纺织品性能与检测
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第三节 纺织品中常见有害物质的检测

一、纺织品pH检测

(一)概述

pH又称为氢离子浓度指数或酸碱值,是溶液中氢离子活度的一种标度,即通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准。通常情况下(25℃、298K左右),pH越趋向于0表示溶液酸性越强,越趋向于14表示溶液碱性越强,当pH<7时,溶液呈酸性,当pH>7时,溶液呈碱性,当pH=7时,溶液为中性。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在中性(pH为7)至弱酸性(pH略低于7)之间对皮肤较为有益。纺织品在湿加工过程中,包括前处理(如漂白、丝光、染色)及后整理过程中,都会加入氢氧化钠等碱性物质,导致纺织品pH超标现象极为严重。所以,最终织物要经过充分的水洗,但有时水洗不充分,pH仍然超标,对人体皮肤具有刺激过敏作用。因此,消费者新买的纺织服装产品应先经过水洗再使用或穿着。国内纺织品生产厂家应对pH及生产工艺进行有效控制,熟悉并掌握各国纺织品pH检测标准与检测技术。

(二)测试原理

纺织品的pH是在室温下,用带有玻璃电极的pH计准确测定其水萃取液的pH。

(三)试样制备

GB/T 7573-2009《纺织品水萃取液pH的测定》标准,测试时从批量大样中选取有代表性的样品,其数量应满足全部测试样品。将样品剪成约5mm×5mm的碎片,以便样品能够迅速润湿。避免污染和用手直接接触样品,每个测试样品准备3个平行样,每个称取(2.00±0.05)g。

水萃取液的制备:在室温下制备3个平行样的水萃取液:在具塞烧瓶中加入一份试样和100mL水或氯化钾溶液,盖紧瓶塞。充分摇动片刻,使样品完全润湿。将烧瓶置于机械振荡器上振荡2h±5min,记录萃取液的温度。

(四)检测步骤

在萃取液温度下用两种或三种缓冲溶液校准pH计。把玻璃电极浸没到同一萃取液(水或氯化钾溶液)中数次,直到pH示值稳定。将第一份萃取液倒入烧杯,迅速把电极浸没到液面下至少10mm的深度,用玻璃棒轻轻地搅拌溶液直到pH示值稳定(本次测定值不记录)。将第二份萃取液倒入另一个烧杯,迅速把电极(不清洗)浸没到液面下至少10mm的深度,静置直到pH示值稳定并记录。取第三份萃取液,迅速把电极(不清洗)浸没到液面下至少10mm的深度,静置直到pH示值稳定并记录。记录的第二份萃取液和第三份萃取液的pH作为测量值。

(五)结果计算

如果两个pH测量值之间差异(精确到0.1)大于0.2,则另取其他试样重新测试,直到得到两个有效的测量值,计算其平均值,结果保留一位小数。

纺织品pH值检测常用的标准包括:ISO 3071-2006《纺织品水萃取物pH的测定》,AATCC 81-2001《经湿态加工处理的纺织水萃取物的pH值》和GB/T 7573-2009《纺织品水萃取液pH的测定》。各标准之间的差异如表1-8-4~表1-8-9所示。

表1-8-4 取样之间的差异

表1-8-5 萃取所需蒸馏水之间的差异

表1-8-6 样品萃取过程的差异

表1-8-7 pH计标定所用缓冲溶液差异

表1-8-8 试样萃取液pH测定差异

表1-8-9 试验报告pH表达差异

二、纺织品甲醛含量检测

(一)概述

甲醛,又称蚁醛,无色气体,有特殊的刺激气味,对人体的健康危害主要包括以下几个方面:

1.刺激作用

甲醛是原浆毒物质,能与蛋白质结合,高浓度吸入时会严重刺激呼吸道及引起水肿、头痛。

2.致敏作用

可引起过敏性皮炎、色斑、坏死,吸入高浓度甲醛可诱发支气管哮喘。

3.致突变作用

高浓度甲醛是一种基因毒性物质,高浓度吸入的情况下,会引起鼻咽肿瘤。

4.突出表现

头痛、头晕、乏力、恶心、呕吐、胸闷、眼痛、嗓子痛、心悸、失眠、体重减轻、记忆力减退以及植物神经紊乱,孕妇长期吸入可导致胎儿畸形,甚至死亡,男子长期吸入可导致男子精子畸形、死亡等。

生产纺织服装面料时,为了起到织物防皱、防缩、阻燃等作用,或为了保持印花、染色的耐久性,或为了改善手感,在助剂中添加甲醛,尤其是纯棉纺织品,因为纯棉纺织品容易起皱,使用含甲醛的助剂能提高棉布的防皱性。含有甲醛的纺织品,在人们穿着和使用过程中,会逐渐释出游离甲醛,通过人体呼吸道及皮肤接触引发呼吸道炎症和皮肤炎症,还会对眼睛产生刺激。厂家使用含甲醛的染色助剂,特别是一些生产厂为降低成本,使用甲醛含量极高的廉价助剂,对人体十分有害。

纺织品甲醛检测常见的标准包括:GB/T 2912.1-2009《纺织品甲醛的测定第1部分:游离和水解》,该标准等同于国际标准ISO 14184-1:2011;GB/T 2912.2-2009《纺织品甲醛的测定第2部分:释放的甲醛(蒸汽吸收法)》,该标准等同于国际标准ISO 14184-2:2011;AATCC 112-2014《纺织品中释放的甲醛含量测试:密封罐法》及JIS L 1041:2011条款:8.1.3《精整树脂织物的试验方法—游离水解甲醛》。

GB/T 2912. 1-2009标准规定了通过水萃取及部分水解作用的游离甲醛含量的测定方法,适用于游离甲醛含量为20~3500mg/kg的任何形式的纺织品。检出限为20mg/kg,低于检出限的结果报告为“未检出”。

(二)测试原理

试样在40℃的水浴中萃取一定时间,萃取液用乙酰丙酮显色后,在412nm的波长下,用分光光度计测定显色液中甲醛的吸光度,对照标准甲醛工作曲线,计算出样品中游离甲醛的含量。

(三)试样制备

测试样品不进行调湿,预调湿可能影响样品中的甲醛含量,测试前样品密封保存。从样品上取两块试样剪碎,称取1g,精确至10mg。如果甲醛含量过低,增加试样量至2.5g,以获得满意的精度。将每个试样放入250mL的碘量瓶或具塞三角烧瓶中,加100mL水,盖紧盖子,放入(40±2)℃水浴中振荡(60±5)min,用过滤器过滤至另一碘量瓶或三角烧瓶中,供分析用。若出现异议,采用调湿后的试样质量计算校正系数,校正试样的质量。从样品上剪取试样后立即称量,进行调湿后再称量,用两次称量值计算校正系数,然后用校正系数计算出试样校正质量。

(四)检测步骤

用单标移液管吸取5mL过滤后的样品溶液放入一试管及各吸取5mL标准甲醛溶液分别放入试管中,分别加5mL乙酰丙酮溶液,摇动。首先把试管放在(40±2)℃水浴中显色(30±5)min,然后取出,常温下避光冷却(30±5)min,用5mL蒸馏水加等体积的乙酰丙酮作空白对照,用10mm的吸收池在分光光度计412nm波长处测定吸光度。若预期从织物上萃取的甲醛含量超过500mg/kg,或试验采用5:5比例,计算结果超过500mg/kg时,稀释萃取液使之吸光度在工作曲线的范围内(在计算结果时,要考虑稀释因素)。如果样品的溶液颜色偏深,则取5mL样品溶液放入另一试管,加5mL水,按上述操作。用水作空白对照。做两个平行试验。如果怀疑吸光值不是来自甲醛而是由样品溶液的颜色产生的,用双甲酮进行一次确认试验。

双甲酮确认试验:取5mL样品溶液放入一试管(必要时稀释),加入1mL双甲酮乙醇溶液并摇动,把溶液放入(40±2)℃水浴中显色(10±5)min,加入5mL乙酰丙酮试剂摇动,继续把试管放在(40±2)℃水浴中显色(30±5)min,然后取出,常温下避光冷却(30±5)min,用5mL蒸馏水加等体积的乙酰丙酮作空白对照,用10mm的吸收池在分光光度计412nm波长处测定吸光度。对照溶液用水而不是样品萃取液,来自样品中的甲醛在412nm的吸光度将消失。

乙酰丙酮试剂的制备:向1000mL容量瓶中加入150g乙酸铵,用800mL水溶解,然后加入3mL冰醋酸和2mL乙酰丙酮,用水稀释至刻度,用棕色瓶储存。双甲酮的乙醇溶液制备:1g双甲酮用乙醇溶解并稀释至100mL。

(五)结果计算

结果计算用下式来校正样品吸光度:

A=As—Ab—(Ad

式中:A为校正吸光度;As为试验样品中测得的吸光度;Ab为空白试剂中测得的吸光度;Ad为空白样品中测得的吸光度(仅用于变色或沾污的情况下)。用校正后的吸光度数值,通过工作曲线查出甲醛含量,用μg/mL表示。

用下式计算从每一样品中萃取的甲醛量:

式中:F为从织物样品中萃取的甲醛含量(mg/kg);c为读自工作曲线上的萃取液中的甲醛浓度(μg/mL);m为试样的质量(g)。取两次检测结果的平均值作为试验结果,计算结果修约至整数位。如果结果小于20mg/kg,试验结果报告“未检出”。

三、纺织品禁用偶氮染料的检测

(一)概述

偶氮染料是指分子结构中含有偶氮基(—N=N—)的染料。该染料色谱齐全,色光良好,牢度较高,可用于各种纤维的染色和印花,并在皮革、纸张、木材、麦秆、羽毛等的染色以及涂料、油墨、塑料、橡胶等的着色中也有应用。目前,世界市场上2/3左右的合成染料是以偶氮染料为基础制成的,估计2000个品种近60万吨年产量。

偶氮染料本身没有直接的致癌作用,但部分偶氮染料(表1-8-10)在一定条件下,尤其是色牢度不好的时候,就会从织物上转移到人的皮肤上,并且在人体的分泌物的作用下(如酶)发生还原分解反应,并释放出致癌性的芳香胺化合物。这些芳香胺被人体皮肤吸收后,会使人体细胞的DNA发生变化,成为人体病变的诱发因素,具有潜在的致癌性。

表1-8-10 禁止在织物上使用特定(即还原)条件下会裂解产生24种致癌芳香胺的偶氮染料

纺织品禁用偶氮染料的检测常用标准包括:CEN ISO/TS 17234:2003《皮革—化学测试皮革中某些偶氮染料的测定》,EN 14362-1:2003《纺织品某些源自偶氮染料的芳香胺的测定方法第1部分:无须萃取的某些偶氮染料测定》,EN 14362-2:2003《纺织品某些源自偶氮染料的芳香胺的测定方法第1部分:萃取的某些偶氮染料测定》,35LMBG82.02-2《日用品分析纺织日用品上使用某些偶氮染料的检测》,35LMBG82.02-3《日用品测试皮革上使用某些偶氮染料的检测》,35LMBG82.02-4《日用品分析聚酯纤维上使用某些偶氮染料的检测》,DIN 53316:1997《皮革检验皮革某些偶氮染料的测定》和GB/T 17592-2011《纺织品禁用偶氮染料的测定》。

GB/T 17592-2011《纺织品禁用偶氮染料的测定》标准规定了纺织产品中可分解出致癌芳香胺的禁用偶氮染料的检测方法,适用于经印染加工的纺织产品。该标准的测定低限为5mg/kg。

(二)检测原理

纺织样品在柠檬酸盐缓冲溶液介质中用连二亚硫酸钠(保险粉)还原分解以产生可能存在的禁用芳香胺,用适当的液—液分配柱提取溶液中的芳香胺,浓缩后用合适的有机溶剂定容,用配有质量选择检测器的气相色谱仪(GC/MS)进行测定。必要时,选用另外一种或多种方法对异构体进行确认。用配有二极管阵列检测器的高效液相色谱仪(HPLC/DAD)或气相色谱/质谱仪进行定量。

(三)试样制备

对于印花样品的取样比较特殊。第一种为对于有规律的印花,按循环取样后剪碎混合进行检测。对于循环很大或无规律的印花,按地、花面积的比例取样后剪碎混合,再取样检测。对于局部印花的纺织品,取样时应包括印花图案部分。第二种方法为按颜色分别进行检测,单件样品中某一颜色小于检测量时,此种颜色不进行检测,并且在结果中说明试验颜色。

试样制备和处理时取有代表性的样品,剪成约5mm×5mm的小片,混合。

(四)检测步骤

1.反应

从混合样中称取1.0g,精确至0.01g,置于反应器中,加入17mL预热到(70±2)℃的柠檬酸盐缓冲溶液,将反应器密闭,用力振摇,使所有试样浸入液体中,置于已恒温至(70±2)℃的水浴中保温30min,使所有的试样充分润湿。然后,打开反应器,加入3.0mL连二亚硫酸钠溶液,并立即密闭振摇,将反应器再于(70±2)℃水浴中保温30min,取出后2min内冷却到室温。

2.萃取

用玻璃棒挤压反应器中试样,将反应液全部倒入提取柱内,任其吸附15min,用4×20mL乙醚分四次洗提反应器中的试样,每次需混合乙醚和试样,然后将乙醚洗液倒入提取柱中,控制流速,收集乙醚提取液于圆底烧瓶中。

3.浓缩

将上述收集的盛有乙醚提取液的圆底烧瓶置于真空旋转蒸发器上,于约35℃低真空下浓缩至1mL,再用缓氮气流驱除乙醚溶液,使其浓缩至近干。

4.气相色谱/质谱定性分析

准确移取1.0mL甲醇或其他合适的溶剂加入浓缩至近干的圆底烧瓶中,混匀,静置。然后分别取1μL标准工作溶液与试样溶液注入气相色谱/质谱仪。通过比较试样与标样的保留时间及特征离子进行定性。必要时,选用另外一种或多种方法对异构体进行确认。

5.定量分析

准确称取1.0mL内标溶液加入浓缩至近干的圆底烧瓶中,混匀,静置。然后分别取1μL混合标准工作溶液与试样溶液注入HPLC/DAD色谱仪,外标法定量检测计算。

(五)结果结算

外标法试样中分解出芳香胺i的含量按下式计算:

式中:Xi为试样中分解出芳香胺i的含量(mg/kg);Ai为样液中芳香胺i的峰面积(或峰高);Ci为标准工作液中芳香胺i的浓度(mg/L);V为样液最终体积(mL);Ais为标准工作液中芳香胺i的峰面积(或峰高);m为试样量(g)。

四、纺织品致敏分散染料的检测

(一)概述

分散染料是一类分子比较小,结构上不带水溶性基团的染料,借助于分散剂的作用在染液中均一分散而进行染色。它能上染聚酯纤维、醋酯纤维及聚酰胺纤维,成为涤纶的专用染料。经分散染料印染加工的化纤产品,色泽艳丽,耐洗色牢度优良。致敏分散染料隶属于分散染料,是指某些会引起人或动物的皮肤、黏膜或呼吸道过敏的染料。人体吸入性的过敏主要集中于呼吸道和黏膜,部分活性染料(可分为颗粒状和液状)可造成此类致敏。目前,市场上初步确认的致敏染料有27种(不包括部分对人体具有吸入性过敏和接触性过敏反应的活性染料),其中分散染料26种,酸性染料1种。在这27种染料中,有22种被OekO—Tex Standard 100列为生态纺织品的监控项目,其中17种为早期用于醋酯纤维的分散染料,具体禁用致敏染料如表1-8-11所示。

表1-8-11 禁用的致敏染料

续表

国际上纺织品致敏分散染料的测试标准是DIN 54231,中国国家标准是GB/T 20383-2006《纺织品致敏性分散染料的测定》。GB/T 20383-2006标准规定了采用高效液相色谱—质谱检测器法(LC—MS)或高效液相色谱—二极管阵列检测器法(HPLC—DAD)检测纺织产品上可萃取致敏性分散染料。其中LC—MS方法的测定低限为0.5mg/kg, HPLC—DAD方法的测定低限为5mg/kg。

(二)检测原理

检测原理是样品经甲醇萃取后,用高效液相色谱—质谱检测器法对萃取液进行定性、定量测定;或用高效液相色谱—二极管阵列检测器法进行定性、定量测定,必要时辅以薄层层析法(TLC)、红外光谱法(IR)对萃取物进行定性测定。

(三)试样制备

取代表性样品剪成5mm×5mm的碎片,混匀。

(四)检测步骤

1.萃取

称取1.0g试样,精确至0.01g,置于提取器中。往提取器中准确加入10mL甲醇,旋紧盖子,将提取器置于70℃的超声波浴中萃取30min,冷却至室温后,用0.45μm聚四氟乙烯薄膜过滤头将萃取液注射过滤至小样品瓶中,用LC—MS或HPLC—DAD分析。当用HPLC—MS分析时,可根据需要用甲醇将过滤后的萃取液进一步稀释。

2.LC—MS定性定量分析

分别取10μL试样溶液、用于LC—MS分析的标准工作溶液(0.2mg/L和0.8mg/L)进行LC—MS分析。通过选择两级质谱的特定离子对,比较试样与标样色谱峰的相对保留时间进行定性,以外标法定量。

3.HPLC—DAD定性、定量分析

分别取20μL试样溶液、用于HPLC—DAD分析的标准工作溶液进行HPLC—DAD分析,通过比较试样与标样在规定的检测波长下色谱峰的保留时间以及紫外—可见(uV—VIS)光谱进行定性,外标法定量。

需要时可用TLC及IR法对定性结果进行确认,方法如下:将试样萃取液与被怀疑存在的单组分染料标样一起,直接在硅胶60TLC板上点样,点样处离底边2.5cm,点与点之间的距离为2cm,标样的浓度应与试样萃取液相似。TLC展开剂:甲苯/四氢呋喃/正己烷(体积比为5:1:1)。比较试样与标样的比移值(Rf)进行定性确认。必要及条件许可时,可将相应的斑点刮下,用甲醇溶解,通过适当的制样方式进行IR分析,得到定性确认结果。

(五)结果计算

本方法测定结果以各种致敏性分散染料的检测结果分别表示,计算方法如式表示:

式中:Xi为试样中分散染料i的含量(mg/kg);Ai为样液中分散染料i的峰面积(或峰高);Ci为标准工作液中分散染料i的浓度(mg/L);V为试样萃取液体积(mL);Ais为标准工作液中分散染料i的峰面积(或峰高);F为稀释因子;m为试样质量(g)。

五、纺织品致癌染料的检测

(一)概述

染料的致癌性是指某些染料对人体或动物体引起肿瘤或癌变的性能。其致癌原因有多种,一种是在某种条件下裂解产生具有致癌作用的化学物质,如某些偶氮染料在还原条件下会分解产生致癌芳香胺;另一种是染料本身直接与人体或动物体长时间接触就会引起癌变,这是本环节所指的致癌染料。

欧盟指令1999/43/EC和OekO—Tex Standard 100禁止销售和使用9只致癌染料,如表1-8-12所示。

国际上纺织品致癌染料(包括致敏分散染料和致癌分散染料)的测试,标准是DIN 54231,中国国家标准是GB/T 20382-2006《纺织品致癌染料的测定》。

表1-8-12 禁用的致癌染料

(二)检测原理

GB/T 20382-2006标准规定了采用高效液相色谱—二极管阵列检测器法检测经印染加工的纺织产品上可萃取致癌染料的方法。测试原理是样品经甲醇萃取后,用高效液相色谱—二极管阵列检测器法对萃取液进行定性、定量测定。本方法的测定低限为10mg/kg。

(三)试样制备

取代表性样品剪成5mm×5mm的碎片,混匀。

(四)检测步骤

1.萃取

称取1.0g试样,精确至0.01g,置于提取器中。向提取器中准确加入10mL甲醇,旋紧盖子,将提取器置于70℃的超声波浴中萃取30min,冷却至室温后,用0.45μm聚四氟乙烯薄膜过滤头将萃取液注射过滤至小样品瓶中,用HPLC—DAD分析。

2.HPLC—DAD定性、定量分析

分别取20μL试样溶液用于HPLC/DAD分析的标准工作溶液进行HPLC/DAD分析,通过比较试样与标样在规定的检测波长下色谱峰的保留时间以及紫外—可见(uV—VIS)光谱进行定性,外标法定量。

需要时可用TLC及IR法对定性结果进行确认,方法如下:将试样萃取液与被怀疑存在的单组分染料标样一起,直接在硅胶60TLC板上点样,点样处离底边2.5cm、点与点之间的距离为2cm,标样的浓度应与试样萃取液相似。TLC展开剂:甲苯:四氢呋喃:正己烷(体积比为5:1:1)。比较试样与标样的比移值(Rf)进行定性确认。必要及条件许可时,可将相应的斑点刮下,用甲醇熔解,通过适当的制样方式进行IR分析,得到定性确认结果。

(五)结果计算

本方法测定结果以各种致敏性分散染料的检测结果分别表示,计算方法如式表示:

式中:Xi为试样中致癌染料i的含量(mg/kg);Ai为样液中致癌染料i的峰面积(或峰高);Ci为标准工作液中致癌染料i的浓度(mg/L);V为试样萃取液体积(mL);Ais为标准工作液中致癌染料i的峰面积(或峰高);F为稀释因子;m为试样量(g)。

六、邻苯二甲酸盐的检测

(一)概述

邻苯二甲酸盐(Phthalates)是一类广泛使用的增塑剂,对塑料起改性或软化作用,普遍存在于塑料和油漆中。这种物质广泛存在于化妆品、儿童玩具、食品包装中,如果其含量超标,会对人体健康产生很大危害。研究表明,邻苯二甲酸盐在人体和动物体内发挥着类似雌性激素的作用,可干扰内分泌,使男子精液量和精子数量减少,精子运动能力低下,精子形态异常,严重的会导致睾丸癌,是造成男子生殖问题的“罪魁祸首”。在化妆品中,指甲油的邻苯二甲酸盐含量最高,很多化妆品的芳香成分也含有该物质。化妆品中的这种物质会通过女性的呼吸系统和皮肤进入体内,如果过多使用,会增加女性患乳腺癌的概率,还会危害到她们未来生育的男婴的生殖系统。

欧盟于1999年就正式作出决定,在欧盟成员国内,对3岁以下儿童使用的与口接触的玩具(如婴儿奶嘴)以及其他儿童用品中邻苯二甲酸盐的含量进行严格限制。专家发现,含有邻苯二甲酸盐的软塑料玩具及儿童用品有可能被小孩放进口中,如果放置的时间足够长,就会导致邻苯二甲酸盐的溶出量超过安全水平,会危害儿童的肝脏和肾脏,也可引起儿童性早熟危害。2007年1月16日生效的欧盟第2005/84/EC号指令限制玩具及儿童护理用品的邻苯二甲酸盐含量,其中儿童护理用品是指任何有助儿童睡眠、放松、保持卫生以及喂哺儿童或让儿童吸吮的产品,其中包括各种形状及类型的奶嘴。

2005/84/EC号指令对邻苯二甲酸盐的限制:玩具或儿童护理用品的塑料所含的三类邻苯二甲酸盐(DEHP、DBP及BBP),浓度不得超过0.1%;DEHP、DBP及BBP浓度超过0.1%的玩具及儿童护理用品,不得在欧盟市场出售;儿童可放进口中的玩具及儿童护理用品,其塑料所含的三类邻苯二甲酸盐(DINP、DIDP及DNOP),浓度不得超过0.1%;DINP、DIDP及DNOP浓度超过0.1%的玩具及儿童护理用品,不得在欧盟市场出售。

禁止使用的有害邻苯二甲酸盐如表1-8-13所示。

表1-8-13 禁止使用的有害邻苯二甲酸盐

美国总统布什2008年8月14日签署了《2008消费品安全改进法案》(H.R.4040)。法案进一步授权于消费品安全委员会(CPSC)加强消费品特别是儿童产品的安全管理。2010年4月1日,CPSC发布了正式的邻苯二甲酸盐测试标准CPSC—CH—C1001-09.3。对于儿童产品中的邻苯二甲酸盐要求是在CPSIA第108节中规定的。这是2009年3月3日和2009年7月27日,CPSC分别发布邻苯二甲酸盐的测试方法草案CPSC—CH—C1001-09.1和CPSC—CH—C1001-09.2之后,所发布的第三版测试标准,也是正式的测试方法。相比第二个版本,只是对样品制备过程和萃取过程做了细微改动。美国CPSIA的要求为:所有育儿物品中,DEHP、DBP及BBP的含量不得超过0.1%;所有三岁以下可以放入儿童嘴中的玩具及育儿物品,DINP、DIDP及DNOP的含量不得超过0.1%。

邻苯二甲酸盐是一类化合物的总称,主要是作为增塑剂添加到聚氯乙烯(PVC)塑料中起软化作用,其他塑料(如PVA、PVDC、Pu等)中也可能会添加。当然并不是所有的塑料都会含有邻苯二甲酸盐。通常含有邻苯二甲酸盐的材料包括:PVC及相关聚合物塑料,如聚偏氯乙烯(PVDC)和聚乙烯醇(PVA);软塑料,但聚烯烃除外;软橡胶,但硅橡胶和天然乳胶除外;泡沫橡胶或泡沫塑料,如聚亚酯(Pu);表面涂层、防滑涂层、抛光剂、彩釉和印刷图案;睡衣等服装上的弹性材料;黏合剂、密封剂和电气绝缘材料。

邻苯二甲酸盐的测试标准有:EN 14372《儿童产品安全要求及测试方法》,美国CPSC—CH—C1001-09.3《邻苯二甲酸酯测试标准作业程序》及GB/T 22048-2015《玩具及儿童用品中特定邻苯二甲酸酯增塑剂的测定》。

GB/T 22048-2015标准规定了玩具及儿童用品中邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸丁卞酯(BBP)、邻苯二甲酸(2—乙基己基)酯(DEHP)、邻苯二甲酸二正辛酯(DNOP)、邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)和邻苯二甲酸二异癸酯(DIDP)共6种邻苯二甲酸酯增塑剂的测定方法。适用于塑料、纺织品、涂层材料的玩具及儿童用品。

(二)检测原理

将玩具和儿童用品的样品制备成试样后,用二氯甲烷在索氏(SOxhlet)抽提器或者溶剂萃取器中对试样中的邻苯二甲酸酯进行提取。将提取液定容后用气相色谱—质谱联用仪进行定性及定量分析。标准中6种邻苯二甲酸酯增塑剂含量的方法定量限为:DBP、BBP、DE_HP、DNOP为0.001%,DINP、DIDP为0.005%。

(三)试样制备

样品制备过程不应改变样品材料的化学属性。使用刀刃或合适的切削工具从化学实验室样品上刮削试样并剪碎。对油漆涂层取样时应小心地从样品的基体材料上刮削油漆涂层,尽量不要刮削到基体材料。将其制成最大尺寸不超过5mm的均匀碎片。也可使用合适的样品粉碎装置粉碎制备试样。对于单一实验室样品中单一材料的取样量不足10mg时免除测试。

测试时称取约1.0g(精确至0.001g)试样放入抽提纸筒。若无法获得1g试样,最少应称取0.1g试样。

(四)检测步骤

1.提取

(1)方法一。将试样置于150mL索氏抽提器的抽提纸筒中。为了防止试样漂浮,可在抽提纸筒上层放置脱脂棉。向150mL圆底烧瓶中加入120mL二氯甲烷,提取6h,每小时回流次数不少于4次,必要时,使用冷冻循环装置进行冷却回流。冷却后,用合适的浓缩仪浓缩至剩下约10mL的提取液,注意防止被完全蒸干。建议控制旋转蒸发器水浴温度在40~50℃,同时保持压力在30~45kPa,并注意控制回流和浓缩的温度,防止邻苯二甲酸酯的损失。

(2)方法二。将试样置于溶剂萃取器的抽提纸筒中。为了防止试样漂浮,可在抽提纸筒上层放置脱脂棉。向萃取瓶中加入80mL二氯甲烷,于80℃下浸提1.5h,再淋洗1.5h,必要时,使用冷冻循环装置进行冷却回流。最后浓缩至约10mL的提取液,并注意控制回流和浓缩的温度,防止邻苯二甲酸酯的损失。

2.分析溶液准备

过滤,提取液可依实际情况任选一种方法进行定容,经有机相微孔滤膜过滤后,采用GC—MS测定。必要时(如提取液出现黏稠或混浊),可先用固相萃取柱对提取液进行净化处理。净化前先用3mL二氯甲烷预洗活化,然后上样,再用3mL二氯甲烷淋洗3次并收集洗脱液。定容(外标法),转移提取液或者洗脱液至25mL容量瓶中,并用二氯甲烷定容,并注意最终定容体积可以根据测试试样的质量和浓度相应进行调整。定容(内标法),转移提取液或者洗脱液至25mL容量瓶中,加入1mL内标储备溶液,并用二氯甲烷定容,定容后的溶液中含有10 mg/L的内标物。注意最终定容体积和加入的内标储备溶液的体积都可以根据测试试样的质量和浓度相应进行调整,但是最终样品溶液中的内标浓度建议与标准工作溶液中的内标物浓度一致。

3.定性分析测定

通过对比试样和标准工作溶液中目标物的保留时间和特征离子的相对丰度来进行定性分析。以下条件可用于判定样品中是否含相应的邻苯二甲酸酯:样品中目标物的保留时间与标准工作溶液中目标物的保留时间的偏差在±0.5%或±0.1min范围内;特征离子在标准工作溶液中目标物的保留时间处出现;特征离子的相对丰度与标准工作溶液中目标物的相对丰度相一致(相对丰度>50%,允许±10%的偏差;相对丰度为20%~50%,允许±15%的偏差;相对丰度在10%~20%,允许±20%的偏差;相对丰度<10%,允许±50%的偏差)。

4.定量分析测定

实验室可依实际情况任选外标法或者内标法进行定量。选取至少5个等距的不同浓度的标准工作溶液进行测定,以峰面积对浓度绘制标准曲线。标准曲线的线性相关系数不小于0.995,样品溶液中邻苯二甲酸酯的相应值应在仪器的线性范围内,如有必要,可用二氯甲烷进行稀释。由于GC—MS对不同CAS登记号的DINP, DIDP标准物质的响应不同,实验室应尽可能选择与试样相近的标准物质,同时应在报告中标明DINP和DIDP的CAS登记号。对DINP和DIDP的同分异构体进行峰面积积分时,应先将基线拉平。

(五)计算结果

1.外标法

样品中特定邻苯二甲酸酯的含量按下式计算,保留三位有效数字。

式中:Ws为试样中特定邻苯二甲酸酯的含量(%);A为试液中邻苯二甲酸酯的峰面积或峰面积之和;b1为校正曲线的纵坐标截距;a1为校正曲线的斜率(L/mg);V为试液定容体积(mL);m为试样质量(g);D为稀释倍数。

2.内标法

样品中特定邻苯二甲酸酯的含量按下式计算,保留三位有效数字。

式中:Ws为试样中特定邻苯二甲酸酯的含量(%);A为试液中邻苯二甲酸酯的峰面积或峰面积之和;Ais为试液中内标物的峰面积;b2为校正曲线的纵坐标截距;Cis为样品溶液内标物的浓度(mg/L);a2为校正曲线的斜率(L/mg);V为试液定容体积(mL);m为试样质量(g);D为稀释倍数。

七、烷基酚(AP)及烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)的检测

(一)概述

AP是一类由酚烷基化后产生的化合物,又叫烷基酚。烷基酚广泛应用在洗涤剂中,也是燃油、润滑油及聚合物中的添加剂及酚醛树脂的原料之一。APEO是一种重要的聚氧乙烯型非离子表面活性剂,性质稳定、耐酸碱及成本低,广泛应用在纺织印染助剂中。前处理助剂,如精练剂、润湿剂、渗透剂,要求有良好的润湿和渗透性。早期的助剂因耐碱性要求不高,产品中几乎都含有APEO。为了提高酶制品在应用中对纤维的渗透,酶制品中也有一定量的APEO。出于同样原因,染色和印花工艺配方中也经常使用APEO。印花浆料、黏合剂、涂层胶、软片、氨基硅油、防水剂等产品的使用量很大,但是这些产品在制造或乳化时都要使用APEO作为乳化剂。例如,乳液聚合印花黏合剂,就要求加入APEO和AEO作为乳化剂;氨基硅油制成乳液,需以氨基硅油50%的量加入各种不同EO(环氧乙烷)类的APEO作为混合乳化剂,最终经干燥固定在织物上后,APEO也随之沾污在织物上。净洗剂和皂洗剂是印染厂用量很大的一类助剂,这类助剂也大量使用十二烷基苯磺酸钠(LAS)和APEO进行复配。染色时,也会使用含有APEO的匀染剂作为染料分散剂。

APEO中壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO)占80%~85%,辛基酚聚氧乙烯醚(OPEO)占15%以上,十二烷基酚聚氧乙烯醚(DPEO)和二壬基酚聚氧乙烯醚(DNPEO)各占1%。世界烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)年耗量为8.8亿磅,其中80%以上为壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO)。

APEO对生态影响主要包括四个方面:毒性、生物降解性、环境激素、在生产过程中产生有害副产物。APEO的降解性缓慢,生物降解率仅为0~9%。环境激素可以侵入人体,产生类似雌性激素的作用,是危害人体正常激素分泌的化学物质,APEO能导致精子数量减少,生殖器官出现异常,已成为包括人类在内的所有生物的天敌。

APEO的危害如此之大,世界上一些国家从20世纪80年代开始就逐渐限制或禁止使用APEO产品。欧盟早在2003年6月18日就颁布了指令2003/53/EC,内容涉及限制NP/NPEO的使用、流通以及排放。2003/53/EC中规定,如果产品中NP或NPEO含量或在排放物中的NP或NPEO含量等于或高于0.1%(重量比),该物质就不能用于生产。目前欧美客户大多对AP/APEO均有限制要求,APEO包括NPEO/OPEO的含量不能超过100mg/kg, AP包括NP和OP的含量不能超过10mg/kg。

国际上APEO的检测方法是ISO 18254-1:2016,中国有两个标准GB/T 23322-2009《纺织品表面活性剂的测定烷基酚聚氧乙烯醚》和GB/T 23972-2009《纺织染整助剂中烷基苯酚及烷基苯酚聚氧乙烯醚的测定高效液相色谱/质谱法》。

GB/T 23322-2009规定了纺织品中烷基酚聚氧乙烯醚(AP n EO, n=2~16)的反相高效液相色谱(反相HPLC)筛选方法、正相高效液相色谱(正相HPLC)检测方法和液相色谱—串联质谱检测方法。反相HPLC和液相色谱—串联质谱对试样中AP n EO的测定低限为1.0mg/kg,正相HPLC对试样中AP n EO的测定低限为10mg/kg。

(二)检测原理

用甲醇作为提取溶剂,用索氏抽提法提取试样中的APEO,提取液经浓缩和净化后,用配有荧光检测器的高效液相色谱仪测定,或用液相色谱—串联质谱测定,外标法定量。

(三)试样制备

测试时取代表性试样,剪成约5mm×5mm的碎片,混匀。称取1g试样(精确至0.01g),置于索氏提取装置中,加入150mL甲醇到接收瓶中,抽提3h,每秒流速1~2滴。用旋转蒸发器将提取液浓缩至千。准确加入2.0mL甲醇或异丙醇溶解残渣,用0.45μm滤膜将样液过滤至小样品瓶中,供仪器分析用。当试样(如蚕丝类)中杂质干扰测试结果时,可采用以下净化方法。用10mL甲醇—水溶液溶解上述浓缩瓶中的残渣,全部转移至固相萃取柱中,控制流速为1~2mL/min。减压抽干10min,用5mL甲醇—二氯甲烷溶液洗脱,收集洗脱液。将洗脱液用氮气吹千,准确加入2.0mL甲醇或异丙醇溶解残渣。用0.45pm滤膜将样液过滤至小样品瓶中,供仪器分析用。

(四)检测步骤

反相高效液相色谱筛选法:根据样液中AP n EO含量,选择浓度相近的标准工作溶液。对标准工作溶液和样液等体积穿插进样测定。标准工作溶液和样液中AP n EO的响应值均应在仪器检测的线性范围内。当样液的色谱峰保留时间与标准工作溶液一致时,待测物需要用正相HPLC法或LC—MS/MS法进一步分析确证。

(五)结果计算

式中:X为试样中OPnEO或NPnEO的含量(mg/kg);A为样液中OPnEO或NPnEO的色谱峰面积;Cs为标准工作液中OPnEO或NPnEO的浓度(mg/L);V为样液最终定容体积(mL);As为标准工作液中OPnEO或NPnEO的色谱峰面积;m为样液所代表试样的质量(g)。

八、重金属离子含量的测定

(一)概述

纺织品上可残留的重金属有镍、铬、钴、汞、砷、镉、锑、铅、铜10种。过量的重金属被人体吸收会累积于人体的肝、骨骼、肾及脑中,不仅会减弱人体免疫功能、诱发癌症,还可能引起慢性中毒,伤害人的中枢神经。

纺织品上的重金属主要来源于印染工艺中使用的部分染料、氧化剂和催化剂,其中大部分并不对人体造成危害,法规和标准所规定的是可萃取重金属的限量,是指在一定条件下可从纺织品中萃取出的量。

1.镍

镍是合金材料中常使用的一种金属,通常起着增强硬度和防止腐蚀的作用。镍及镍化合物被怀疑有致癌作用,镍对部分人会引起过敏反应。1999年,欧盟对进口纺织品进行规定:禁止在市场上销售的产品使用含镍在0.5mg/cm2以上与人体接触的附件,如纽扣、拉链、装饰品等金属物。镍主要存在于纺织品及服装的附件,如油漆涂料、墨水、拉链、塑料件和金属化合物中。

2.汞

汞是一种以金属汞(液态)、气态(加热时)和固态(无机汞和有机汞)多种形态存在的化合物,汞及其化合物会造成中枢神经的损坏,有些汞化合物极可能有致癌的作用。纺织品及服装中极少有超量汞的存在。

3.镉

镉是一种常用金属,具有不易腐蚀的特点,镉及其化合物常有致癌的作用。在纺织品和服装中,镉常会存在于塑料件、涂料(特别是红色、橙色、黄色和绿色)以及金属涂层中。

4.铅

铅常用于电池、油漆、塑料(用作热稳定剂)、陶瓷等的生产加工中。铅及其化合物是极可能致癌的物质,并且会损坏人的中枢神经(特别是儿童)、肾及免疫系统。铅常会存在于纺织品和服装的塑料件、油漆、涂料以及金属涂层中。

5.铬

铬通常以三种主要形态存在:铬(0)、铬(Ⅲ)和铬(Ⅵ),铬(Ⅲ)是其存在的主要形态。铬(Ⅵ)和某些化合物是已知的致癌物质,铬(Ⅵ)还会腐蚀皮肤,引起过敏反应。铬(Ⅵ)常会存在于纺织品和服装的塑料件、涂料以及经鞣制的皮革中。

6.锑

锑对人体及环境生物具有毒性作用,可引起肺癌,对皮肤有放射性损伤,锑及其化合物已经被许多国家列为重点污染物。锑常存在于纺织品使用的阻燃剂上。

7.砷

砷及其化合物具有毒性。一般来说,无机砷比有机砷的毒性大,三价砷比五价砷的毒性大。过量的砷会干扰细胞的正常代谢,影响呼吸和氧化过程,使细胞发生病变。砷还可直接损伤小动脉和毛细血管壁,并作用于血管舒缩中枢,导致血管渗透性增加,引起血容量降低,加重脏器损害,使肠胃功能紊乱。砷常存在于植物生长过程中。

8.钴

钴浓度超标时会引起很多严重的健康问题,可能引起肺癌,对呼吸系统、眼、皮肤、心脏等器官造成不良影响。钴常存在于催化剂、染料、抗菌剂中。

9.锌

锌过量时减弱人体免疫功能,影响铁的利用,并可造成胆固醇代谢紊乱,甚至诱发癌症。锌常存在于抗菌剂中。

10.铜

铜会降低人体对铁、锌等微量元素的吸收,诱发缺铁症或缺锌症,甚至可能引起中毒,损害肝脏,导致肝损害、小脑功能失调等,过量时引发贫血。铜常存在于染料、抗菌剂、固色剂、媒染剂、服装辅料中。

英国在纺织品中重金属的测量方面起步较早。1986年英国率先颁布了纺织品中重金属总量的湿法灰化标准方法BS 6648,至今依然被使用。1987年又颁布了重金属分析标准BS 6810,该标准将可溶性重金属和重金属总量同时纳入检测范围,并于2005年将原标准中的两种仪器测试方法从1987年的原子吸收光谱法(AAS)和比色法拓展到包含等离子体原子发射光谱法(ICP—AES)在内的三种仪器测试方法。但是,英国纺织品标准中可溶性重金属前处理条件(即将试样通过盐酸浸提)的出发点与目前评价生态纺织品时所采用的重金属控制概念有较大的不同,其浸提条件更侧重于化学分析的客观性而有别于纺织品实际的衣着环境,因而在具体评价某一纺织品的品质特性时与通用的纺织品品质检验脱节。

1992年,国际环保纺织协会发布第1版生态纺织品技术要求OekO—Tex Standard 100,并于同年发布对应的第1版测试程序OekO—Tex Standard 200。经过近20年的不断完善,该系列标准重金属残留越来越基于特定条件或环境要求而设计,以考核产品安全性能为宗旨。从1992版到2018年版,OekO—Tex Standard 100和OekO—Tex Standard 200,限定范围从最初的可萃取重金属拓展到包含总铅、总镉,可萃取六价铬前处理条件由0.5%碳酸钠溶液修改为与其他重金属萃取条件一样,即采用人造酸性汗液为提取介质。

我国于1998年颁布第一版GB/T 17593-1998《纺织品重金属离子检测方法原子吸收分光光度法》,此版标准有机结合了当时OekO—Tex标准的萃取条件和BS:6810的测定方法,对可萃取重金属和重金属总量测定都做了比较详细的规定。由于测试技术的发展进步,2006年,我国对该标准进行了修订,根据不同金属性质以及相对应的仪器方法将标准分为4个部分,即第1部分:原子吸收分光光度法;第2部分:电感耦合等离子体原子发射光谱法;第3部分:六价铬分光光度法;第4部分:砷、汞原子荧光分光光度法。

(二)纺织品中重金属镉(Cd)、钴(Co)、铬(Cr)、铜(Cu)、镍(Ni)、铅(Pb)、锑(Sb)、锌(Zn)含量的检测

GB/T 17593. 1-2006《纺织品重金属的测定第1部分:原子吸收分光光度法》标准规定了用石墨炉或火焰原子吸收分光光度计测定纺织品中可萃取重金属镉(Cd)、钴(CO)、铬(Cr)、铜(Cu)、镍(Ni)、铅(Pb)、锑(Sb)、锌(Zn)八种元素的方法。

1.检测原理

试样用酸性汗液萃取,在对应的原子吸收波长下,用石墨炉原子吸收分光光度计测量萃取液中的镉、钴、铬、铜、镍、铅、锑的吸光度,用火焰原子吸收分光光度计测量萃取液中铜、锑、锌的吸光度,对照标准工作曲线确定相应重金属离子的含量,计算出纺织品中酸性汗液可萃取重金属含量。

2.试样制备

测试时取有代表性样品,剪碎至5mm×5mm以下,混匀,称取4g试样两份(供平行试验),精确至0.01g,置于具塞三角烧瓶中。加入80mL酸性汗液,将纤维充分浸湿,放入恒温水浴振荡器中振荡60min后取出,静置冷却至室温,过滤后作为样液供分析用。

3.检测步骤

测定时,将标准工作溶液用水逐级稀释成适当浓度的系列工作溶液。分别在228.8nm(Cd)、240.7nm(CO)、357.9nm(Cr)、324.7nm(Cu)、232.0nm(Ni)、283.3nm(Pb)、217.6nm(Sb)、213.9nm(Zn)波长下,用石墨炉原子吸收分光光度计,按浓度由低至高的顺序测定系列工作溶液中镉、钴、铬、铜、镍、铅、锑的吸光度;或用火焰原子吸收分光光度计,按浓度由低至高的顺序测定系列工作溶液中铜、锑、锌的吸光度,以吸光度为纵坐标,元素浓度(μg/mL)为横坐标,绘制工作曲线。按所设定的仪器及相应波长上,测定空白溶液和样液中各待测元素的吸光度,从工作曲线上计算出各待测元素的浓度。

4.结果计算

试样中可萃取重金属元素i的含量,按下式计算:

式中:Xi为试样中可萃取重金属元素i的含量(mg/kg);Ci为试样中被测元素i的浓度(μg/mL);CiO为空白溶液中被测元素i的浓度(μg/mL);V为样液的总体积(mL);m为试样的质量F为稀释因子。

(三)纺织品中六价铬含量检测

GB/T 17593. 3-2006《纺织品重金属的测定第3部分:六价铬分光光度法》标准规定了采用分光光度计测定纺织品萃取溶液中可萃取六价铬含量的方法。本方法的测定低限为0.20mg/kg。

1.检测原理

试样用酸性汗液萃取,将萃取液在酸性条件下用二苯基碳酰二肼显色,用分光光度计测定显色后的萃取液在540nm波长下的吸光度,计算出纺织品中六价铬的含量。

2.检测步骤

萃取液的制备与GB/T 17593.1-2006一致。测定时移取20mL样液,加入1mL磷酸溶液,再加入1mL显色剂混匀;另取20mL水,加1mL显色剂和1mL磷酸溶液,作为空白参比溶液。于室温下放置15min,在540nm波长下测定显色后样液的吸光度,该吸光度记为A 1。考虑到样品溶液的不纯和褪色,取20mL的样液加2mL水混匀,水作为空白参比溶液,在540nm波长下测定空白样液的吸光度,该吸光度记为A2

3.结果计算

(1)根据下式计算每个试样的校正吸光度:

A=A1—A2

式中:A为校正吸光度;A1为显色后样液的吸光度;A2为空白样液的吸光度。

用校正后的吸光度数值,通过工作曲线查出六价铬浓度。

(2)根据下式计算试样中可萃取的六价铬含量:

式中:X为试样中可萃取的六价铬含量(mg/kg);C为样液中六价铬浓度(mg/L);V为样液的体积(mL);m为试样的质量(g);F为稀释因子。

以两个试样的平均值作为样品的试验结果,计算结果取小数点后两位。

(四)纺织品中砷、汞含量检测

GB/T 17593. 4-2006《纺织品重金属的测定第4部分:砷、汞原子荧光分光光度法》标准规定了采用荧光分光光度仪(AFS)测定纺织品中可萃取砷、汞含量的方法。本方法砷测定低限为0.1mg/kg,汞测定低限为0.005mg/kg。

1.检测原理

用酸性汗液萃取试样后,加入硫脲—抗坏血酸将五价砷转化为三价砷,再加入硼氢化钾使其还原成砷化氢,由载气带入原子化器中并在高温下分解为原子态砷。在193.7nm荧光波长下,对照标准曲线确定砷含量。汞测试原理是用酸性汗液萃取试样后,加入高锰酸钾将汞转化为二价汞,再加入硼氢化钾使其还原成原子态汞,由载气带入原子化器中。在253.7nm荧光波长下,对照标准曲线确定汞含量。

2.检测步骤

萃取液制备:从剪碎至5mm×5mm以下的混匀样品中称取4g试样两份(供平行试验),精确至0.01g,置于具塞三角烧瓶中。加入80mL酸性汗液,盖上瓶塞,用力振摇使纤维充分浸湿,放入恒温水浴振荡器中振荡约60min后取出,静置,冷却至室温,用玻璃砂芯漏斗过滤。

砷测定以硼氢化钾溶液作为还原剂,同时以硝酸溶液作为洗液,进行仪器测定。在193.7nm处测定标准系列溶液的荧光强度,以浓度为横坐标,荧光强度为纵坐标绘制标准曲线。同样条件下测量砷试液的荧光强度,与标准工作曲线比较定量。汞测定以硼氢化钾溶液作为还原剂,同时以硝酸溶液作为洗液,进行仪器测定。在253.7nm处测定标准系列溶液的荧光强度,以浓度为横坐标,荧光强度为纵坐标绘制标准曲线。同样条件下测量汞试液的荧光强度,与标准工作曲线比较定量。

3.结果计算

试样中可萃取砷或汞含量按下式计算:

式中:X为试样中可萃取砷或汞的含量(mg/kg);C1为样液中砷或汞的含量(μg/L);C0为试剂空白液中砷或汞含量(μg/L);V为样液体积(mL);m为样品质量(g);F为稀释因子。

检测结果取两次测定的平均值,计算结果取小数点后三位。

九、金属镍释放的检测

(一)概述

镍是目前欧洲接触性过敏的最常见原因,欧洲有10%~20%的女性对镍过敏。某些含镍的材料经直接和长期与皮肤接触,其释放出的镍离子会被皮肤吸收,从而引起过敏反应。而进一步暴露在可溶性镍盐的环境下,则可导致过敏性接触性皮炎。

欧盟委员会发布的2004/96/EC指令规定把穿入或直接植入人体的金属饰品或产品的标准镍释放量限定值为<0.2μg/(cm2.周),对其他的物件则仍维持镍释放量<0.5μg/(cm2.周)的规定,方法标准使用EN 1811。

EN 1811规定了一种模拟从直接和长期与皮肤接触的物件中释放出镍的方法,并规定了测定的镍释放量应<0.5μg/(cm2.周)。将欲测定其镍释放量的物件置于人工汗液试液中一周,随后用原子吸收分光光度计(AAS)、等离子发射光谱仪(ICP)或其他合适的分析手段,测定试液中溶解的镍的浓度,并以μg/(cm2.周)表示镍释放量。

EN 1811可以用于金属或金属镀层物件的镍释放量的测定,对这些物件中某些非直接与皮肤接触的区域表面可以通过涂覆蜡或清漆的办法,来防止这些区域表面的镍释放,以获得可靠和合理的测试结果。而现实生活中,有许多由金属材料制成的饰件或辅料,或由于装饰需要,或由于保护的需要,物件的表面会用各种具有遮盖功能的材料进行涂层覆盖。这种产品的测试用EN 1811是不可行的。欧盟于2005年12月正式发行了EN 12472标准。

EN 12472规定了在对直接和长期接触皮肤的有涂层覆盖的物件的镍释放量测试中,加速磨损和腐蚀的方法。先将被测样品置于腐蚀性气氛中,然后将其与由研磨膏和细颗粒磨料组成的磨损介质一起置于翻滚的桶内。翻滚该桶,使被测物件与磨损介质发生摩擦,然后按EN 1811测定磨损后被测样品的镍释放量。

国标镍释放含量测试的常用标准是GB/T 30158-2013,其规定了纺织制品中的附件,如拉链、纽扣等与皮肤频繁接触材料的镍释放量。

(二)检测原理

将用于测试镍释放量的附件样品放置于人工汗液中一周,用原子吸收光谱仪、电感耦合等离子体发射光谱仪或者其他合适的分析仪器测定释放溶液中镍的浓度,结合样品面积算出附件的镍释放量。镍的释放量用μg/(cm2.周)表示。

测试前,首先需要选择好最有可能直接与皮肤频繁接触样品表面,然后确定采用何种镍释放的测试方法。在进行测试前,需要先测定所选定表面的表面积并选择合适的仪器设备测定测试溶液中镍的浓度。

进行测试样品的镍释放量必须具有代表性,没有直接与皮肤频繁接触的样品表面不应作为测试面积进行选取。进行镍释放测定的表面应确定是均质还是非均质材料制成,可通过视觉观察得出。对于均质物品,不用考虑表面是否直接与皮肤频繁接触,可对整个样品表面进行镍释放量的测定。对于非均质物品,镍释放量的测定需选取具有代表性的表面进行。具体可参考以下情形。

(1)情形一。直接与皮肤频繁接触的表面由不同材料组成或存在不同表面处理方式时,应进行拆卸成或剪成各自含有均质的分部分。各分部分根据均质材料样品进行测试。计算各分部分的镍释放量,进行面积加权后得到直接与皮肤频繁接触部分的平均释放量。应尽可能计算直接与皮肤频繁接触未掩盖部分的面积。

(2)情形二。当样品既不符合上述情形一,又不能被拆卸或剪切时,将整个样品按均质样品进行测试,以平均镍释放量表示其最终结果。在没有其他选择的情况下,平均镍释放量是可以得到的最佳评估。

样品测试面积应为表面直接与皮肤频繁接触的附件面积,单位为平方厘米。为达到必要的分析灵敏度,被测样品测试面积至少0.2cm2,必要时完全相同的样品可以一起测试以达到该最小面积。当样品由均一性材料制成时,样品的整个面积都应被考虑,无论其是否频繁与人体皮肤接触。为避免从样品非测试表面上释放出镍,这类表面应除去或加以保护,使其不接触人工汗液。在去除油脂后,涂上一层或多层能防止镍释放的蜡或漆。

(三)试样制备

在室温下,将样品置于脱脂溶液中轻轻搅动2min,以水冲洗、晾干。取出油脂后的样品,应使用塑料镊子或戴清洁的防护手套进行后续试验。

(四)检测步骤

测试前需要制备人工汗液,其主要成分包括氯化钠、乳酸、尿素、1mOl/L氢氧化钠溶液和0.1mOl/L氢氧化钠溶液。将(1.00±0.01)g尿素,(5±0.05)g氯化钠和(1.00±0.01)g乳酸置于1000mL烧杯中,加入水900mL,搅拌至试剂完全溶解。用1mOl/L的氢氧化钠溶液调节人工汗液pH至5.50±0.05,然后逐滴加入0.1mOl/L的氢氧化钠溶液,直至pH稳定在6.50±0.05。10min后再测试人工汗液的pH,确保在6.50±0.05范围内。将人工汗液转移至1000mL容量瓶,以水稀释至刻度,人工汗液配制后应在当天内使用。

将试样采用合适的方式置于带盖的容器内,按照试样测试1mL/cm2的比例加入人工汗液。试样测试面积应全部浸入人工汗液中,但用蜡或漆保护的表面不必侵入。无论试样测试面积大小,人工汗液至少为0.5mL用密闭的盖子封盖容器,以免汗液蒸发。记录试样测试面积和使用的人工汗液体积。将容器静置于温度恒定的水浴或烘箱内,于(30±2)℃下静置一周,不要搅动。一周后,将试样缓慢地从人工汗液中取出,并适当地翻转以收集包括试样孔洞内的所有人工汗液,不要冲洗试样。将收集到的人工汗液定量转移至适当的容量瓶中。为防止释放出的镍再沉淀,向容量瓶内加入适量的稀硝酸溶液,以水稀释至刻度,使溶液中的硝酸浓度约为1%,此溶液即为测试溶液。容量瓶大小的选定应考虑测定镍时所用仪器的灵敏度,测试溶液的最后体积至少为2mL。

采用镍标准储备液配制成系列标准溶液,标准溶液基体应与测试溶液尽量保持一致,校准溶液的浓度范围应包括测试溶液中镍的浓度。只要可能,至少用3份平行样品进行测定。

(五)结果计算

按下式计算样品的镍释放量(d),以μg/(cm2.周)表示。取测定结果的算术平均值作为试验结果。

式中:a为试样测试面积(cm2);V为测试溶液的体积(mL);C1为一周后测试溶液中的镍浓度(μg/L);C0为一周后空白试验溶液中的镍浓度(μg/L)。

十、纺织品有机锡化合物的检测

(一)概述

有机锡化合物是锡和碳元素直接结合所形成的金属有机化合物,被广泛地应用于纺织品、皮革和塑料产品中,如鞋的内底、袜子和运动衣的抗菌整理、PVC生产过程中的稳定剂和硅橡胶生产过程中的催化剂。随着有机锡化合物用途日益广泛,造成的环境污染和对人体的危害也日趋严重。有机锡化合物是合成化合物,属环境荷尔蒙之一,毒性较大,具有干扰生物体内荷尔蒙的合成、分泌和输送等作用,进而影响生物体的发育、生长或生殖等生命活动。

自2009年7月起,欧盟执行2009/425/EC指令,从而正式开始限制对消费产品中特定有机锡化合物的使用,指令规定:自2010年7月1日起,欧盟在所有消费品中限制使用三丁基锡(TBT)和三苯基锡化合物(TPT),其限量要求为商品中锡含量的质量百分比浓度小于0.1%,如若检出超标,则该批消费品将遭到退货乃至严厉地召回处罚。因此,中国国家之间总局发布公告,从2010年07月起,我国出口欧盟的消费品中禁止含有特定有机锡化合物,提示生产企业严格遵守,避免含有有机锡化合物的产品未经过检测出口至欧盟而造成损失。对于有机锡化合物在纺织品成品和半成品中的限制使用,OekO—Tex Standard 100标准明确规定:婴儿用品的三丁基锡含量应小于0.5mg/kg,二丁基锡含量小于1.0mg/kg。

国际上有机锡化合物的测定方法是ISO 17353《水质—选定有机锡化合物的测定—气相色谱分析法》,国标测试方法有GB/T 20385-2006《纺织品有机锡化合物的测定》和GB/T 29493.3-2013《纺织染整助剂中有害物质的测定第3部分:有机锡化合物的测定气相色谱—质谱法》。

GB/T 20385-2006标准规定了采用气相色谱—火焰光度检测器法(GC—PFD)或气相色谱—质谱检测器法(GC—MS)测定纺织品中三丁基锡(TBT)、二丁基锡(DBT)和单丁基锡(MBT)的方法。本方法中GC—PFD法的有机锡测定低限为0.1mg/kg, GC—MS法有机锡测定低限为0.2mg/kg。

(二)检测原理

用酸性汗液萃取试样,在pH=4.0±0.1的酸度下,以四乙基硼化钠为衍生化试剂、正己烷为萃取剂,对萃取液中的三丁基锡、二丁基锡和单丁基锡直接萃取衍生化。用配有火焰光度检测器的气相色谱仪或气相色谱—质谱仪测定,外标法定量检测计算。

(三)试样制备

萃取液制备:测试时取有代表性的试样,剪碎至5mm×5mm以下,混匀后称取4g,精确到0.01g,置于150mL具塞三角瓶中。

(四)检测步骤

加入80mL酸性汗液,将纤维充分浸湿,放入恒温水浴振荡器中振荡60min。用配有水系过滤膜的溶剂过滤器过滤萃取液(此过程需使用真空泵),作为样液供衍生化用。

衍生化时用移液管准确移取20mL上述样液于50mL平底烧瓶中。添加2mL乙酸缓冲溶液,摇匀。依次加入2mL四乙基硼化钠溶液、2mL正己烷,上套球形冷凝管,通入冷水后,电磁搅拌器搅拌30min。将反应液转移至分液漏斗中,经充分振荡后,去除水相,从分液漏斗分离出1mL正己烷,转移至具塞试管中,加入适量无水硫酸钠脱水。此溶液供GC—FPD或GC—MS分析。

标准添加溶液的制备:准确吸取适量的标准工作液至50mL平底烧瓶中,加入酸性汗液至总体积为20mL,此溶液作为标准添加溶液,随同样液衍生化。

GC—PFD:取衍生化的样液和标准添加溶液,按规定的条件进行分析。

GC—MS:取衍生化后的样液和标准添加溶液,按规定的条件进行分析。如果样液与标准工作液的选择离子色谱图中,在相同保留时间有色谱峰出现,选择离子对其确证。同时需要对酸性汗液进行空白试验,以保证所用酸性汗液不含有可检出的有机锡化合物。

(五)结果计算

试样中有机锡化合物i的含量按下式计算:

式中:Xi为有机锡阳离子含量(mg/kg);Ai为衍生化样液中有机锡i衍生物的峰面积(或峰高);Ais为衍生化标准添加溶液中有机锡i衍生物的峰面积(或峰高);Ci为标准添加溶液中相当有机锡i阳离子的浓度(mg/L);V为样液的体积(mL);m为样液代表的试样量(g)。

测定结果以各有机锡的检测结果分别表示,计算结果取小数点后一位。

十一、纺织品全氟辛酸类化合物(PFOA)和全氟辛基磺酸化合物(PFOS)检测

(一)概述

全氟化合物具有优良的稳定性(热稳定和化学稳定)、高表面活性、疏水和疏油性能,被广泛应用于润滑剂、表面活性剂、清洗剂、化妆品、纺织品及皮革制品等领域。其中,PFOA和PFOS是目前最受关注的两种典型的全氟化合物。PFOA代表全氟辛酸及其含铵的主盐,或称为“C8”,作为一种人工合成的化学品,通常用于生产高效能氟聚合物时所不可或缺的加工助剂。目前市场上供应的氟碳表面活性剂和含氟拒水拒油整理剂大都是C8全氟烷衍生物,原料为PFOS/PFOA,在纺织行业的应用主要有以下几项:

(1)纺织服装防水、拒油、易去污整理剂。

(2)合成纤维织造过程中所使用的油剂中添加0.05%碳氟表面活性剂,可使油剂的流平性、铺展性大大增强,从而提高油剂在合纤表面的扩散性,增加合纤表面的润滑性。

(3)把具有抗静电作用的氟碳表面活性剂添加剂加到纺丝液中,或添加到纤维后续加工过程中所用的溶剂中,赋予纤维表面吸湿性和离子性,从而提高纤维的导电性,达到防止和消除静电的功效。

(4)经过整理剂处理过的纺织品,界面张力很低,如果用一般的涂料很难印染上需要的花纹,如果在涂料或染料印浆内加入比制品界面张力更低的氟碳表面活性剂来改变涂料或染料的表面性能,就可以使已整理过的制品进行印花或染色。

PFOS/PFOA的持久性强,是目前世界上发现的最难降解的有机污染物之一,在硫酸中煮1h也不分解。PFOS/PFOA可以在有机生物体内聚积,通过水生生物的富积作用和食物链向包括人类在内的高生物转移。同时PFOS具有肝脏毒性,影响脂肪代谢;使实验动物精子数减少、畸形精子数增加;引起机体多个脏器器官内的过氧化产物增加,造成氧化损伤,直接或间接地损害遗传物质,引发肿瘤;PFOS破坏中枢神经系统内兴奋性和抑制性氨基酸水平的平衡,使动物更容易兴奋和激怒;延迟幼龄动物的生长发育,影响记忆和条件反射弧的建立;降低血清中甲状腺激素水平。早在2002年12月,欧盟经济合作与发展组织在其召开的第34次化学品委会联合会议上就将PFOS定义为持久存在于环境、具有生物富集性并对人类有害的物质。PFOS具有肝脏毒性、神经毒性、心血管毒性、生殖毒性、免疫毒性、遗传毒性及致癌性等,被认为是一种具有全身多脏器毒性的环境污染物。动物实验表明,每千克体重2mg的PFOS即可导致死亡,且对生殖系统、细胞功能、激素系统均会产生影响。

基于PFOS/PFOA物质具有持久性、高度生物累积性、有毒以及可以远距离环境迁移的特点,符合斯德哥尔摩公约关于持久性有机污染物定义特征,被普遍认为是符合国际POPs公约组织所定义的持久性有机污染物(简称POP)、持久累积毒性物(简称PBT)类物质,因而引起了更加广泛的关注。1999年美国环保局就开始对PFOS展开调查,调查表明PFOS对动物有毒,广泛存在于人体和野生动物体内,不易降解。2000年5月16日,3M公司宣布自愿从2001年起逐步淘汰PFOS和与PFOS有关物质的生产,到2003年初生产完全停止。2001年PFOS已经被列入美国环保署(uSEPA)持久性污染物黑名单之列。瑞典于2005年7月6日发布通告,规定禁止将PFOS类物质禁止投放瑞典市场或供专业使用。2006年12月27日,欧洲议会和部长理事会联合发布《关于限制全氟辛烷磺酸销售及使用的指令》,欧盟将严格限制PFOS的使用。2014年10月17日,德国根据REACH法规提交了PFOA的限制使用提案。2014年12月17日,欧盟化学品管理局(ECHA)发布提案要求对PFOA、全氟辛酸盐及其衍生物(可能会分解为PFOA的物质)采取限制性措施。PFOA将会成为REACH附录17的第65个受限物质。在舆论压力下,著名运动服装品牌PuMA承诺在2015年元旦前在全球范围内禁用长链PFCs(全氟化合物),2017年12月31日前禁用长链PFCs除外的其他PFCs。阿迪达斯也承诺2015年1月1日前逐步淘汰长链PFCs的使用,并保证2017年12月31日前实现99%的产品不含PFCs。

国际上测试PFOA/PFOS的标准有BS ISO 25101:2009《水质—全氟的测定(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)—方法采用固相萃取和液相色谱/质谱联用未经过滤的样本》和DIN CEN/TS 15968-2010《提取PFOS的涂层和浸渍测定固体物品,液体和消防泡沫—取样,提取和分析LCqMS或LC串联/MS方法》。中国标准有GB/T 29493.2-2013《纺织染整助剂中有害物质的测定第2部分:全氟辛烷磺酰基化合物(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)的测定高效液相色谱—质谱法》。

GB/T 29493. 2-2013规定了纺织染整助剂中PFOS和PFOA的高效液相色谱—质谱检测方法,适用于各类纺织染整助剂中的PFOS和PFOA的测定。本方法的测定低限为10mg/kg。

(二)检测原理

样品用甲醇溶剂,以超声波提取试样中PFOS和PFOA,以高效液相色谱—质谱联用仪(HPLC—MS/MS)测定和确证,外标法定量检测计算。

(三)试样制备

称取1.00g试样(精确至0.01g),置于提取器中,准确加入10.0mL甲醇加塞密闭。将提取器置于(70±5)℃可控温超声波浴中提取(30±2)min时,冷却到室温。用一次性注射器将样品溶液通过0.45尼龙过滤头过滤至样品瓶中,以甲醇稀释10倍后,进行HPLC—MS/MS分析。

(四)检测步骤

HPLC—MS/MS定性和定量分析:分别取10μL试样溶液和标准工作溶液进行HPLC—MS/MS分析。通过比较试样溶液与标准工作溶液的保留时间以及质谱中两个离子进行定性分析,通过比较试样与标样在定量离子对的色谱峰面积进行定量分析。

(五)结果计算

样品中PFOS和PFOA含量以W表示,数值以mg/kg表示,按下式计算:

式中:W为样品中全氟辛基磺酸钾和全氟辛酸的含量(mg/kg);ρ为标准溶液全氟辛基磺酸钾和全氟辛酸的质量浓度(μg/L);V为样品提取所用甲醇的总体积(mL);A为样品溶液中全氟辛基磺酸钾和全氟辛酸的峰面积;F为稀释因子;m为样品质量(g);As为标准溶液中全氟辛基磺酸钾和全氟辛酸的峰面积。

十二、纺织品短链氯化石蜡(SCCP)的测定

(一)概述

SCCP是一类由正构烷烃氯化衍生而成的复杂混合物。碳原子数为10~13,根据含氯量的不同可分为:42%、48%、50%~52%、65%~70%四种。前三者淡黄色黏稠液体,后者为黄色黏稠液体。SCCP是一组合成混合物,产品随着含氯量的递增,性能由增塑性逐步向阻燃性过渡,42%、48%、50%~52%三种可代替部分主要作增塑剂,不仅降低成本,而且使制品具有阻燃性,相容性也好。65%~70%主要用作阻燃剂,与三氧化二锑混合使用于聚乙烯、聚苯乙烯等中。因此SCCP主要用于金属加工液、密封剂、橡胶和纺织品的阻燃剂、皮革加工以及涂料涂层等。

短链氯化石蜡具有生物毒性,影响免疫系统和生殖系统。同时,被认为是对环境危险的物质,因为此类物质对水生物有很强的毒性。它们并不会自然分解,而且往往会在生物圈中沉积,对环境有持久性影响。据GST统计,2012~2016年,RAPEX共通报了59起SCCPs超标的案例。被通报的产品中,有44款产品原产国来自中国,占比达到74.5%。

斯德哥尔摩公约委员会认为SCCP符合公约附件D中提到的有关持久性有机物的筛选标准,预示着SCCP将被列入限控清单,并将在全球范围内禁用或严格限用。SCCP已被美国环境保护署EPA列在排放毒性化学品目录中。在加拿大环境保护法案中,SCCP也被列为“一类”首要毒性物质。欧盟于2002年7月6日公布指令2002/45/EC(76/769/EEC指令的第20次修订)要求:不得将含有SCCP或质量百分比超过1%的配制品用于金属加工和皮革的脂肪浸渍处理。该指令已于2004年1月6日开始实施。在欧盟REACH法规中,SCCP也被定义为高度关注物质即SVHC。产品当中如果含有此类物质并达到一定程度,企业需要向欧盟化学品管理局申请授权或通报,也可能被要求将相关信息传达给下游买家或普通消费者。

国际上SCCP的测试方法包括ISO 12010-2012《水质—水中短链多氯代三苯烷类(SC_CPs)的测定—使用气相色谱质谱分析法(GC—MS)和否定化学电离法(NCl)》ISO 18219-2015《皮革—皮革中氯化烃的测定—用于短链氯化石蜡(SCCP)的色谱法》。国内关于SCCP的测定电子电气行业有国家标准GB/T 33345-2016《电子电气产品中短链氯化石蜡的测定气相色谱—质谱法》,而纺织行业只有中华人民共和国出入境检验检疫行业标准SN/T 4083-2014。

SN/T 4083-2014标准规定了纺织品中短链(C10~C13)氯化石蜡的测定方法,适用于纺织品及其制品中短链氯化石蜡的测定。本方法对纺织品中短链氯化石蜡的测定低限为20mg/kg。

(二)检测原理

试样经正己烷超声提取后定容,采用气相色谱—质谱(负化学源)法进行定性筛选分析,需要时进一步采用装有氯化钯催化氢化反应衬管的气相色谱—氢火焰离子化检测器测定,并结合C10~C13直链烷烃测定结果辅助定性,外标法定量。

(三)试样制备

测试时取有代表性试样,将其剪碎至5mm×5mm以下,混匀。称取试样1.0g(精确至0.01g)置于150mL锥形瓶中,加入50mL正己烷,室温下超声提取30min,将提取液过砂芯漏斗至100mL鸡形瓶中,用30mL正己烷分3次清洗试样,合并洗液至鸡心瓶,于40℃水浴下减压浓缩至近干,用2mL的正己烷定容,供气相色谱—质谱仪器分析。

(四)检测步骤

气相色谱—质谱分析:对浓度为10μg/mL的短链氯化石蜡标准工作溶液和待测样液进行分析。若在标准工作溶液保留时间段,样液色谱峰呈现火焰峰型,则定性筛选结果为阳性,进一步进行辅助定性和定量分析。对直链烷烃混合标准工作溶液和样液穿插进行测定。如未出现C10、C11、C12和C13直链烷烃色谱峰,则进一步定性结果为阴性;如出现各直链烷烃色谱峰,则根据样液中C10、C11、C12和C13的直链烷烃含量情况,选定峰面积相近的直链烷烃标准工作溶液,采用单点外标法定量,分别计算直链烷烃和短链氯化石蜡的含量。定量分析过程中还要穿插合适浓度的短链氯化石蜡标准溶液,以检查催化反应衬管的催化效率。本方法采用平均含氯量为55.5%的短链氯化石蜡计算催化效率,如果催化效率小于70%,则需要重新填充催化反应衬管,重新进样测定。

十三、纺织品上残留杀虫剂的测定

(一)概述

在天然纤维作物(如棉、麻等)的种植过程中,由于其典型的单作物集约化生产,极易受各种病虫害的侵袭和杂草的生存竞争影响,定期使用农药已成为保证该类作物正常生长的必要手段。农药还被广泛应用于畜牧业,如羊身上,来防治寄生虫。因此,无论是天然纤维素纤维类,还是天然蛋白质纤维类纺织原料,都有残留农药存在的可能。当然,随着农作物的生长,农药会发生环境降解作用,最终在纺织纤维原料中的残留可能有限。天然植物和动物纤维上用的杀虫剂种类繁多,常见的包括多氯苯酚和有机氯农药。

含氯苯酚是指苯酚的氯化取代物,是苯酚分子中氢原子被氯原子取代的衍生物质。包括五氯苯酚、四氯苯酚、三氯苯酚、二氯苯酚、一氯苯酚和邻苯基苯酚。含氯苯酚化合物一般作为农药和杀虫剂使用,用来保护天然纤维不受损伤。酚类化学物质被用作杀虫剂,广泛用于工农业领域,适用于纺织材料和皮革制品。含氯苯酚化合物的危害性在于PCP和TeCP可能致白血病、淋巴瘤和对人体软组织肉瘤有害,被吸入或吞咽时有强烈的刺激性和毒性,包含四种重点物质:五氯苯酚、2,3,5,6—四氯苯酚、2,3,4,6—四氯苯酚和2,3,4,5—四氯苯酚。

世界各国对含氯苯酚的限制法规,包括1999/51/EC, REACH附录17第22条、OekO—Tex Standard 100国际环保纺织协会纺织品生态标签、GB/T 18885-2009生态纺织品技术要求、德国化学品法、法国官方公报(97/0141/F)、奥地利(VerbOt PCP BGBL.Nr.58/1991)、瑞士物质法令(StOffverOrdnug anhang 3.1 PCP und TeCP)、英国环境保护条例(有害物质的控制)以及瑞典国家化学品监察范围内的化学品和生物有机体条例。

国际上测试含氯苯酚的方法是BS EN ISO 17070:2015《皮革—化学实验—一氯苯酚、二氯苯酚、三氯苯酚、四氯苯酚同分异构体和五氯苯酚的测定》。中国标准包含GB/T 18414.1-2006《纺织品含氯苯酚的测定第1部分:气相色谱—质谱法》、GB/T 18414.2-2006《纺织品含氯苯酚的测定第1部分:气相色谱法》和GB/T 20386-2006《纺织品邻苯基苯酚的测定》。

(二)纺织品中含氯苯酚检测

GB/T 18414-2006标准规定了采用气相色谱—质量选择检测器(GC—MSD)测定纺织品中含氯苯酚(2,3,5,6—四氯苯酚和五氯苯酚)及其盐和酯的方法。本方法的测定低限均为0.05mg/kg。

1.检测原理

用碳酸钾溶液提取试样,提取液经乙酸酐乙酰化后以正己烷提取,用配有质量选择检测器的气相色谱仪(GC—MSD)测定,采用选择离子检测进行确证,外标法定量。

2.试样制备

取代表性样品,将其剪碎至5mm×5mm以下,混匀。称取1.0g(精确至0.01g)试样,置于100mL具塞锥形瓶中,加入80mL碳酸钾溶液,在超声波发生器中提取20min。将提取液抽虑,残渣再用30mL碳酸钾溶液超声提取5min,合并滤液。将滤液置于150mL分液漏斗中,加入2mL乙酸酐,振摇2min,准确加入5.0mL正己烷,再振摇2min,静置5min,弃去下层。正己烷相再加入50mL硫酸钠溶液洗涤,弃去下层。将正己烷相移入10mL离心管中,加入5mL硫酸钠溶液,具塞,振摇1min,以4000r/min离心3min,正己烷相供气相色谱—质谱确证和测定。

标准工作溶液的制备:准确称取一定体积的适用浓度的标准工作溶液于150mL分液漏斗中,用碳酸钾溶液稀释至110mL,加入2mL乙酸酐。

3.检测步骤

气相色谱—质谱测定及阳性结果确证:根据样液中被测物含量情况,选定浓度相近的标准工作液,分别对标准工作液与样液等体积参插进样测定,标准工作溶液和待测样液中2,3,5,6—四氯苯酚乙酸酯和五氯苯酚乙酸酯的响应值均应在仪器检测的线性范围内。

4.结果计算

试样中含氯苯酚含量按下式计算,结果取小数点后两位:

式中:Xi为试样中含氯苯酚i的含量(mg/kg);Ai为样液中含氯苯酚乙酸酯i的峰面积(或峰高);Ais为标准工作液中含氯苯酚乙酸酯i的峰面积(或峰高);Ci为标准工作液中含氯苯酚i的浓度(mg/L);V为样液体积(mL);m为最终样液代表的试样量(g)。

(三)纺织品中邻苯基苯酚OPP含量检测

GB/T 20386-2006标准规定了纺织品中邻苯基苯酚OPP含量的气相色谱—质量选择检测器(GC—MSD)测定方法。该标准中包含了两种方法,方法1适用于各种纺织材料及其产品中OPP含量的测定和确证;方法2适用于各种纺织材料及其产品中OPP及其盐和酯类物质含量的测定和确证。方法1的测定低限为0.10mg/kg,方法2的测定低限为0.05mg/kg。

1.检测原理

(1)方法一。其检测原理是试样经甲醇超声波提取,提取液浓缩定容后,用配有质量选择检测器的气相色谱仪(GC—MSD)测定,采用选择离子检测进行确证,外标法定量。

(2)方法二。其检测原理是试样用甲醇超声波提取,提取液浓缩后,在碳酸钾溶液介质下经乙酸酐乙酰化后以正己烷提取,用配有质量选择检测器的气相色谱仪(GC—MSD)测定,采用选择离子检测进行确证,外标法定量。

2.试样制备

(1)方法一。取代表性样品,将其剪碎至5mm×5mm以下,混匀。称取1.0g(精确至0.01g)试样,置于100mL具塞锥形瓶中,加入50mL甲醇,在超声波发生器中提取20min。将提取液抽滤,残渣再用30mL甲醇超声提取5min,合并滤液。经无水硫酸钠柱脱水后,收集于100mL浓缩瓶中,于40℃水浴旋转蒸发器浓缩至近干,用丙酮溶解并定容至5.0mL,供气相色谱—质谱确证和测定。

(2)方法二。取代表性样品,将其剪碎至5mm×5mm以下,混匀。称取1.0g(精确至0.01g)试样,置于100mL具塞锥形瓶中,加入50mL甲醇,在超声波发生器中提取20min。将提取液过滤于100mL浓缩瓶中。残渣再用30mL甲醇超声提取5min,合并滤液,于40℃水浴旋转蒸发器浓缩至近干,用8mL碳酸钾溶液将浓缩液溶解并全部转移至15mL离心管中。再进行乙酰化:加入1mL乙酸酐,振摇2min,准确加入5.0mL正己烷,振摇2min,以4000r/min离心3min。用尖嘴吸管抽取下层水相。加入10mL硫酸钠溶液,再振摇1min,以4000r/min离心3min,正己烷相供气相色谱—质谱测定和确证。最后制备标准工作溶液:准确称取一定体积的适用浓度的标准溶液于15mL离心管中,用碳酸钾溶液稀释至8mL,加入1mL乙酸酐。

3.检测步骤

根据样液中被测物含量情况,选定浓度相近的标准工作溶液。标准工作溶液和待测样液中邻苯基苯酚乙酸酯的响应值均应在仪器检测的线性范围内。对标准工作溶液与样液等体积参插进样测定。

4.结果计算

邻苯基苯酚OPP含量按下式计算,结果取小数点后两位:

式中:X为试样中OPP含量(mg/kg);A为样液中OPP的峰面积(或峰高);As为标准工作液中OPP的峰面积(或峰高);C为标准工作液中OPP的浓度(mg/L);V为样液体积(mL);m为最终样液代表的试样量(g)。

(四)纺织品上有机氯农药残留检测

纺织品上有机氯农药残留的国标标准是GB/T 18412.2-2006《纺织品农药残留量的测定第2部分:有机氯农药》,该标准规定了采用气相色谱—电子俘获检测器(GC—ECD)和气相色谱—质谱(GC—MS)测定纺织品中26种有机氯农药残留量的方法,适用于纺织材料及其产品。

1.检测原理

试样经丙酮—正己烷(1+8)超声波提取,提取液浓缩定容后,用配有电子俘获检测器的气相色谱仪(GC—ECD)测定,外标法定量,或用气相色谱—质谱(GC—MS)测定和确证,外标法定量。

2.试样制备

测试取有代表性样品,将其剪碎至5mm×5mm以下,混匀。称取2.0g(精确至0.01g),置于100mL具塞烧瓶中,加入50mL丙酮—正己烷(1+8),于超声波发生器中提取20min,将提取液过滤。残渣再用30mL正己烷超声提取5min,合并滤液,经无水硫酸钠柱脱水后,收集于100mL浓缩瓶中,于40℃水浴旋转蒸发器浓缩至近干,用苯溶解并定容至5.0mL,供气相色谱测定或气相色谱—质谱确证和测定。

3.检测步骤

气相色谱—质谱分析及阳性结果确证:根据样液中被测物含量情况,选定浓度相近的标准工作液与样液等体积参插进样测定,标准工作液和待测样液中每种有机氯农药的响应值均应在仪器检测的线性范围内。

4.结果计算

试样中含氯苯酚含量按下式计算,结果取小数点后两位:

式中:Xi为试样中有机氯农药i残留量(μg/g);Ai为样液中有机氯农药i的峰面积(或峰高);Ais为标准工作液中有机氯农药i的峰面积(或峰高);Ci为标准工作液中有机氯农药i的质量浓度(μg/mL);V为样液最终定容体积(mL);m为最终样液代表的试样量(g)。

纺织品上生产和使用过程中存在的危害物质主要包括上述几项,这些物质的存在常是导致纺织品在国外市场产品下架、召回或销毁等情况的出现。除此之外,纺织品上使用的阻燃剂、富马酸二甲酯、有机氯载体及多环芳烃等各国法规都有要求,但现存问题不大,在此不加阐述。

在大力倡导社会可持续发展的今天,人们不仅重视消费者在穿着使用过程中的安全性,同时也在采取各种措施来保证整个产业链的绿色环保。纺织产品在前处理、染色、印花、后整理及水洗的过程中,使用的染料、涂料、前处理助剂、水洗剂等印染助剂,除了一部分存在于最终成品上,更多的是排放到环境中,尤其是水污染。废水中的各类有害化学物质同样会对环境和人类健康造成重大影响。

各国对环境的监督考核都有不同的法规标准,对生产企业造成一定的困惑和花费更多的成本来满足不同国家的要求。早期由C&A、PuMA、G—Star等几大品牌商联合发起有害化学物质零排放计划(ZDHC),致力于在纺织和鞋类行业价值链中消除有害化学物质。

目前,ZDHC由更多的品牌商、价值链关联企业和合作伙伴加入,组成团体,致力于通过达到行业价值链中有害化学物质零排放来改善环境和民生,并深知实现零排放的目标需要时间、科技和创新。为了实现纺织行业的可持续发展,需要一个统一的、全球性的废水排放质量指南和相应的检测及报告平台,以促成一个更可持续的行业。于是出版了ZDHC计划的《废水指南》。该指南旨在为排放废水的水质提供一个单一的统一遵守的期望值,该期望高于法规要求,不仅限定了常规废水参数的限值,还包含了有害化学物质的限值。以ZDHC的《生产限用物质清单》(MRSL)为基础而制定的,MRSL是一份在纺织和鞋类的纺织材料和辅料生产过程中禁止有意使用的化学物质清单。

预防废水污染的重要一步是在工厂中使用符合ZDHC的MRSL规定的化学品,避免使用限用化学物质。工厂必须确保在排放废水之前对废水进行了适当处理:通过物理去除,化学反应或生物降解等方法去除有害化学物质。为了在纺织和鞋类行业中统一方法,ZDHC计划鼓励各组织、品牌团体和供应商采用该指南,以共同实现全行业的可持续发展。

思考题

1.什么是生态纺织品?生态纺织品应符合哪些前提?

2.什么是纺织品中的有害物质?常见的纺织品中的有害物质有哪些?

3.在中国市场上销售的纺织服装产品需要满足的强制性标准是什么?包含哪些具体测试内容?

4.简述在欧盟、美国及中国市场上销售的纺织服装产品需要满足的测试项目不同之处是什么?

5.实例:一件用偶氮染料染色的纯棉儿童针织T恤出口到德国,请列出需要进行的测试项目有哪些?

6.请描述pH测试常用的三种方法ISO 3071,AATCC81,GB/T 7573-2009的不同之处。

7.GB/T 2912.1-2009《纺织品甲醛的测定第1部分:游离水解的甲醛(水萃取法)》的测试原理是什么?

8.纺织品禁用偶氮染料的测试原理是什么?如何取测试样品?

9.纺织品禁用的致敏致癌染料测试步骤是什么?

10.简述邻苯二甲酸盐通常存在于什么材料上及对人类和环境的危害?

11.烷基苯酚聚氧乙烯醚(APEO)国际上常规测试主要包括哪几项及要求的达标标准是什么?

12.纺织品上常规检测的重金属包括哪些?测试方法是什么?

13.镍释放主要用来测试什么材料?测试周期最少需要几天?测试结果应如何计算?

14.有机锡主要存在于什么材质上?测试原理是什么?

15.纺织品全氟辛酸类化合物(PFOA)和全氟辛基磺酸化合物(PFOS)的主要用途是什么?

16.纺织品短链氯化石蜡(SCCP)的测试原理是什么?

17.国际上含氯苯酚杀虫剂的测试方法有哪些?