纖維檢驗方法初探

龔潤元

摘 要：本文結合纖維的鑒別檢驗技術，對強化纖維鑒別檢驗質量的方法與技術進行分析，并提出纖維檢驗的未來發展趨勢，不斷完善無損檢驗方法，構建纖維鑒別檢驗的系統性方法。

關鍵詞：纖維檢驗 方法 技術 應用

隨著科技的不斷發展及生產技術的不斷推進，各種纖維制品已經深入到社會的方方面面；隨著纖維制品持續深化的應用及發展，其在國民經濟現代化發展中扮演的角色也越來越搶眼。不論是百姓生活、工業生產、特性利用還是研發創新，都需要通過纖維檢驗來驗證并保障纖維制品的品質，而實踐工作中針對纖維所進行的檢驗往往是毀滅、破壞或以纖維個體辨認等方式進行。從這一角度來說，纖維檢驗的開展就針對性地提出了無損及微量等多方面要求，這對纖維檢驗方法未來發展方向也有著深遠意義。纖維檢驗分為品質檢驗及鑒別檢驗兩方面，本文試對一般紡織纖維鑒別檢驗作較詳細分析與說明。

一、現行一般纖維鑒別檢驗方法分析

1.外觀形態鑒別分析：

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

纖維樣本的外觀形態一般借助于顯微鏡或顯微投影儀進行觀察、比較鑒別檢驗，此法中重點對纖維樣本縱橫向形態、外觀、粗細、長短、透光性、顏色、數量等指標進行鑒別檢驗分析。

對于天然纖維，考慮到其基本組成結構、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；苧麻有竹節狀橫紋；普通羊毛外觀有鱗片；桑蠶絲縱向平直橫向呈不規則三角形，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進行辨別。

對于化學纖維，纖維形態均是人為的結果，基質相同的纖維可以產生不同的外觀形態；有些纖維比天然纖維細的多，外形差異更加微小，顯微鏡及生物顯微鏡對其外觀形態的鑒別易造成一定的混淆，因而價值具有一定的局限性。

2.纖維化學特性鑒別分析

無論是天然纖維還是化學纖維，纖維樣本自身所具備的化學組成結構均存在一定的差異性，根據組成差異表現出來的化學特性差異，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：檢驗重點是“接近火焰”“接觸火焰”“離開火焰”時纖維所表現出的狀態來進行區分鑒別，鑒別時綜合各種感官感覺：眼睛觀察的纖維形體變化、燃燒狀態、燃后灰燼；鼻子聞到的氣味產生；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分開來的纖維名稱。

溶解是鑒別纖維常用的方法之一：根據纖維溶解性能表，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，此法涉及的儀器設備、試劑、環節較多，產生誤差的因素也比較多，因此在定量分析中的不確定度會有一定影響。

采用化學特性進行纖維鑒別的共性是：均使用了化學試劑（燃燒法的化學試劑是氧氣），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的應用上具有一定的局限性。

3.纖維的光敏特性鑒別分析

紫外線能激勵有機或無機物質產生熒光和磷光，將紫外燈照射纖維制品樣本，纖維自身所具備光致發光屬性的差異性使得纖維樣本呈現出顯著差異的熒光顏色，纖維檢驗工作人員即可通過對熒光顏色的判別實現快速有效地對纖維種類進行鑒別處理。

此法對于染色纖維則有一定的復雜性和局限性。

4.纖維熱性能鑒別分析

纖維在不同溫度狀態下所表現出的顯著差異屬性及外觀形態均稱之為纖維的熱性能。不論是天然纖維還是化學纖維，纖維的熱性能表現度會有一定的差異。在實踐研究過程中發現，此法顯著的優勢在于實驗所提供的有關纖維樣本的信息量較大，應用范圍較廣，對于樣本顏色、形態等相關因素的限制較低，然而其同樣有著一定的局限性：纖維檢驗樣本的需求量較大，無法適宜于少量、微量及單根纖維的檢驗鑒別作業。

還有其他很多的鑒別檢驗測試方法，由于各有其自身的局限性和針對性，因而到目前為止，我們仍未找到成套帶有一定普遍性的無損、簡便的纖維鑒別檢驗分析系統，檢驗方法及檢驗方案依然復雜。

二、纖維鑒別檢驗方法的發展分析

對于纖維鑒別檢驗方法的發展方向，其主流思路在于：穩定并不斷提高纖維鑒別檢驗質量的基礎，合理縮短檢驗所需時間，有效控制并逐步消除因檢驗工作而造成的樣本滅失或損傷等問題。隨著科技的發展和對檢驗數據真實性再現要求的提高，要求無損檢驗方法必將成為未來紡織纖維檢驗方法的發展趨勢與必然選擇。

隨著新技術的開發與利用，無損快速檢驗方法也許能在不久的將來能夠得以實現。在此值得一提的技術有：拉曼光譜與紅外光譜技術。

當光照射到物質上時會發生非彈性散射，散射光中除有與激發光波長相同的彈性成分（瑞利散射）外，還有比激發光波長長的和短的成分，后一現象統稱為拉曼效應。拉曼散射是由分子振動、固體中的光學聲子等元激發與激發光相互作用產生的非彈性散射，拉曼頻率及強度、偏振等標志著散射物質的性質，從這些資料可以導出物質結構及物質組成成分。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。

用拉曼光譜法進行纖維樣本無損檢驗，簡單說，就是借助于激光光照作用，纖維樣本所產生與之相對應的散射反應，通過對產生散射光譜關鍵信息的分析實現對纖維樣本進行檢驗鑒別。

紅外光譜法又稱“紅外分光光度分析法”。簡稱“IR”，分子吸收光譜的一種。利用物質對紅外光區的電磁輻射的選擇性吸收來進行結構分析及對各種吸收紅外光的化合物的定性和定量分析的一法。被測物質的分子在紅外線照射下，只吸收與其分子振動、轉動頻率相一致的紅外光譜。對紅外光譜進行剖析，可對物質進行定性分析。化合物分子中存在著許多原子團，各原子團被激發后，都會產生特征振動，其振動頻率也必然反映在紅外吸收光譜上。

用拉曼光譜法檢測能夠以高強度激光對非極性鍵實時振動狀態進行精確測量。選取紅外檢測方式對纖維樣本進行鑒別，如果纖維樣本中所含非極性鍵振動屬性表現為非紅外活性狀態，那么所獲取的關鍵信息極少，甚至會傾向于0。基于以上分析，探求一種能夠實現拉曼光譜法與紅外檢驗法相結合的纖維檢驗鑒別方式，這將會得到更為豐富的纖維結構的相關信息。

采用此類技術的優點有：獲取信息廣泛、纖維樣品制備簡單、分析直觀等。當然，此類技術的應用還有很多其他相關問題需要得到解決。

三、結束語

借助于現代科學技術與基礎性研究持續發展所提供的動力，未來纖維檢驗工作質量將通過纖維檢驗技術與方法的持續提高，無損檢驗方法在未來纖維鑒別檢驗中的重要地位不容忽視，在此基礎之上構建成套針對性的纖維檢驗與鑒別分析系統是纖維檢驗方法研究的核心所在。本文針對有關纖維鑒別檢驗方法相關問題做出了簡要分析與說明，希望能夠為今后相關研究與實踐工作的開展提供一定的參考與幫助。

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