pH值与人体健康的关系

pH值与人体健康的关系
2009-04-02 来源: 印染在线点击次数：840
pH值与人体健康的关系
近年来，随着人们生活水平的提高和对环保理念的加强，全球范围内掀起了一股“绿色消费”的浪潮，全新的“绿色消费意识”大幅度地提高，在注重服装面料的美观、舒适的同时，也越来越关注服装面料的安全环保性能。

生态纺织品的安全环保指标较多，pH值是其中之一，用作检验生产过程中织物的酸碱度，已经引起厂家和商家的高度重视。

迄今为止，已有许多相关的法规和标准出台，如欧洲的Oeko-Tex Standard 100、中国的GB18401-2003国家纺织品基本安全技术规范、美国的AATCC81-2001、日本的JIS L 1096-1999等。

本课题主要是针对针织产品pH值的影响因素及控制进行探讨。

1 pH值与人体健康的关系
目前pH值是生态纺织品质量指标之一。

正常情况下人体皮肤表面呈弱酸性，pH值约为5.5～6.0，可防止外界病菌的侵入，若皮肤表层的pH值超过人体皮肤适宜的范围，很容易引起皮肤瘙痒﹑过敏﹑炎症等疾病，甚至损害人体的汗腺和神经系统，影响人体健康。

纺织产品在染整加工中一般都要加入各种染料﹑助剂等，纺织品在不同的pH值条件下处理，最终使纺织产品的表面的pH值不稳定达不到要求，从而在生产﹑流通和消费过程中对人体健康和人身安全有一定的影响,因此严格控制针织产品的pH值是非常有必要的。

2 纺织品pH值检测的相关标准及其差异
2.1 纺织品pH值的相关标准
(1)美国标准AATCC81-2001
《经湿态加工处理的纺织品水萃取物的pH值》( pH of the water-extract from wet processed textiles )
(2)德国/欧盟标准EN1413-1998
《纺织品-水萃取物pH值的测定》( Textiles-Determination of pH of aqueous extract,English Version of DINEN1413 )
(3)日本标准JIS L 1096
《纤维制品-水抽出液のpHの测定》
(4)我国国家标准GB/T7573-1987
《纺织品水萃取液pH值的测定》( Textiles-Determination of pH of the aqueous extract)
2.2 各标准之间的差异
AATCC 81、EN 1413、JIS L 1096和GB/T 7573标准之间的差异见表1～6。

表1 取样之间的差异
表2 萃取所需蒸馏水之间的差异
表3 样品萃取过程的差异
表4 pH计标定所用缓冲溶液差异
表5 试样萃取液pH值测定差异
表6 试验报告pH值表达差异
pH值的差异是由于各国标准中对试样进行萃取的方式和萃取试剂不同所造成的
(1)萃取试剂：美国和日本标准采用煮沸的蒸馏水；欧盟标准采用氯化钾溶液；中国标准采用未经煮沸的蒸馏水，相对于氯化钾溶液和未经煮沸的蒸馏水，经煮沸的蒸馏水(温度高)更彻底地将试样中的碱性物质萃取出来，使得萃取溶液中的OH-浓度增大，H+浓度降低，pH值增大，因此，按照美国和日本标准测得的pH值都明显高于欧盟和中国；
(2)萃取方式：日本在煮沸的蒸馏水中放入试样后，只是将其在室温下静置30min；美国在煮沸的蒸馏水中放入试样后又持续煮沸了10min，更容易将织物上的碱性物质萃取出来，萃取液中的H+浓度更易降低，所以，按照美国标准测得的pH值比日本略高；欧盟测定结果与水溶液相差不大，有更好的重现性，但是欧盟标准中振荡时间比中国标准增加了1h，萃取过程更加彻底，欧盟测得的pH值要略高一点。

因此，熟悉并掌握各国纺织品pH值检测标准是非常重要的。

3 pH值的测定
3.1 使用的方法标准
本课题采用的测试方法为GB/T7573-1987《纺织品水萃取液pH值的测定》，该标准适用于任何形式的纺织品，例如纤维﹑纱线﹑织物等。

3.2 试剂的制备
3.2.1 三级水(或去离子水)
当温度在20℃±2℃时，水的pH值应在5～6.5范围，最大电导率为2×10-6S/cm，而且在使用前需沸煮5min，以去除其中的CO2，然后密闭冷却。

如果不进行沸煮，溶于水中的CO2会与水结合生成H2CO3，H2CO3又进行离解产生H+，影响测试结果。

而冷却时如不放入密闭容器中，会再次吸收空气中的CO2，起不到沸煮应起的作用。

3.2.2 标准缓冲溶液
标准缓冲溶液在测试溶液pH值过程中起到定位作用，用于对pH计进行标定，标定是实验的关键，如果标定不准确，就意味着实验数据没有可靠性。

换句话说，标准缓冲溶液的选择与配制是实验的关键。

日常采用的市售的标准物质成套缓冲剂系列，使用时要严格按照说明配制，否则将影响pH计的标定。

成套系列一般有pH4、pH7、pH9，这些缓冲溶液在各种温度下的pH值应接近待测溶液值，这样才能提高结果的准确性。

应该注意的是，配制好的缓冲溶液要密闭保存，标定时倒出的部分溶液切不可再倒回去。

表7 缓冲溶液的pH值
3.3 试样的准备
从样品中抽取足够数量的试样，剪成约1×1cm的小块。

3.4 纺织品水萃取液的制备
称取样品2g±0.05g3份，分别放入洗净的三角瓶中，用100ml的量筒准确量取100ml 三级水(或去离子水)，摇动烧瓶使试样完全浸润，然后放在振荡机上振荡1h。

振荡的速度
对水萃取液pH值有一定影响，为了保证试样内部和水之间维持快速的液体置换，减小误差，振荡不可过慢，一般规定往复振荡器控制在60次/min，旋转式振荡器控制在30周/min.
3.5 pH值的测定
将萃取液分别倒入烧杯中，用酸度计测定其pH值，以第二、第三份萃取液所得的平均值作为试样数据，精确至0.05。

4 结果与讨论
4.1 实验结果
表8
品名花色号pH值
双面绒藏青7.40
土黄7.05
全涤珊瑚绒漂白7.75
象牙白7.40
咖啡7.40
天鹅绒漂白7.65
粉红 6.90
浅黄7.40
华夫格浅粉 6.95
浅兰7.20
双向弹力布漂白7.05
毛巾布米黄7.25
超柔布漂白8.50
酒红7.80
摇粒绒粉红7.30
黑色7.30
从表中的数据看出，不同的面料其表面pH值的趋向性也不相同，这与它们各自不同特点的染整过程有关,下面从几个主要环节分析其影响因素。

4.2 影响pH值的几个因素
4.2.1 前处理
(1)精练:精练的目的是去除棉纤维上的蜡、果胶质和油脂类杂质，通常用碱剂作精练剂，包括强碱和弱碱剂，不同的纤维要用不同的碱剂。

表8中全涤珊瑚绒、天鹅绒、摇粒绒、双向弹力布和超柔布等涤纶类针织物精练目的在于去除纺丝时的油剂和抗静电剂，消除内应力，使织物松弛收缩。

它们采用的精练工艺是：纯碱(0～0.5%),净洗剂(0.5%～1%)，浴比1：10，在80～90℃条件下处理40min。

涤纶纤维的苯环和亚甲基键是非常稳定的，仅酯键对碱比较敏感，但由于物理结构上的特点，对碱还是有一定的抵抗能力的。

精练使用弱碱剂，用量较少，所以处理后对纤维损伤较小，织物经后道热水洗，冷水洗，pH值基本近中性。

毛巾布等棉类针织物精练的目的是去除蜡质和果胶质。

精练工艺：烧碱(12～18g/L),亚硫酸钠(0～3g/L),磷酸三钠(0～1g/L)，润湿剂(1～3g/L),浴比1:6,100℃×4h。

精练的主要用剂是烧碱，在精练过程中，烧碱可与蜡状物质中的游离脂肪酸等产生皂化作用，生成可溶性皂而溶于练液中。

为了增强乳化作用，在练液中还可以加入表面活性剂。

至于其他杂质，如含氮物质、棉籽壳等也能在碱煮时加以去除。

由于精练时使用碱性用剂，在高温条件下处理纤维，棉纤维发生一定程度的膨化，碱剂进入到纤维内部，精练后用60～70℃热水冲洗，最后用冷水洗净后出锅，可以大大降低布面的pH值。

但仍有部分碱剂残留在纤维内部，所以布面略偏碱性。

(2)碱减量：全涤珊瑚绒、超柔布等涤纶类针织物碱减量的目的是为获得柔软手感，柔和光泽，较好悬垂性和保水性，且滑爽富有弹性，并能消除织物极光，提高织物的上染率，改善染色匀染性。

减量工艺：NaOH(8g/L)、净洗剂(1%)，浴比1:15,130℃×30min, 由于涤纶分子主链上含有苯环，大分子链旋转困难，分子柔顺性差，同时，苯环与羟基平面几乎平行于纤维轴，使之具有较高的几何规整性。

因而分子间作用力强，分子排列紧密，纺丝后取向度和结晶度高，纤维手感硬、刚性大、悬垂性差，若将涤纶置于热碱液中，利用碱对酯键的水解作用，可将涤纶大分子逐步打断，由于涤纶分子结构紧密，纤维吸湿性差而难以膨化，从而使高浓度，高粘度碱剂难以进入纤维分子内部，碱的水解作用只能从纤维表面开始，而后逐渐向纤维内部渗透，纤维表面被腐蚀，出现坑穴，纤维本身重量随之减小，使织物弯曲及剪切特性发生明显变化。

由于使用强碱剂这就造成织物表面pH值增大，虽然后道经过冲洗、酶洗等工序，但仍有部分碱剂残存在织物内部，造成布面偏碱性。

(3)漂白：毛巾布等棉类针织物漂白的目的就是去除色素，使织物具有洁白的外观，同时漂白还能将少量残存杂质如棉籽壳、果胶质、灰分等除尽，使织物的吸水性进一步提高。

漂白工艺:H2O2(10g/L)、NaOH(4g/L)、氧漂稳定剂(4g/L)、净洗剂(1%)，浴比1:10,98℃
×40min,漂白pH值在10～11时，白度、强力较高，漂白处理后布面pH值较高，但后道处理经过酸洗、酶洗等工序能中和布面的[OH-]，使织物表面pH值近中性。

涤纶类针织物可用过氧化氢或亚氯酸钠进行漂白。

纯涤纶针织物已较白，一般不用漂白。

对白度要求较高的品种，常用荧光增白剂增白，以达到特白要求。

其中超柔布漂白布面pH值很大，这主要是由其结构决定的，超柔布是一种超细纤维，其线密度极小，比表面积极大，手感柔软，悬垂性好，蓬松柔软。

其织造时纱线之间挤紧，而纱线内纤维蓬松并形成丰满的外观。

在化学处理时，烧碱在高温长时间处理后，残存在织物内部量较多，即使后道经过酸洗，热水冲洗等处理，布面碱性仍然偏高达到8.50。

4.2.2 染色
pH值对染色过程的影响也是处处可见。

我们在进行棉纤维染色的时候，也存在pH值的影响，活性染料与纤维或水的反应，随pH值的不同而异。

在中性染液中，染料与纤维或水的反应较慢，而在碱性条件下，反应进行加快，但若pH值过高时，会因纤维素负离子的增加，而使纤维与含有磺酸基的染料的斥力变大，同时染料会迅速水解，使染料在纤维上的固着率大大降低。

因此，在保证固色的情况下，尽可能选用较低的pH值，一般pH值控制在10～11为宜。

织物染色后必须去除与纤维没有结合的浮色，对活性染料而言，也就是要去除对纤维没有发生反应而已水解的染料和碱性物质等来提高颜色的鲜艳度和皂洗色牢度，活性染料对碱敏感性较强，若染后织物上碱未除净，在pH＞8时，就易产生风印。

因此，大都采用中性洗涤剂洗涤，对克服风印有帮助，再经酸洗，热水洗，冷水洗，使布面pH值可以接近中性。

同时，在进行涤纶织物染色时用分散染料染色，分散染料的结构不同，对酸碱的稳定性不同，不同pH值的染液常会导致不同的染色结果，影响得色深浅，严重的甚至产生色变，在弱酸性介质(4.5～5.5)中，分散染料处于最稳定状态，在碱性介质中，分子中含有酯基、酰胺基、氰基的染料在高温下易发生水解，使染料色泽发生变化，分子中含羟基的染料在碱性条件下，或分子中含有氨基的染料在pH值较低时，氨基会发生离子化，使染料的水溶性增加，染料的上染率降低，染色时用醋酸，磷酸二氢铵调节pH值。

染后进行后处理，工艺程序与棉织物相同，皂煮用料可采用中性或弱碱性皂洗，后再经热水，冷水洗后，布面pH值可达到要求。

4.2.3 后整理和水洗
由于该道工序直接关系到最后产品的服用性能，因此在整理过程中根据不同的服用需要所添加的各类整理剂也是五花八门，其中不乏含有酸碱性的整理剂。

整理剂过少就不能达到理想的整理效果，过多则浪费资源，也影响最终产品的表面pH值。

例如一般棉类针织物后整理都要进行柔软整理，改善手感。

棉类柔软剂中的阴离子柔软剂在碱性条件下很稳定(pH＞9)，在中性和碱性条件下使用较好，但是对低pH值及电解质、硬水比较敏感；对于树脂整理使用的催化剂作用主要是加速反应，降低反应温度和缩短反应时间，使用的锌盐催化剂对一些树脂添加剂有沉淀作用，并且当树脂整理液的pH值在5.5以上时，自身也会发生沉淀，因此在使用锌盐时，一般用醋酸调节pH值，使pH值小于5.5。

水洗过程在整个印染工艺中是十分重要的，一方面可以去除表面附着的多余染料和整理剂，经过整理后的织物，表面附着较多的残存整理剂，这些整理剂杂质有水溶和不溶的，若杂质是粘着在织物、纱线或纤维表面。

在水中虽不溶解，但能发生一定程度的溶胀，因此水洗时首先是使这类杂质润湿，并发生一定程度的溶胀，使纤维与杂质之间的粘附力降低到最低限度，再靠机械力量的作用使之与织物分离。

如果织物上的杂质是水溶性的，杂质是以溶解状态存在于纤维、纱线之间以及纤维的内部，织物润湿后使杂质发生溶解，显然，提高温度可以提高物质在水中的溶解度和溶解速率。

之后再经几格水洗，由于织物上杂质的浓度比洗液中浓度高，因此浓度差使杂质由织物上向洗液中扩散，最终使织物上含杂较少，使得最终产品表面的pH值符合要求。