摘  要：GB/T 5883—1986《苧麻回潮率、含水率試驗(yàn)方法》已無(wú)法滿足苧麻公證檢驗(yàn)需求，大大阻礙了苧麻產(chǎn)業(yè)發(fā)展。本文通過(guò)試驗(yàn)研究苧麻低濕樣品、高濕樣品的失重與烘燥時(shí)間關(guān)系，確定苧麻低濕樣品、高濕樣品的回潮率、含水率試驗(yàn)的烘燥時(shí)間、參考始稱時(shí)間，從而為標(biāo)準(zhǔn)修訂提供建議參考。

關(guān)鍵詞：苧麻；試樣質(zhì)量；烘燥溫度；烘燥時(shí)間；回潮率；含水率

 

引言

GB/T 5883—1986《苧麻回潮率、含水率試驗(yàn)方法》實(shí)施已近40年^[1]，如今，該標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定影響了檢驗(yàn)工作特別是苧麻公證檢驗(yàn)工作的開展，已無(wú)法滿足目前苧麻市場(chǎng)發(fā)展的需要，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)在檢驗(yàn)上也存在著諸多不適用的問(wèn)題。因此急需對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂。

烘燥時(shí)間是含水率和回潮率試驗(yàn)的重要試驗(yàn)參數(shù)，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有直接影響。在回潮率和含水率試驗(yàn)中，多采用烘箱法這種直接方法，檢測(cè)結(jié)果比較準(zhǔn)確^[2-3]。但材料本身的性能^[4]、材料初始的含水量^[5]、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、試樣總質(zhì)量^[6]和各試樣在烘箱內(nèi)暴露程度等因素的不同，會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)的烘燥時(shí)間有差異。GB/T 5883—1986《苧麻回潮率、含水率試驗(yàn)方法》試驗(yàn)中僅要求在105℃～110℃下烘至恒重（間隔10min稱重一次，先后兩次重量差不超過(guò)后一次重量的0.05%），并沒有給出烘燥時(shí)間。對(duì)于不同種類和初始含水率的苧麻樣品，如果按照此標(biāo)準(zhǔn)操作，需重復(fù)操作多次，步驟十分繁瑣，檢驗(yàn)效率十分低下。

基于上述問(wèn)題，本文研究了苧麻原麻和精干麻兩種不同狀態(tài)與低濕和高濕兩種不同初始含水率的樣品在105℃烘箱中的烘燥時(shí)間與失重情況之間的關(guān)系，并給出了兩種不同狀態(tài)樣品的參考烘燥時(shí)間，為相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)修訂提出了建議。

 

1試驗(yàn)

1.1樣品與制備

1.1.1樣品

苧麻精干麻（低濕）樣品（回潮率≤12%）、苧麻精干麻（高濕）樣品（回潮率>12%）、苧麻原麻（低濕）樣品（回潮率≤12%）和苧麻原麻（高濕）樣品（回潮率>12%）。

1.1.2樣品制備

苧麻原麻取樣：在已混合均勻的原麻樣品中，隨機(jī)抽取整根樣品，制成單個(gè)重量為（50.00±2.00)g的試樣并捆成球狀，共3個(gè)。

苧麻精干麻取樣：將一定量的試驗(yàn)樣品分別平鋪于臺(tái)面上，根齊尾順地?cái)[放起來(lái)，隨機(jī)抽取整根樣品（因苧麻精干麻根與根之間相互纏繞厲害，建議盡量不用蠻力扯斷整根精干麻試樣），制成單個(gè)重量約（50.00±2.00)g的試樣并捆成球狀，共3個(gè)。

1.2儀器與器具

烘箱：附裝有天平，能進(jìn)行箱內(nèi)稱重，配備關(guān)斷氣流裝置，自動(dòng)控溫在（105±2）℃的通風(fēng)式烘箱；箱內(nèi)熱稱重容器：金屬烘籃(桶)或淺盤；烘箱聯(lián)裝天平：分度值為0.01g；天平：分度值為0.01g；密閉容器：密封、不吸濕的盛放樣品的容器。

1.3試驗(yàn)條件

常溫環(huán)境下進(jìn)行。

1.4預(yù)備性試驗(yàn)方法

選取苧麻精干麻（高濕、低濕）和苧麻原麻（高濕、低濕）各3個(gè)樣品進(jìn)行預(yù)備性試驗(yàn)，在不超過(guò)30 s的時(shí)間立即快速地稱取（50.00±2.00)g試樣，并記錄質(zhì)量。將試樣放入烘箱的稱重容器內(nèi)，在105℃下烘燥至恒重，每間隔10min稱重。稱重前關(guān)斷烘箱氣流。畫出其失重與烘燥時(shí)間的關(guān)系曲線（即烘燥特性曲線），從曲線上找出失重至少為最終失重的98%所需時(shí)間，作為正式試驗(yàn)的始稱時(shí)間，烘燥時(shí)間的20%作為連續(xù)稱重的大約時(shí)間間隔。

 

2結(jié)果與討論

2.1苧麻精干麻（低濕）樣品烘燥時(shí)間

 

圖1 苧麻精干麻（低濕）烘燥特性曲線

從圖1可以看出，苧麻精干麻（低濕）樣品的烘燥過(guò)程可分為4個(gè)階段，第一階段為預(yù)熱階段，苧麻快速干燥；第二階段為恒速干燥階段，苧麻表面保持完全濕潤(rùn)，主要為苧麻表面非結(jié)合水分的汽化，表面水分汽化的速度基本等于內(nèi)部水分向表面遷移的速度；第三階段為降速干燥階段，此階段干燥速率明顯降低，熱空氣傳給苧麻的顯熱大于水分汽化所需的潛熱，只有部分熱量用于水分汽化，另有部分熱量則消耗于加熱織物使其溫度升高部分；第四階段為再加熱階段，此時(shí)苧麻的失重變化較小^[7]。苧麻的含水率80min后低濕精干麻失重至少為最終失重的98%以上，此時(shí)為再加熱階段。因此，在苧麻回潮率和含水率測(cè)試方法中，對(duì)于苧麻精干麻（低濕）樣品的烘燥時(shí)間建議為80min，始稱時(shí)間為80min，時(shí)間間隔定為20min。

2.2苧麻原麻（低濕）樣品烘燥時(shí)間

測(cè)定了苧麻原麻（低濕）樣品初始質(zhì)量及每間隔10min的質(zhì)量，并計(jì)算出最終失重，繪制烘燥特性曲線，結(jié)果見圖2。

由圖2可以看出，80min后苧麻原麻（低濕）樣品失重至少為最終失重的98%以上。故在苧麻回潮率和含水率測(cè)試方法中，為了減少稱量次數(shù)，提高測(cè)試效率，建議苧麻原麻（低濕）的烘燥時(shí)間為80min，始稱時(shí)間為80min，時(shí)間間隔定為20min。

 

圖2 苧麻原麻（低濕）烘燥特性曲線

2.3苧麻精干麻（高濕）樣品烘燥時(shí)間的確定

選取苧麻精干麻（高濕）3個(gè)樣品進(jìn)行預(yù)備性試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表3，烘燥特性曲線見圖3。

 

圖3 苧麻精干麻（高濕）烘燥特性曲線

由圖3中可以看出，80min后，苧麻精干麻（高濕）樣品失重至少為最終失重的98%以上。因此，在苧麻回潮率和含水率測(cè)試方法中，建議苧麻精干麻（高濕）的烘燥時(shí)間定為80min，始稱時(shí)間為80min，時(shí)間間隔定為20min。

2.4苧麻原麻（高濕）樣品烘燥時(shí)間的確定

選取3個(gè)苧麻原麻（高濕）樣品進(jìn)行預(yù)備性試驗(yàn)，間隔烘燥特性曲線見圖4。

 

圖4 苧麻原麻（高濕）烘燥特性曲線

從圖4可以看出，100min后，苧麻原麻（高濕）失重至少為最終失重的98%以上。因此，在苧麻回潮率和含水率測(cè)試方法中，建議苧麻原麻（高濕）的烘燥時(shí)間定為100min，始稱時(shí)間為100min，時(shí)間間隔定為20min。

 

3驗(yàn)證性試驗(yàn)

在確定了上述各項(xiàng)參數(shù)后，為了驗(yàn)證該試驗(yàn)方法的準(zhǔn)確性，對(duì)湖南、湖北、四川和江西4個(gè)地區(qū)的低濕、高濕苧麻精干麻，以及低濕、高濕苧麻原麻樣品進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。

3.1試驗(yàn)方案

經(jīng)過(guò)預(yù)備性試驗(yàn)可得到不同試樣的初始烘燥時(shí)間和稱重間隔，為了進(jìn)一步驗(yàn)證該稱重時(shí)間和稱重間隔的普適性，本文進(jìn)行驗(yàn)證性試驗(yàn)。方案為：將試樣放入烘箱內(nèi)熱稱重容器，并逐個(gè)對(duì)號(hào)掛入烘箱內(nèi)掛籃鉤上，關(guān)閉箱門并開啟烘箱電源。當(dāng)烘箱溫度升至（105±2）℃時(shí)，開始記錄始烘時(shí)間。到烘燥時(shí)間后，關(guān)閉烘箱氣流，進(jìn)行第一次箱內(nèi)稱重。續(xù)烘20min后，再按上述方法進(jìn)行第二次稱重，直至先后兩次質(zhì)量差不超過(guò)后一次重量的0.1%時(shí)，視為達(dá)到恒重，達(dá)到恒重后質(zhì)量視為烘干質(zhì)量。每次稱重時(shí)間不超過(guò)1min，每次稱重做好時(shí)間和重量記錄，質(zhì)量精確到0.01g。

3.2試驗(yàn)結(jié)果分析

3.2.1苧麻精干麻（低濕）樣品的試驗(yàn)結(jié)果分析

試驗(yàn)結(jié)果見表1～表4。

本文達(dá)到恒重的判定方式見公式（1):

 

從表1～表4可以看出，第一次烘燥80min后進(jìn)行稱重后，第二次烘燥100min后再次稱量就可以達(dá)到恒重。因此，在苧麻回潮率和含水率測(cè)試方法中，建議苧麻精干麻（低濕）到達(dá)烘燥時(shí)間后第一次稱重時(shí)間為80min，第二次稱重時(shí)間為100min，可使稱重次數(shù)最低降為2次，明顯降低操作步驟，減輕檢測(cè)人員的負(fù)擔(dān)。

3.2.2苧麻原麻（低濕）樣品的試驗(yàn)結(jié)果分析

試驗(yàn)結(jié)果見表5～表8。

恒重判定方式，參考3.2.1苧麻精干麻。從表5～表8可以看出，第一次烘燥80min后進(jìn)行稱重后，第二次120min后稱量就可以達(dá)到恒重。因此，在苧麻回潮率和含水率測(cè)試方法中，建議苧麻原麻（低濕）到達(dá)烘燥時(shí)間后第一次稱重時(shí)間為100min，第二次稱重時(shí)間為120min，可使稱重次數(shù)最低降為2次，提高檢測(cè)效率。

3.2.3苧麻精干麻（高濕）樣品的試驗(yàn)結(jié)果分析

結(jié)果見表9和表10。

從表9可以看出，烘燥時(shí)間120min后就可以達(dá)到恒重。建議苧麻精干麻（高濕）到達(dá)烘燥時(shí)間后第一次稱重時(shí)間為100min。

從表10可以看出，烘燥時(shí)間140min后就可以達(dá)到恒重。故為了減少稱重次數(shù)，建議高濕原麻到達(dá)烘燥時(shí)間后第一次稱重時(shí)間為120min。

表1 湖南苧麻精干麻（低濕）驗(yàn)證試驗(yàn)

 

表2 湖北苧麻精干麻（低濕）驗(yàn)證試驗(yàn)

 

表3 四川苧麻精干麻（低濕）驗(yàn)證試驗(yàn)

 

綜合上述驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表明，在苧麻回潮率和含水率測(cè)試方法中，為了減少操作次數(shù)，提高測(cè)試效率，對(duì)于苧麻精干麻（低濕）的烘燥時(shí)間統(tǒng)一調(diào)整為80min，原麻（低濕）和苧麻精干麻（高濕）的烘燥時(shí)間統(tǒng)一調(diào)整為100min，原麻（高濕）的烘燥時(shí)間統(tǒng)一調(diào)整為120min，連續(xù)稱重的時(shí)間間隔均為20min。苧麻條、苧麻開松麻、苧麻落麻均由精干麻加工而成可以參考苧麻精干麻試驗(yàn)條件進(jìn)行。

 

4結(jié)論

在苧麻回潮率和含水率測(cè)試方法中，為了減少操作次數(shù)，提高測(cè)試效率，本文分別測(cè)試了不同含水率的苧麻精干麻和原麻的烘燥時(shí)間曲線，得到了以下結(jié)果：

表4 江西苧麻精干麻（低濕）驗(yàn)證試驗(yàn)

 

表5 湖南原麻（低濕）驗(yàn)證試驗(yàn)

 

表6 湖北原麻（低濕）驗(yàn)證試驗(yàn)

 

(1）預(yù)備性試驗(yàn)可以看出，苧麻精干麻（低濕）、苧麻原麻（低濕）、苧麻精干麻（高濕）樣品烘燥時(shí)間為80min，高濕苧麻原麻樣品烘燥時(shí)間為100min，苧麻樣品失重可達(dá)到98%以上。

(2）結(jié)合驗(yàn)證性試驗(yàn)，將苧麻精干麻（低濕）初次稱重時(shí)間定為80min、苧麻原麻（低濕）、苧麻精干麻（高濕）樣品的初次稱重時(shí)間定為100min，苧麻原麻（高濕）樣品的初次稱重定為120min，連續(xù)稱重時(shí)間間隔定為20min，僅需經(jīng)過(guò)1～3次稱量即可達(dá)到恒重。在該操作條件下，可以減輕檢驗(yàn)人員負(fù)擔(dān)，提高測(cè)試效率。

表7 四川原麻（低濕）驗(yàn)證試驗(yàn)

 

表8 江西原麻(低濕)驗(yàn)證試驗(yàn)

 

表9 苧麻精干麻（高濕）驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

 

表10 原麻（高濕）驗(yàn)證試驗(yàn)

 

 

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文章摘自：甘丹,羅鳳香,胡小蓉,等.苧麻回潮率和含水率試驗(yàn)方法中烘燥時(shí)間的優(yōu)化研究[J].中國(guó)纖檢,2024,(08):70-75.DOI:10.14162/j.cnki.11-4772/t.2024.08.017.