銅氨纖維與萊賽爾纖維的鑒別

郭航樂

(東華大學，上海 201620)

銅氨纖維與萊賽爾纖維的鑒別

郭航樂

(東華大學，上海 201620)

為準確鑒別銅氨纖維與萊賽爾纖維，分別采用燃燒法、顯微鏡法、溶解法、濕膨脹性能分析法和近紅外光譜分析法對銅氨纖維、萊賽爾纖維進行了測試分析。結果表明兩者的形態特征、燃燒特征、濕膨脹性能相似，但根據其濕膨脹性能差異可進行纖維的初步判別，再結合用近紅外光譜分析法就能進行準確鑒別。

銅氨纖維；萊賽爾纖維；纖維鑒別；濕膨脹性能；近紅外光譜分析

銅氨纖維與萊賽爾纖維都是再生纖維素纖維，可純紡或與棉、毛、絲、麻、合成纖維混紡，在高檔織物領域得到了廣泛應用[1-3]。但是銅氨纖維的價格較萊賽爾纖維高，其成衣面料也更具懸垂感和絲綢感。由于萊賽爾纖維與銅氨纖維兩者的外觀和理化性能有很多相似之處，導致目前大多數檢驗機構還無法對其進行準確鑒別，難以滿足企業和商家的需求。為此，本文針對銅氨纖維和萊賽爾纖維鑒別的適用性和有效性，對幾種不同的檢測方法進行了探討。

1 試驗部分

1.1 試驗材料

銅氨纖維(蘇州德伊紡織品有限公司)；萊賽爾纖維(上海市質檢院纖維檢驗所)。

1.2 測試方法[4]

1.2.1 燃燒法

分別用鑷子夾住一小束纖維試樣慢慢接近火焰，稍停片刻隨即移開，觀察兩種纖維試樣在燃燒過程中所發生的現象并聞燃燒后氣味，然后將其記錄下來。

1.2.2 顯微鏡法

將適量纖維試樣平整置于載玻片上，滴上少量甘油并蓋上蓋玻片，在顯微鏡下觀察纖維的縱向形態。再將一束纖維試樣裝入哈氏切片器并涂上火棉膠，用鋒利刀片均勻切下厚度為10～30 μm的纖維橫截面薄片，將其移至滴有甘油的載玻片上并蓋上蓋玻片，在顯微鏡下觀察纖維的橫截面形態。

1.2.3 溶解法

在試管中加入一小束纖維試樣并注入溶劑3～5 ml，在規定溫度下處理5～15 min，觀察其溶解現象。

1.2.4 濕膨脹性能分析法

分別將銅氨纖維、萊賽爾纖維放在水、11%的NaOH溶液中浸濕后，測試其直徑并計算其橫向膨脹率。

1.2.5 近紅外光譜分析法

近紅外光譜定性分析是利用已知類別的樣品建立近紅外光譜定性模型，然后用該模型考察未知樣品是否屬于該類物質的一種方法，它主要用于物質的聚類分析和判別分析[5]。將近紅外光譜技術應用到紡織纖維鑒別，可準確地鑒別萊賽爾與銅氨纖維，并具有制樣簡單、分析速度快和無需破壞樣品的優點。

采用MPA型多功能傅立葉變換近紅外光譜儀(Bruker)及OPUS數據分析軟件，用漫反射法采集纖維光譜圖和系統聚類分析法建立模型。實驗步驟如下：

(1)在相同的實驗條件下，分別采集銅氨和萊賽爾纖維的建模集樣品與驗證集樣品的近紅外光譜圖；

(2)對采集到的近紅外光譜圖進行光譜預處理，所用的預處理方法為一階導數+矢量歸一化；

(3)建立各纖維樣品的判別模型；

(4)用驗證集樣品的近紅外光譜圖來驗證所建判別模型，并對其有效性與適用性做出評價。

2 結果和分析

2.1 燃燒法

表1是對銅氨纖維和萊賽爾纖維的燃燒狀態進行的描述。

由表1可知，銅氨纖維和萊賽爾纖維在燃燒的各個階段，其狀態、味道及其殘留物都完全相同。這是由于銅氨和萊賽爾纖維均屬于再生纖維素纖維，其主要成分相近，燃燒特征也一致，因此銅氨纖維和萊賽爾纖維無法通過燃燒法進行鑒別。

表1 銅氨纖維和萊賽爾纖維燃燒狀態

2.2 顯微鏡法

銅氨纖維和萊賽爾纖維的橫向與縱向形態特征見圖1和圖2，其形態描述見表2。

纖維名稱縱向形態橫向形態銅氨纖維 纖維順直,直徑均勻,表面平滑有光澤,尾部輕微原纖化,有小纖維散開狀圓形或近似圓形萊賽爾纖維纖維順直,直徑均勻,表面平滑有光澤,尾部輕微原纖化,有小纖維散開狀圓形或近似圓形

萊賽爾纖維橫截面多為圓形并有皮芯結構，皮層結構致密且薄、易破損，接近全芯結構；在濕態下會橫向膨脹，原纖之間的側向結合力大大減弱，故在機械外力作用下，原纖從纖維表面分離出來就會產生原纖化現象。而銅氨纖維橫截面也是圓形，但無皮芯結構，不易產生原纖化現象，且縱向比萊賽爾纖維通透。雖然有研究指出通過顯微鏡觀察兩種纖維的原纖化現象，可以區分萊賽爾和銅氨纖維[6]，但此方法僅適用于原纖化型萊賽爾纖維與銅氨纖維的粗略鑒別，無法鑒別非原纖化型萊賽爾纖維和銅氨纖維。

2.3 溶解法

表3是對銅氨纖維和萊賽爾纖維分別在甲酸/氯化鋅溶液，60%硫酸，37%鹽酸，混合酸溶液(70%硫酸20 ml與35%鹽酸800 ml混合液)溶解現象的描述。

由表3可知，銅氨纖維和萊賽爾纖維除了在常溫下的60%硫酸與混合酸溶液中的溶解現象稍有差別以外，在其余試劑中的溶解現象完全相同，所以可根據兩種纖維的不同溶解性能進行初步鑒別。但上述酸性試劑對纖維損傷較大，且試驗結果較依賴操作者的經驗判斷，主觀性較強，因此對兩種纖維無法做到準確鑒別。

2.4 濕膨脹性能分析法

由于銅氨纖維和萊賽爾纖維均具有良好的吸濕性能，大量水分子容易進入到纖維內部的無定形區，使原纖之間的側向結合力減弱而發生劇烈膨脹，因此纖維表現出了較高的橫向濕膨脹率；NaOH溶液進一步加劇了纖維的膨脹，在NaOH溶液中浸濕的橫向膨脹率遠大于水的濕膨脹率。由表4可知，銅氨纖維在NaOH溶液中浸濕的橫向膨脹率遠大于萊賽爾纖維，在11%的NaOH溶液中浸濕后測試纖維的橫向膨脹率，可初步區分銅氨纖維和萊賽爾纖維。

表3 銅氨纖維和萊賽爾纖維的溶解現象

表4 銅氨纖維和萊賽爾纖維的濕膨脹

注：方案1的處理條件為水處理；方案2的處理條件為用11%的NaOH溶液處理。

2.5 近紅外光譜分析法

圖3是銅氨纖維和萊賽爾纖維模型驗證的2D得分圖，表5是銅氨纖維和萊賽爾纖維的判別模型驗證結果。

纖維種類驗證樣品數/個正確識別數/個錯誤識別數/個模型識別率/%銅氨纖維 440100萊賽爾纖維440100

由圖3可知，該判別模型可以對銅氨纖維和萊賽爾纖維進行清晰分類，兩者的差別很明顯，很容易區分。由表5可看出，該模型對銅氨纖維和萊賽爾纖維的識別率為100%，表明該模型有很高的纖維聚類可信度，能得到較為準確的鑒別結果，具有較高的檢測效率和較好的適用性。

3 結語

銅氨纖維與萊賽爾纖維的截面形態基本一致，其燃燒現象和化學溶解性能非常相似，用常規的燃燒法、顯微鏡法和溶解法均無法準確鑒別。但是根據其濕膨脹性能存在的差異可進行纖維的初步判別，再結合用近紅外光譜分析法就能做到準確鑒別這兩種纖維。

[1] 張淑梅，莊軍祥. 銅氨纖維的性能及紡紗工藝實踐[J]. 山東紡織科技，2006，(3)：22-24.

[2] 許英健，王景翰. 新一代纖維素纖維：天絲及其分析[J]. 中國纖檢，2006，(1)：43- 45.

[3] 于偉東. 紡織材料學[M]. 北京：中國紡織出版社，2008.

[4] FZ/T 01057-2007 ，紡織纖維鑒別試驗方法[S].

[5] 羅 陽，王錫昌，鄧德文. 近紅外光譜技術及其在食品感官分析中的應用[J]. 食品科學，2009，30(7)：273-276.

[6] 隋樹香. Tencel纖維和銅氨纖維的定性分析[J]．毛紡科技，2001，(6)：48-49.

Identification Methods of Cuprammonuium and Lyocell Fiber

GUO Hang-le

(Donghua University, Shanghai 201620, China)

Cuprammonuium and lyocell fiber were identified and analyzed through combustion method, microscopy, dissolution method, wet expansion performance analysis and infrared spectrum analysis. The results showed that the morphological characteristics, combustion characteristics and wet expansion performance of both fibers were similar. According to the performance of wet expansion differences, preliminary identification of both fibers could be undertaken, and two kinds of fiber could be accurately identified by near infrared spectrum analysis.

cuprammonuium; lyocell; fiber identification; wet expansion performance; near infrared spectrum analysis

2016-10-14

郭航樂(1984-)，女，陜西寶雞人，在讀碩士研究生，研究方向：紡織纖維檢測，E-mail：liulanggeshou20@163.com。

TS101.9

B

1673-0356(2016)12-0047-03