纖維檢驗(yàn)方法初探

龔潤(rùn)元

摘 要：本文結(jié)合纖維的鑒別檢驗(yàn)技術(shù)，對(duì)強(qiáng)化纖維鑒別檢驗(yàn)質(zhì)量的方法與技術(shù)進(jìn)行分析，并提出纖維檢驗(yàn)的未來發(fā)展趨勢(shì)，不斷完善無損檢驗(yàn)方法，構(gòu)建纖維鑒別檢驗(yàn)的系統(tǒng)性方法。

關(guān)鍵詞：纖維檢驗(yàn) 方法 技術(shù) 應(yīng)用

隨著科技的不斷發(fā)展及生產(chǎn)技術(shù)的不斷推進(jìn)，各種纖維制品已經(jīng)深入到社會(huì)的方方面面；隨著纖維制品持續(xù)深化的應(yīng)用及發(fā)展，其在國民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代化發(fā)展中扮演的角色也越來越搶眼。不論是百姓生活、工業(yè)生產(chǎn)、特性利用還是研發(fā)創(chuàng)新，都需要通過纖維檢驗(yàn)來驗(yàn)證并保障纖維制品的品質(zhì)，而實(shí)踐工作中針對(duì)纖維所進(jìn)行的檢驗(yàn)往往是毀滅、破壞或以纖維個(gè)體辨認(rèn)等方式進(jìn)行。從這一角度來說，纖維檢驗(yàn)的開展就針對(duì)性地提出了無損及微量等多方面要求，這對(duì)纖維檢驗(yàn)方法未來發(fā)展方向也有著深遠(yuǎn)意義。纖維檢驗(yàn)分為品質(zhì)檢驗(yàn)及鑒別檢驗(yàn)兩方面，本文試對(duì)一般紡織纖維鑒別檢驗(yàn)作較詳細(xì)分析與說明。

一、現(xiàn)行一般纖維鑒別檢驗(yàn)方法分析

1.外觀形態(tài)鑒別分析：

一般而言：不同的纖維有著不同的形態(tài)。這一特性在天然纖維中有著明顯體現(xiàn)；而對(duì)于化學(xué)纖維，隨著產(chǎn)品種類的不斷增多及差別化纖維的不斷出現(xiàn)，纖維的外觀形態(tài)則顯得較為復(fù)雜。

纖維樣本的外觀形態(tài)一般借助于顯微鏡或顯微投影儀進(jìn)行觀察、比較鑒別檢驗(yàn)，此法中重點(diǎn)對(duì)纖維樣本縱橫向形態(tài)、外觀、粗細(xì)、長(zhǎng)短、透光性、顏色、數(shù)量等指標(biāo)進(jìn)行鑒別檢驗(yàn)分析。

對(duì)于天然纖維，考慮到其基本組成結(jié)構(gòu)、成型情況等均存在一定的差異：成熟好的未處理棉纖維橫向呈腰圓中空、縱向呈展曲形態(tài)；苧麻有竹節(jié)狀橫紋；普通羊毛外觀有鱗片；桑蠶絲縱向平直橫向呈不規(guī)則三角形，等等。這些在生物顯微鏡或顯微投影儀下都能通過橫向截面和縱向形態(tài)進(jìn)行辨別。

對(duì)于化學(xué)纖維，纖維形態(tài)均是人為的結(jié)果，基質(zhì)相同的纖維可以產(chǎn)生不同的外觀形態(tài)；有些纖維比天然纖維細(xì)的多，外形差異更加微小，顯微鏡及生物顯微鏡對(duì)其外觀形態(tài)的鑒別易造成一定的混淆，因而價(jià)值具有一定的局限性。

2.纖維化學(xué)特性鑒別分析

無論是天然纖維還是化學(xué)纖維，纖維樣本自身所具備的化學(xué)組成結(jié)構(gòu)均存在一定的差異性，根據(jù)組成差異表現(xiàn)出來的化學(xué)特性差異，從而可以鑒別出纖維的種類，常用的有燃燒法、溶解法等。

燃燒是鑒別纖維最方便、最直接的方法之一：檢驗(yàn)重點(diǎn)是“接近火焰”“接觸火焰”“離開火焰”時(shí)纖維所表現(xiàn)出的狀態(tài)來進(jìn)行區(qū)分鑒別，鑒別時(shí)綜合各種感官感覺：眼睛觀察的纖維形體變化、燃燒狀態(tài)、燃后灰燼；鼻子聞到的氣味產(chǎn)生；手指感知的殘余物脆硬等。燃燒法的前提是：燃燒的樣本是單一的某種纖維。因而，燃燒法只能鑒別本已區(qū)分開來的纖維名稱。

溶解是鑒別纖維常用的方法之一：根據(jù)纖維溶解性能表，選擇合適的溶劑，通過合理的溶解方案可以鑒別纖維的種類和成份，此法在纖維含量的定量分析方法中采用比較普遍，然而，此法涉及的儀器設(shè)備、試劑、環(huán)節(jié)較多，產(chǎn)生誤差的因素也比較多，因此在定量分析中的不確定度會(huì)有一定影響。

采用化學(xué)特性進(jìn)行纖維鑒別的共性是：均使用了化學(xué)試劑（燃燒法的化學(xué)試劑是氧氣），均給纖維造成了滅失或破壞，因而此法在纖維制品鑒別檢驗(yàn)的應(yīng)用上具有一定的局限性。

3.纖維的光敏特性鑒別分析

紫外線能激勵(lì)有機(jī)或無機(jī)物質(zhì)產(chǎn)生熒光和磷光，將紫外燈照射纖維制品樣本，纖維自身所具備光致發(fā)光屬性的差異性使得纖維樣本呈現(xiàn)出顯著差異的熒光顏色，纖維檢驗(yàn)工作人員即可通過對(duì)熒光顏色的判別實(shí)現(xiàn)快速有效地對(duì)纖維種類進(jìn)行鑒別處理。

此法對(duì)于染色纖維則有一定的復(fù)雜性和局限性。

4.纖維熱性能鑒別分析

纖維在不同溫度狀態(tài)下所表現(xiàn)出的顯著差異屬性及外觀形態(tài)均稱之為纖維的熱性能。不論是天然纖維還是化學(xué)纖維，纖維的熱性能表現(xiàn)度會(huì)有一定的差異。在實(shí)踐研究過程中發(fā)現(xiàn)，此法顯著的優(yōu)勢(shì)在于實(shí)驗(yàn)所提供的有關(guān)纖維樣本的信息量較大，應(yīng)用范圍較廣，對(duì)于樣本顏色、形態(tài)等相關(guān)因素的限制較低，然而其同樣有著一定的局限性：纖維檢驗(yàn)樣本的需求量較大，無法適宜于少量、微量及單根纖維的檢驗(yàn)鑒別作業(yè)。

還有其他很多的鑒別檢驗(yàn)測(cè)試方法，由于各有其自身的局限性和針對(duì)性，因而到目前為止，我們?nèi)晕凑业匠商讕в幸欢ㄆ毡樾缘臒o損、簡(jiǎn)便的纖維鑒別檢驗(yàn)分析系統(tǒng)，檢驗(yàn)方法及檢驗(yàn)方案依然復(fù)雜。

二、纖維鑒別檢驗(yàn)方法的發(fā)展分析

對(duì)于纖維鑒別檢驗(yàn)方法的發(fā)展方向，其主流思路在于：穩(wěn)定并不斷提高纖維鑒別檢驗(yàn)質(zhì)量的基礎(chǔ)，合理縮短檢驗(yàn)所需時(shí)間，有效控制并逐步消除因檢驗(yàn)工作而造成的樣本滅失或損傷等問題。隨著科技的發(fā)展和對(duì)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)真實(shí)性再現(xiàn)要求的提高，要求無損檢驗(yàn)方法必將成為未來紡織纖維檢驗(yàn)方法的發(fā)展趨勢(shì)與必然選擇。

隨著新技術(shù)的開發(fā)與利用，無損快速檢驗(yàn)方法也許能在不久的將來能夠得以實(shí)現(xiàn)。在此值得一提的技術(shù)有：拉曼光譜與紅外光譜技術(shù)。

當(dāng)光照射到物質(zhì)上時(shí)會(huì)發(fā)生非彈性散射，散射光中除有與激發(fā)光波長(zhǎng)相同的彈性成分（瑞利散射）外，還有比激發(fā)光波長(zhǎng)長(zhǎng)的和短的成分，后一現(xiàn)象統(tǒng)稱為拉曼效應(yīng)。拉曼散射是由分子振動(dòng)、固體中的光學(xué)聲子等元激發(fā)與激發(fā)光相互作用產(chǎn)生的非彈性散射，拉曼頻率及強(qiáng)度、偏振等標(biāo)志著散射物質(zhì)的性質(zhì)，從這些資料可以導(dǎo)出物質(zhì)結(jié)構(gòu)及物質(zhì)組成成分。一般把瑞利散射和拉曼散射合起來所形成的光譜稱為拉曼光譜。

用拉曼光譜法進(jìn)行纖維樣本無損檢驗(yàn)，簡(jiǎn)單說，就是借助于激光光照作用，纖維樣本所產(chǎn)生與之相對(duì)應(yīng)的散射反應(yīng)，通過對(duì)產(chǎn)生散射光譜關(guān)鍵信息的分析實(shí)現(xiàn)對(duì)纖維樣本進(jìn)行檢驗(yàn)鑒別。

紅外光譜法又稱“紅外分光光度分析法”。簡(jiǎn)稱“IR”，分子吸收光譜的一種。利用物質(zhì)對(duì)紅外光區(qū)的電磁輻射的選擇性吸收來進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析及對(duì)各種吸收紅外光的化合物的定性和定量分析的一法。被測(cè)物質(zhì)的分子在紅外線照射下，只吸收與其分子振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)頻率相一致的紅外光譜。對(duì)紅外光譜進(jìn)行剖析，可對(duì)物質(zhì)進(jìn)行定性分析?；衔锓肿又写嬖谥S多原子團(tuán)，各原子團(tuán)被激發(fā)后，都會(huì)產(chǎn)生特征振動(dòng)，其振動(dòng)頻率也必然反映在紅外吸收光譜上。

用拉曼光譜法檢測(cè)能夠以高強(qiáng)度激光對(duì)非極性鍵實(shí)時(shí)振動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行精確測(cè)量。選取紅外檢測(cè)方式對(duì)纖維樣本進(jìn)行鑒別，如果纖維樣本中所含非極性鍵振動(dòng)屬性表現(xiàn)為非紅外活性狀態(tài)，那么所獲取的關(guān)鍵信息極少，甚至?xí)A向于0?；谝陨戏治觯角笠环N能夠?qū)崿F(xiàn)拉曼光譜法與紅外檢驗(yàn)法相結(jié)合的纖維檢驗(yàn)鑒別方式，這將會(huì)得到更為豐富的纖維結(jié)構(gòu)的相關(guān)信息。

采用此類技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有：獲取信息廣泛、纖維樣品制備簡(jiǎn)單、分析直觀等。當(dāng)然，此類技術(shù)的應(yīng)用還有很多其他相關(guān)問題需要得到解決。

三、結(jié)束語

借助于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與基礎(chǔ)性研究持續(xù)發(fā)展所提供的動(dòng)力，未來纖維檢驗(yàn)工作質(zhì)量將通過纖維檢驗(yàn)技術(shù)與方法的持續(xù)提高，無損檢驗(yàn)方法在未來纖維鑒別檢驗(yàn)中的重要地位不容忽視，在此基礎(chǔ)之上構(gòu)建成套針對(duì)性的纖維檢驗(yàn)與鑒別分析系統(tǒng)是纖維檢驗(yàn)方法研究的核心所在。本文針對(duì)有關(guān)纖維鑒別檢驗(yàn)方法相關(guān)問題做出了簡(jiǎn)要分析與說明，希望能夠?yàn)榻窈笙嚓P(guān)研究與實(shí)踐工作的開展提供一定的參考與幫助。

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