以下是关于化学纤维中二氧化钛(TiO₂)含量检测的详细方法说明,依据FZ/T50027-2015《化学纤维 二氧化钛含量试验方法》:
一、适用范围
检测对象:化学纤维(涤纶、锦纶、腈纶等)中TiO₂的含量。
检测范围:TiO₂质量分数0.1%~10%(适用于消光纤维)。
二、方法原理
高温灰化:纤维样品在高温下灼烧,去除有机成分,保留TiO₂无机残留。
溶解:灰分用浓溶解,转化为可测定的钛离子(Ti⁴⁺)。
分光光度法测定:Ti⁴⁺与过氧化氢(H₂O₂)形成黄色络合物,在410nm波长下测定吸光度,通过标准曲线计算TiO₂含量。
三、仪器与试剂
1. 仪器设备
马弗炉:Zui高温度≥800℃(控温精度±25℃)。
分光光度计:波长范围380~450nm(推荐紫外可见分光光度计)。
分析天平:精度0.0001g。
铂金坩埚或瓷坩埚:耐高温、耐腐蚀。
电热板或水浴锅:用于加热溶解灰分。
2. 试剂
浓(H₂SO₄):优级纯,密度1.84g/cm³。
过氧化氢(H₂O₂):30%溶液。
二氧化钛标准溶液:100μg/mL(或自行配制)。
去离子水:符合GB/T 6682三级水要求。
四、检测步骤
1. 样品制备
取代表性纤维样品约5g,剪碎至1~2mm长度。
在105℃烘箱中干燥1小时,置于干燥器内冷却至室温。
2. 高温灰化
称取干燥样品2~5g(jingque至0.0001g,记为m₁),放入已恒重的坩埚(m₀)中。
将坩埚放入马弗炉,按以下程序升温:
250℃保持30分钟(预炭化)。
升至800℃±25℃,灼烧2小时至完全灰化(无黑色颗粒)。
冷却后称重(m₂),计算灰分质量:
灰分质量=2−0灰分质量=m2−m0
3. 溶解
向灰分中加入10mL浓,覆盖表面皿,在电热板上加热至完全溶解(约200℃)。
冷却后缓慢加入50mL去离子水,转移至100mL容量瓶,定容(溶液A)。
4. 显色与测定
标准曲线绘制:
取0、1、2、5、10mL TiO₂标准溶液(100μg/mL),分别加入5mLH₂O₂,定容至50mL,测定410nm吸光度,绘制标准曲线。
样品测定:
取5mL溶液A,加入5mL H₂O₂,定容至50mL,静置10分钟后测吸光度(Aₓ)。
5. 结果计算
根据标准曲线得到Ti⁴⁺浓度(Cₓ,μg/mL)。
计算TiO₂含量:
TiO2 (%)=×××1.671×106×TiO2(%)=m1×106Cx×V×f×1.67×
V:定容体积(100mL)。
f:稀释倍数(若溶液A稀释)。
1.67:Ti转换为TiO₂的系数(TiO₂/Ti = 79.9/47.9≈1.67)。
五、注意事项
灰化完全性:若灰化后残留炭黑,需延长灼烧时间或滴加硝酸辅助灰化。
操作:浓具有强腐蚀性,需在通风橱中操作,佩戴防护装备。
显色稳定性:Ti⁴⁺-H₂O₂络合物需在30分钟内完成测定,避免吸光度衰减。
干扰排除:若样品含其他金属离子(如Fe³⁺),可加入磷酸掩蔽。