纺织品pH值的小知识
纺织品pH值的小知识
纺织品pH值测试作为国家强制性标准GB18401—2003《国家纺织产品基本安全技术规范》中的一个重要生态考核指标,越来越受到国内外消费者的重视。由于人体皮肤带有一层弱酸性物质,以防止疾病入侵,因此纺织品pH值在中性(pH值为7)至弱酸性(pH值略低于7)之间对皮肤最为有益。
一、了解让和检测纺织品PH值
我们都知道对于纺织品测试PH值的传统检测方法：
1.剪布样10克，剪成碎块
2.用烧杯烧250毫升水，烧开后放入碎布，煮10分钟后冷却
3.用PH测试仪测试PH值，一般情况下，在4－7之间的为合格
以上方法的缺点在于：
1.需要破坏样品
2.需要用到5件工具：剪刀，烧杯，水，加热器，PH计
3.需用时10分钟
是否有更快速有效达成测试结果的方法吗？
之所以需要剪下布料放入热水中煮，是因为普通PH计只能对液体测试其PH值，那是否有针对纺织品的PH计可直接进行测量的吗？
普通的圆型球泡电极头是无法进行这种测量，因此CLEAN所开发的PH30这款平头电极PH计恰恰针对这类平面环境，可进行这种测试。
平头电极的困难之处在于它的阻抗能力，当平面的玻璃电极头与周围的材质过去靠近，过低或是没有阻抗能力的PH计就会对测量结果产生偏差，而CLEAN的PH30已经克服了这一难题，是一支具有高阻抗能力的笔式平头PH计。
针对纺织品行业测试PH值，只需将被测物浸湿，直接与PH30的电极头接触测量，即可达到精确到0.01的PH值。
二、目前PH值检测的现状和需要解决的问题
pH值检测长期存在示值不稳定、数据重现性差，实验室之间比对差异大的特点。根据本文所组织的比对实验，按照稳健统计法的原理对比对结果进行分析，甚至出现同是满意的检验结果却出现合格和不合格两种情况，尤其结果在pH7．5附近更是如此。
2.1存在问题的原因分析
2．2方法本身的局限性
PH值的检测原理pH值所表征的就是水溶液中氢离子的浓度，是以氧离子活度的负对数表示酸度的方式，pH=-lg[H+]。PH值的测定是基于电位分析法的原理基础。纺织品水萃取液萃取出的离子极为有限，离子强度小，溶液的电导率低，配置纺织品水萃取液的实验室三极水的电导率一般不超过2uS／cm，水萃取液的电阻很高，与测量回路的其他电阻相比已不可忽略，同时由于液接电势的不稳定引起pH变化等等，导致示值漂移幅度大，因而不易得到重现的结果。
2．3检验细节的不统一
在pH值检测过程中由于标准的叙述并不具体，各实验室在样品处理、电极选取、pH计标定、测量时间、实验条件、测试方法等各个方面有较大差异也导致了PH值测试的重现性差、实验室间数据差异大的问题。
3.针对问题的对策和建议
3.1加入离子强度调节剂，提高离子强度
纺织品水萃取液离子强度小，电导率低，液接电势不稳定，导致实验结果的不稳定，尤其是DH在5～9之问漂移更大。通过实验我们发现加入离子强度调节剂对于增加pH值小于9大于5的水萃取液示值稳定性的效果最为明显，大大减小了实验误差，而对于大于9或小于5的水萃取液，因为本身离子强度比较高，对测试结果影响不大。而且大量实验证明加入离子强度调节剂并不会影响萃取液本身的pH值。
3.2统一检验过程、注重细节把握
3.2.1样品的制备。pH值检测与样品的合理制备有很大关系，应选取有代表性的试样经过完全调试后按标准规定的质量和大小进行样品的制备。称量样品时，应保持称量盘洁净，以免其他残留物污染样品，从而影响pH值的测定。
(1)统一样品质量。由于pH值检测结果是由所萃取出酸碱性物质的多少决定的，质量越大，自然可萃取出的物质越多，因此实验中我们发现当pH值检测呈碱性时，结果会随取样质量的增加而增大，而酸性时，结果又会随取样质量的增加而减小。
(2)统一样品大小。
通过实验发现试样大小也会对结果产生较为明显的影响。首先萃取物理吸附在织物表面的可能影响pH值的各种物质，然后萃取与纤维以分子间力结合或物理吸附在织物内的可能影想pH值的各种物质，而与纤维交联固着在纤维中的可能影响pH值的各种物质较难萃取出来。因此当试样剪得越碎，织物的比表面积就越大，与萃取液的接触面就越大，从而使所萃取出的各种物质就更加丰富，PH值也随之改变。
3.2.2样品萃取液震荡的频率、振幅和时间
震荡的时间、频率、振幅的选取应严格按照标准的要求执行，频率选择应为往复式60次／min，旋转式30周／min，震荡时间为1h，振幅为50px。通过实验发现上述因素也会略微影响pH值的检测结果，时间延长、频率加快、振幅增加会导致萃取出的离子略微增加，从而导致PH值稍有变化。
3.2.3检测用三极水的选取
标准要求所用的检验三极水，pH值在5～6．5范围之内，最大电导率不超过2uS／cm，如果超出此范围可能会因为本身检测用水的原因而导致结果的误判。长期暴露在空气中的三极水也不能作为检验用水，因为水中的二氧化碳浓度可能偏高。
3.2.4电极的选取、有效期及其保养
(1)电极的选取因为水萃取液是由纯水制备的，其电导率很低，pH电极在测定过程中，会产生向上或向下的漂移，响应慢，无法在3～5min内保证读数稳定，应用普通玻璃电极会导致实验结果的不准确。
(2)电极的保养正确地保养电极，可延长电极的使用寿命。
(3)有效一般电极的有效期为1年，长期使用的电极会出现响应慢、数据漂移等特点，应及时更换新电极。
3.2.5标准缓冲溶液的配制
标准缓冲溶液是pH值测定的基础，所以配置缓冲溶液直接影响最终的检验结果。
(1)配制用水：采用三级水。配制前应预先煮沸15min~20min，除去溶解的CO2，在冷却过程中应避免与空气接触，以防止CO2的再污染。
(2)配制用试剂：应选用优级纯(G．R)。建议选用正规厂家生产的成套pH标准缓冲剂，可节省配置时间。
(3)贮存方法标准缓冲溶液配制后，应及时装在玻璃瓶或聚乙烯瓶中，盖紧瓶盖，放置于冰箱中冷藏(4℃左右)，一般可保存2月左右，如发现有浑浊、发霉或沉淀等现象，则不能使用。一般pH为4．005和pH为6．865的溶液保存时问较长一些，pH为9．180的溶液由于易于吸收空气中的CO2，其pH值也容易发生变化。另外在用标准缓冲溶液标定pH计的过程中，一旦发现pH值与标准值出现严重偏离，则应重新配制该标准缓冲溶液，并重新进行标定。
3.2.6pH计的标定
标定pH计时，应选择与待测试液pH值相近的标准缓冲溶液。一般每个测量周期内都应做一次pH计标定，如有可能，尽量做到天天标定。
3.2.7实验温度的选取
标准规定全部实验必须在相同的温度下进行，该温度应接近室温并不得高于室温5℃，实验中发现待测溶液与标准缓冲溶液在相同温度下测量对准确测定pH值非常重要。另外测量电极一般在20℃--30℃时反应较灵敏，测量速度较快。所以在测量纺织品水萃取液时，温度选择在2O℃～30℃之间，并尽量应保持标准缓冲溶液的温度与待测溶液的温度一致。
3.2.8实验时间的控制
震荡结束后应及时进行检测，防止二氧化碳进入影响检测结果。本文通过实验发现对于碱性萃取液，暴露在空气中l0min，就可导致pH值结果降低0．1以上。
3.2.9测定细节的控制
(1)萃取液过滤。萃取液的过滤不要使用滤纸，使用滤纸可能会改变萃取液本身的pH值，最好使用玻璃棒滗入测试烧杯中，并尽可能保证检测过程与空气隔绝。
(2)三份萃取液的测定。第一份萃取液测定时应使电极浸于液面以下，并不断搅拌溶液以加速响应时间，待读数稳定后记录其pH值。不清洗电极直接将电极置于第二份萃取液中，待读数稳定记录其PH值，同法测定第三份水萃取液的pH值。以第二份和第三份水萃取液的平均值为最终结果，精确到0．05。
(3)严格电极清洗。在pH计测定过程中，在将电极从一试样溶液移入另一试样溶液之前，应用三级水彻底冲洗电极，直至所显示的pH值稳定为止，此过程需要相当数量的三级水，然后用滤纸将水吸干，切勿擦拭电极。
3.2.10PH值检测结果在7．5附近应增加检验次数
按照GB1840-2003的技术要求，7．5是决定大部分纺织产品pH值是否合格的分水岭，而当pH值在7．5附近时其检验结果的不稳定性又非常之大。所以当pH值在7．5附近时，检测机构应该增加测试次数，取总的平均值作为最终结果。
综上所述，本文认为在下次修订GB／T7573—2002《纺织品水萃取液pH值的测定》标准时应增加离子强度调节剂的内容，同时各实验室在日常检验中应统一实验方法，明确实验细节，避免检验过程的差异化，各实验室也应经常进行实验比对，确保检验结果的准确无误。
