紅外光譜技術(shù)在紡織品檢測中的應(yīng)用探究

康 寧

（深圳天祥質(zhì)量技術(shù)服務(wù)有限公司廣州開發(fā)區(qū)分公司，廣東 廣州 510730）

紅外光譜技術(shù)檢測速度快、操作方便，是一種應(yīng)用較多的檢測手段,能夠在圖譜內(nèi)呈現(xiàn)高分子材料結(jié)構(gòu)，結(jié)合其峰值位置與峰形結(jié)構(gòu)作出判斷。因此，我們要結(jié)合紅外光譜技術(shù)特點(diǎn)，將其合理應(yīng)用于紡織品檢測中，可以快速得出纖維結(jié)構(gòu)情況，得到的數(shù)據(jù)也更加準(zhǔn)確。

1 紅外光譜技術(shù)概述

紅外光譜屬于選擇性吸收光譜，其原理是通過一定波長紅外線照射有機(jī)物分子，將部分頻率光能作出有選擇性吸收，在紅外光譜儀支持下，能夠?qū)⑽兆V帶記錄下來。根據(jù)紅外吸收帶波長位置和吸收譜帶強(qiáng)度，能夠?qū)⒎肿咏Y(jié)構(gòu)特征呈現(xiàn)出來，對紡織品結(jié)構(gòu)及其化學(xué)基團(tuán)進(jìn)行鑒定。吸收譜帶吸收強(qiáng)度與分子組、化學(xué)基團(tuán)含量等具備一定關(guān)系，采取定量分析與純度鑒定等方法。對紅外光譜分析來說，具備較強(qiáng)的特征性，能夠用于氣體、液體以及固定試樣的測定中，對試樣量要求不大，能夠完成快速分析，并避免對試樣產(chǎn)生破壞[1]。可見在化合物鑒定、分子結(jié)構(gòu)測定等方面，紅外光譜法都發(fā)揮著巨大作用，在定性與定量分析過程中，在高聚物結(jié)構(gòu)測定上應(yīng)用將非常廣泛。紡織工業(yè)領(lǐng)域在未知物分析、定量分析和織物等表面涂層分析中進(jìn)行應(yīng)用，有利于準(zhǔn)確測定高分子材料大分子鏈等。

2 我國紡織品檢測技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著科技水平的不斷提升，紡織業(yè)在生產(chǎn)技術(shù)、檢測水平等方面實(shí)現(xiàn)了大幅度提升，且生產(chǎn)設(shè)備、檢測裝置等非常先進(jìn)。同時(shí)在計(jì)算機(jī)信息技術(shù)支持下，也為紡織業(yè)生產(chǎn)與檢測創(chuàng)造了有利條件，推動(dòng)著紡織行業(yè)生產(chǎn)效率與質(zhì)量的不斷提升。在我國紡織品檢測技術(shù)發(fā)展過程中，主要采取定量檢測的方式，存在很多限制條件。在此背景下主要根據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)對纖維作出定性，并借助顯微鏡辨別纖維形態(tài)，或者是根據(jù)纖維燃燒時(shí)的性狀與氣味，對纖維作出相應(yīng)的處理，并借助化學(xué)試劑實(shí)驗(yàn)的方法，達(dá)到判定纖維種類的目的。在此過程中，對實(shí)驗(yàn)溫度、試劑種類、設(shè)備性能和人員經(jīng)驗(yàn)等方面，要求都非常高，這些繁瑣的程序，將為纖維成分檢測準(zhǔn)確性帶來一定影響。

3 紅外光譜技術(shù)在紡織品檢測中的具體應(yīng)用

3.1 纖維組分檢測

第一，棉和錦綸混紡定量檢測。20世紀(jì)70年代，通過反射法將棉和錦綸混紡的紅外線光譜校準(zhǔn)曲線測量出來，分析其原理可知，在具備較高折射率的透明介質(zhì)上放置其混紡物，對界面反射光進(jìn)行反復(fù)測量，將光譜走勢曲線記錄下來。在測定后分析和尼龍混紡物，錦綸含量對應(yīng)1625cm-1位置與棉在1095cm-1位置的譜帶吸收強(qiáng)度特征。

第二，聚酯纖維和棉混紡定量檢測。在20世紀(jì)70年代，若是直接測量，獲得的曲線無差異，檢測也毫無意義。在之后的發(fā)展中選擇研磨、壓片以及透射法，在分析后得出隨著聚酯纖維含量的增加，研磨時(shí)間也將隨之增加，不然曲線上將無變化[2]。此外，聚酯纖維含量與其特征峰值未表現(xiàn)出相應(yīng)的線性關(guān)系，通過多次試驗(yàn)與比較后，獲得聚酯纖維含量與光譜吸收強(qiáng)度、峰寬等線性關(guān)系，此時(shí)聚酯纖維特征峰值是1725cm-1。近年來在聚酯纖維、棉混紡物檢測過程中，主要采取溴化鉀壓片與光聲法等，可以得到聚酯纖維含量。

第三，毛和棉混紡的定量檢測。主要采取研磨、壓片以及透射法等開展檢測工作，此時(shí)要注意混合物研磨后，顆粒大小應(yīng)均勻。在多次檢測后得出，混合物內(nèi)棉含量與其特征峰值寬度無一定關(guān)系。在具體實(shí)踐時(shí)，要想提升檢測結(jié)果準(zhǔn)確性，應(yīng)該對研磨時(shí)間、樣品質(zhì)量等加強(qiáng)控制，通過反復(fù)檢測后將相近值確定為最終結(jié)果。

3.2 紡織品回潮率定量分析

對紡織品回潮率來說，為濕重與干重差值與干重百分率。在檢測紡織品回潮率的過程中，一般選擇烘燥法，在適當(dāng)溫度下放置檢測樣品一段時(shí)間。如表1所示，為烘箱溫度范圍的相關(guān)參考。在運(yùn)用紅外光譜儀法的過程中，在紅外波長達(dá)到1928nm后，將表現(xiàn)出較強(qiáng)水吸收作用，這樣能夠?qū)⑺智闆r準(zhǔn)確判斷出來。

表1 常用纖維烘燥溫度范圍

3.3 纖維結(jié)晶度和取向度定量分析

分析紅外光譜圖可知，因?yàn)槔w維結(jié)構(gòu)上有一定差異，所以譜帶也將表現(xiàn)出一定特征。一些譜帶與結(jié)晶度為正比關(guān)系，或者是表現(xiàn)出反比關(guān)系，但部分譜帶變化并不顯著。通過大量的研究得出，譜帶特性包括結(jié)晶譜帶、非結(jié)晶譜帶和參考譜帶，這些方法能夠快速將纖維結(jié)晶度等確定下來。而在紅外光譜儀內(nèi)設(shè)置偏振器后，光譜在偏振以后，結(jié)合偏振光譜圖將纖維取向度確定下來，得到的數(shù)據(jù)涵蓋了偏振光電矢量方向、譜帶吸收度等內(nèi)容，在相除后得到譜帶二向色性比，從而將取向度大小確定下來。

3.4 涂層類織物

結(jié)合 GB/T 30666—2014《紡織品 涂層鑒別試驗(yàn)方法》，在涂層類織物測試分析過程中，主要采取衰減全反射法等方式，對涂層類等非纖維物質(zhì)成分作出測定。試驗(yàn)過程中，由織物樣品上進(jìn)行裁取，并在涂層試樣后完成測試[3]。在樣品萃取過程中，先剪碎樣品，并在容器中放置，添加適量的化學(xué)試劑，在溶解后收集剩余的樣品，再次添加化學(xué)試劑后沉淀。接下來要取上層清液在鹽片表面涂抹，在紅外燈下烘烤干透和成膜，在紅外光譜儀檢測臺(tái)上放置成膜鹽片，通過透射法掃描后，將試樣紅外光譜圖記錄下來。如果試樣是單一涂層樣品，結(jié)合光譜得出結(jié)果。如果試樣并非單一組分，先剔除無法判斷的物質(zhì)，并對主要物質(zhì)作出判別。

4 結(jié)語

總之，在紡織品檢測中紅外光譜技術(shù)發(fā)揮著重要作用，應(yīng)用也越來越廣泛，但是在檢測中仍然有很多地方需要改善。在紅外光譜儀普及過程中，各項(xiàng)性能也得到了提升，在未來發(fā)展中要綜合數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對紅外光譜圖進(jìn)行分析，并注重紅外光譜技術(shù)與其他檢測技術(shù)的配合使用，才能進(jìn)一步發(fā)揮紅外光譜技術(shù)的作用，保證紡織品檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性。