影响纺织品潜在酚黄变测试结果的因素分析

日常生活中，浅色衣物，尤其是白色衣物受到很多消费者喜欢，但纺织品的包装材料因为使用了含有空间位阻的酚类化合物作为抗氧剂，酚类抗氧剂中丁基苯酚(简称BHT)可与氮氧化合物发生复杂的化学反应形成黄色醌甲基类化合物，导致纺织品发生酚黄变现象，影响织物的外观、强力以及服用性。为了避免这种情况的发生，很多品牌要求针对白色以及浅色纺织品进行酚黄变测试并要求其达到一定的标准。作者在长期的检测中发现：尽管采用的标准是一样的，但是不同的检测机构所得到的测试结果却有一定的差异。

本文就这一问题进行分析和试验，探讨在测试中可能影响结果的因素，给买家以及出口商在制定或者研究标准要求的时候作为参考。

1 试验

1.1 试验原理

国家标准检测纺织品的潜在酚黄变采用的标准是GB/T 29778—2013，其测试原理是：将各试样和控制织物夹在含有2，6-二叔丁基-4-硝基苯酚的试纸中，置于玻璃板间并叠加在一起，用不含BHT（2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚）的聚乙烯薄膜将其裹紧形成一个测试包，在规定的压力下，放入恒温箱或烘箱中一定时间，用评定沾色用灰色样卡评定试样的黄变级数，以此评估试样产生酚黄变的可能性[1]。

1.2 试验材料与设备

试样：10块染色布，成分为100% 聚酰胺纤维（因此种成分对硝基苯酚敏感，易变色），克重大约102g/m2～108g/m2，分别编号为A～K。

耗材：试纸（试验采用了SDC和James heal两个品牌的试纸），尺寸为（100±2）mm×(75±2)mm，20ºC时单位面积质量为（88±7）g/m2，纤维素成分大于98%，经过浓度小于0.1%的2，6-二叔丁基-4-硝基苯酚的处理；控制织物（试验采用了SDC和James heal两个品牌的控制织物），尺寸为（100±2）mm×(30±2)mm，白色聚酰胺纤维织物；聚乙烯薄膜，不含BHT，厚度约为63µm，尺寸最小为400mm×200mm。

设备：玻璃板，尺寸为（100±1）mm×（40±1）mm×（3±0.5）mm；烘箱；试验装置由一副不锈钢架组成，配有质量为（5.0±0.1）kg、底部尺寸至少为115mm×60mm的重锤，且能与不锈钢架装配在一起；评定沾色用灰色样卡，符合GB/T 251要求。

1.3 试验方法

1）用测试纸将试验织物包起来，置于两块玻璃板中间，对照样也是一样包好置于玻璃板中间（见图1）。

2）共7块玻璃板叠放整齐，用PVC膜包好密封（每个测试包最多可以测试5块织物，试验织物超过5块需要另备测试包）。

3）再将打包好的样品放在钢板架上加压，拧紧。

4）最后将钢板架倒放于（50±2）℃度烘箱内16个小时。

5）取出冷却后拆开，半个小时之内完成评级。

2 结果及分析

2.1 不同耗品品牌对结果的影响

国际上普遍指定 James H. Heal 公司和 SDL Atlas 公司生产的黄变试纸和控制布为测试标物。两种黄变试纸外观没有明显差异，但两种控制布外观却有明显差异（见图2），虽然成分都是聚酰胺，可以明显看出James Heal控制布纱线细，克重只有0.17克，而SDC控制布纱线粗，克重较大，有0.37克。

图2 控制布比较

试验选用1.2的10块染色布（编号A～K）进行测试，每色样品剪取两块同样的面料，分别用SDC包装纸/控制布和James Heal包装纸/控制布进行测试，测试结果比较如表1和图3所示。

图3 试样E和控制布酚醛泛黄测试后图片比对

由测试结果可以看出: 用James Heal包装纸测试的结果好于SDC包装纸0.5～1级。长期的试验过程中，我们发现：使用SDC品牌，控制布更容易在测试结束的时候变色达到3级，也就是说测试有效的概率更大，但测试样的变色程度会更严重一点：而使用James Heal品牌，控制布达不到标准要求的3级变化的概率比SDC高（也就是说测试成功率稍低），但在测试有效的情况下，测试样的变色程度会更轻一些。

建议品牌商制定标准要求的时候，细化测试中所使用的耗品品牌，以免因此导致的结果不统一。各检测机构也要对每批耗品进行仔细验收，保证控制布和测试纸各项指标符合验收标准，避免不同批次间的耗品品质差异。每次使用前检查耗品是否完好，无污渍无变色无异常，使用完毕后装进避光密封自封袋中，并置于恒温恒湿间妥善保管。

2.2 样品的pH值

pH值对织物的酚黄变有较大影响，pH值越低，酚黄变现象越不明显，随着pH值增大，酚黄变现象明显增强，碱性条件下，酚黄变现象较严重，手感稍微受到影响[2]。酚黄变在碱性条件下更差的原因需要从其发生原理来解释，发生酚黄变的主要原因是，用在包装材料中的抗氧化剂BHT和空气中的氮氧化物发生化学反应，生成了DTNP这种物质，而DTNP在室温下极易发生升华，就会迁移到包装中的纺织品上。而在碱性条件下，DTNP会转化成为黄色的阴离子酚盐，从而使纺织品上产生黄变，影响最终的外观。考虑到本试验对酸碱度敏感，作者用不同酸碱度的面料做了酚醛泛黄试验。

试验选用1.2中所描述的10块染色布中的前5块（编号A～E）进行取样测试，每个样品取不同批次中的面料两块，分别标注为1和2，以保证其pH值不同。耗品品牌为SDC。试验结果如表2所示。

从表2可以看出，pH值越小，酚醛泛黄结果越好。这为面料供应商如何改进织物耐黄变性能提供了一个思路。同时，根据国内纺织品安全技术规范要求，一般布面呈弱酸性，酸性太强会刺激皮肤，不利于环保。因此，pH值应控制在5～7。

表1 相同面料分别用SDC和James Heal品牌耗品酚醛泛黄测试结果比较

表2 相同面料在不同pH值条件下酚醛泛黄测试结果的比较

2.3 烘箱温度

有研究表明：在酚黄变测试过程中，烘箱的温度和时间存在一定的关系。由图3可以看出，60℃保温8h与50℃保温16h的黄变程度接近，50℃保温6h与40℃保温16h的黄变程度类似。根据阿累尼乌斯方程，温度每升高10K，化学反应速率加快一倍。可见，酚黄变过程符合一般化学反应的时温关系[3]。

图3 黄变程度与保温时间的关系曲线

此测试过程中用到的烘箱温度要求是（50±2）℃，有±2℃的浮动范围，为了考核在标准允许的温度范围内温度对测试结果的影响，本文进行了温度差异比对测试。首先对烘箱进行了核准，保证升温正常，然后将烘箱温度分别设置为下限48℃、正常50℃和上限52℃，选用本文1.2中所描述的10块染色布中的前5块（编号A～E），用SDC测试纸分别对5块面料进行测试，结果如表3所示。

表3 烘箱温度对酚醛泛黄测试结果的影响比较

由表3可知：尽管研究发现温度对酚黄变的影响较大，但此标准规定的烘箱温度允许的浮动范围较小，所以对测试结果的影响较小。建议检测机构除了每天做好设备的现场检查记录之外，至少每6个月对设备进行外部校准，每3个月进行内部核查，以保证测试设备在正常使用状态。

3 结论

在进行酚黄变测试时，除了要遵循标准中规定的操作，还需要注意以下几点：

（1）标准中没有对耗品的品牌进行硬性规定，但买家仍旧需要明确使用的耗品品牌，避免因此而产生的结果差异。

（2）样品的酸碱度对最终的测试结果影响明显，样品呈现酸性的时候酚黄变结果偏好，呈现碱性则酚黄变结果较差，面料供应商可以依此获得改进酚黄变色牢度的一个思路，但仍需将纺织品的酸碱度控制在一个安全环保的范围。

（3）在标准允许的烘箱浮动温度范围内，酚黄变测试结果不会有明显的改变。