作者：甘丹等來源：發(fā)布時間：2024-09-25 Tag: 點擊：

[麻進展]苧麻回潮率和含水率試驗方法中烘燥時間的優(yōu)化研究

摘要：GB/T 5883—1986《苧麻回潮率、含水率試驗方法》已無法滿足苧麻公證檢驗需求，大大阻礙了苧麻產(chǎn)業(yè)發(fā)展。本文通過試驗研究苧麻低濕樣品、高濕樣品的失重與烘燥時間關系，確定苧麻低濕樣品、高濕樣品的回潮率、含水率試驗的烘燥時間、參考始稱時間，從而為標準修訂提供建議參考。

關鍵詞：苧麻；試樣質(zhì)量；烘燥溫度；烘燥時間；回潮率；含水率

引言

GB/T 5883—1986《苧麻回潮率、含水率試驗方法》實施已近40年^[1]，如今，該標準的規(guī)定影響了檢驗工作特別是苧麻公證檢驗工作的開展，已無法滿足目前苧麻市場發(fā)展的需要，各項技術指標在檢驗上也存在著諸多不適用的問題。因此急需對標準進行修訂。

烘燥時間是含水率和回潮率試驗的重要試驗參數(shù)，對試驗結果有直接影響。在回潮率和含水率試驗中，多采用烘箱法這種直接方法，檢測結果比較準確^[2-3]。但材料本身的性能^[4]、材料初始的含水量^[5]、內(nèi)部結構、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，會導致試驗的烘燥時間有差異。GB/T 5883—1986《苧麻回潮率、含水率試驗方法》試驗中僅要求在105℃～110℃下烘至恒重（間隔10min稱重一次，先后兩次重量差不超過后一次重量的0.05%），并沒有給出烘燥時間。對于不同種類和初始含水率的苧麻樣品，如果按照此標準操作，需重復操作多次，步驟十分繁瑣，檢驗效率十分低下。

基于上述問題，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℃烘箱中的烘燥時間與失重情況之間的關系，并給出了兩種不同狀態(tài)樣品的參考烘燥時間，為相關標準指標修訂提出了建議。

1試驗

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，隨機抽取整根樣品，制成單個重量為（50.00±2.00)g的試樣并捆成球狀，共3個。

苧麻精干麻取樣：將一定量的試驗樣品分別平鋪于臺面上，根齊尾順地擺放起來，隨機抽取整根樣品（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），制成單個重量約（50.00±2.00)g的試樣并捆成球狀，共3個。

1.2儀器與器具

烘箱：附裝有天平，能進行箱內(nèi)稱重，配備關斷氣流裝置，自動控溫在（105±2）℃的通風式烘箱；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試驗條件

常溫環(huán)境下進行。

1.4預備性試驗方法

選取苧麻精干麻（高濕、低濕）和苧麻原麻（高濕、低濕）各3個樣品進行預備性試驗，在不超過30 s的時間立即快速地稱取（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。稱重前關斷烘箱氣流。畫出其失重與烘燥時間的關系曲線（即烘燥特性曲線），從曲線上找出失重至少為最終失重的98%所需時間，作為正式試驗的始稱時間，烘燥時間的20%作為連續(xù)稱重的大約時間間隔。

2結果與討論

2.1苧麻精干麻（低濕）樣品烘燥時間

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）樣品的烘燥過程可分為4個階段，第一階段為預熱階段，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，主要為苧麻表面非結合水分的汽化，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，此時為再加熱階段。因此，在苧麻回潮率和含水率測試方法中，對于苧麻精干麻（低濕）樣品的烘燥時間建議為80min，始稱時間為80min，時間間隔定為20min。

2.2苧麻原麻（低濕）樣品烘燥時間

測定了苧麻原麻（低濕）樣品初始質(zhì)量及每間隔10min的質(zhì)量，并計算出最終失重，繪制烘燥特性曲線，結果見圖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試方法中，為了減少稱量次數(shù)，提高測試效率，建議苧麻原麻（低濕）的烘燥時間為80min，始稱時間為80min，時間間隔定為20min。

圖2 苧麻原麻（低濕）烘燥特性曲線

2.3苧麻精干麻（高濕）樣品烘燥時間的確定

選取苧麻精干麻（高濕）3個樣品進行預備性試驗，試驗數(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試方法中，建議苧麻精干麻（高濕）的烘燥時間定為80min，始稱時間為80min，時間間隔定為20min。

2.4苧麻原麻（高濕）樣品烘燥時間的確定

選取3個苧麻原麻（高濕）樣品進行預備性試驗，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試方法中，建議苧麻原麻（高濕）的烘燥時間定為100min，始稱時間為100min，時間間隔定為20min。

3驗證性試驗

在確定了上述各項參數(shù)后，為了驗證該試驗方法的準確性，對湖南、湖北、四川和江西4個地區(qū)的低濕、高濕苧麻精干麻，以及低濕、高濕苧麻原麻樣品進行驗證試驗。

3.1試驗方案

經(jīng)過預備性試驗可得到不同試樣的初始烘燥時間和稱重間隔，為了進一步驗證該稱重時間和稱重間隔的普適性，本文進行驗證性試驗。方案為：將試樣放入烘箱內(nèi)熱稱重容器，并逐個對號掛入烘箱內(nèi)掛籃鉤上，關閉箱門并開啟烘箱電源。當烘箱溫度升至（105±2）℃時，開始記錄始烘時間。到烘燥時間后，關閉烘箱氣流，進行第一次箱內(nèi)稱重。續(xù)烘20min后，再按上述方法進行第二次稱重，直至先后兩次質(zhì)量差不超過后一次重量的0.1%時，視為達到恒重，達到恒重后質(zhì)量視為烘干質(zhì)量。每次稱重時間不超過1min，每次稱重做好時間和重量記錄，質(zhì)量精確到0.01g。

3.2試驗結果分析

3.2.1苧麻精干麻（低濕）樣品的試驗結果分析

試驗結果見表1～表4。

本文達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后進行稱重后，第二次烘燥100min后再次稱量就可以達到恒重。因此，在苧麻回潮率和含水率測試方法中，建議苧麻精干麻（低濕）到達烘燥時間后第一次稱重時間為80min，第二次稱重時間為100min，可使稱重次數(shù)最低降為2次，明顯降低操作步驟，減輕檢測人員的負擔。

3.2.2苧麻原麻（低濕）樣品的試驗結果分析

試驗結果見表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后進行稱重后，第二次120min后稱量就可以達到恒重。因此，在苧麻回潮率和含水率測試方法中，建議苧麻原麻（低濕）到達烘燥時間后第一次稱重時間為100min，第二次稱重時間為120min，可使稱重次數(shù)最低降為2次，提高檢測效率。

3.2.3苧麻精干麻（高濕）樣品的試驗結果分析

結果見表9和表10。

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

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

表1 湖南苧麻精干麻（低濕）驗證試驗

表2 湖北苧麻精干麻（低濕）驗證試驗

表3 四川苧麻精干麻（低濕）驗證試驗

綜合上述驗證試驗結果表明，在苧麻回潮率和含水率測試方法中，為了減少操作次數(shù)，提高測試效率，對于苧麻精干麻（低濕）的烘燥時間統(tǒng)一調(diào)整為80min，原麻（低濕）和苧麻精干麻（高濕）的烘燥時間統(tǒng)一調(diào)整為100min，原麻（高濕）的烘燥時間統(tǒng)一調(diào)整為120min，連續(xù)稱重的時間間隔均為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條件進行。

4結論

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

表4 江西苧麻精干麻（低濕）驗證試驗

表5 湖南原麻（低濕）驗證試驗

表6 湖北原麻（低濕）驗證試驗

(1）預備性試驗可以看出，苧麻精干麻（低濕）、苧麻原麻（低濕）、苧麻精干麻（高濕）樣品烘燥時間為80min，高濕苧麻原麻樣品烘燥時間為100min，苧麻樣品失重可達到98%以上。

(2）結合驗證性試驗，將苧麻精干麻（低濕）初次稱重時間定為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)稱重時間間隔定為20min，僅需經(jīng)過1～3次稱量即可達到恒重。在該操作條件下，可以減輕檢驗人員負擔，提高測試效率。

表7 四川原麻（低濕）驗證試驗