60°С в течение 1 ч.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ - Плавиковая кислота - опасный реактив.

А.5.23 Утяжеление оловом

Образец погружают в 0,1 N раствор плавиковой кислоты, находящийся в сосуде из полиэтилена, при температуре 55°С на 15 мин, изредка помешивая. Затем промывают в теплой воде. Образец погружают в 2%-ный раствор карбоната натрия при температуре 55°С на 20 мин. Образец промывают в теплой воде, отжимают, прокатывают или центрифугируют и высушивают его.

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ - Плавиковая кислота - опасный реактив.

А.5.24 Водоотталкивающие аппреты на основе воска

Образец экстрагируют в аппарате Сокслета дихлорметаном (метиленхлоридом) в течение 3 ч при минимальной скорости шесть циклов в час. Затем, чтобы удалить любые металлические комплексы, промывают образец в растворе, содержащем 10 г/л муравьиной кислоты и 5 г/л устойчивого к кислотам ПАВ при температуре 80°С в течение 15 мин. Образец тщательно промывают в воде до полного удаления кислоты.