近紅外光譜法用于紡織品定量分析的研究

蔡金超(中紡協(xié)檢驗（泉州）技術(shù)服務有限公司，福建 泉州 362000)

近紅外光譜法用于紡織品定量分析的研究

蔡金超(中紡協(xié)檢驗（泉州）技術(shù)服務有限公司，福建 泉州 362000)

對紡織品中纖維含量實行定量分析時，我們采用具有無損檢測，大量的信息，分析速度快等特點的近紅外光譜法來進行定量分析；同時，與化學的計量學相結(jié)合，克服其信息量不足，光譜峰重疊的弱點，因此，近紅外光譜的技術(shù)近年來得以廣泛推廣，針對此技術(shù)的應用于紡織品的定量分析中進行了著重的研究；其中包括對毛織物的混紡面料，棉織物混紡面料，氨綸混紡面料，絲織物混紡面料等進行定量分析；并且還分析了現(xiàn)階段該技術(shù)在檢測中的問題。

定量分析；近紅外技術(shù)；紡織品

1 常用的定量分析法

化學劑量在近紅外技術(shù)的應用領(lǐng)域中占有重要位置；它應用在對光譜信號的處理及分析模型的建立上；化學計量中有一個多元校正的重要方法，它能解決諸多復雜組分的體系問題；所以，應用近紅外技術(shù)進行分析定量，定性的問題時，要用多元校正法來建立被分析物的質(zhì)量濃度和光譜間的定量關(guān)系；當前主要運用的多元校正法有：主成分回歸，人工神經(jīng)網(wǎng)絡，偏最小二乘法，逐步回歸等。

2 如何運用近紅外光譜分析技術(shù)對紡織品的面料進行定量分析

2.1 定量分析棉織物的混合面料

收集320個滌綸和棉的紡織樣品，把棉和滌綸的比例達到0-100%的覆蓋范圍；運用近紅外技術(shù)，對所有樣品的各個面進行不同位置的測試，并建立起校正模型分析其棉與滌綸纖維的比例，對棉含量的預測標準差結(jié)果是23.%。在進行測試的過程中，選出70個不同含量的混紡樣品，按照分布均勻的原則，選擇其中的40個樣品為回歸樣品，其余作預測的使用，以檢驗建立模型的優(yōu)劣，滌綸與棉的精度檢測是6%；運用逐步回歸分析法對滌綸與棉的適宜回歸波長，以此來對其進行樣品的定量分析，從而得出結(jié)論。有些待測的波長樣品會有偏差，然而卻不會擺脫等測成分對譜帶的吸收，由此證明，近紅外技術(shù)能對面料含量和化學成分進行準確快速的分析檢測。

2.2 定量分析毛織物的混合面料

我們將混紡毛織物的樣品原料，包括純羊毛，滌綸，粘膠等按照不相同的比例進行混合，并將其作為樣品的標準，樣品光譜通過運用近紅外光譜儀中三毫米直徑的微量漫反射池來獲取的，應用二階導數(shù)和五點三次的平滑來進行光譜的預處理工作，應用偏最小二乘法來分析標準樣品集中近紅外的實際值和預測值間的系數(shù)0.983，在待測樣品的檢測結(jié)果中，預測值的變異系數(shù)是0.042；通過此試驗青蛙，這種數(shù)學模型能夠應用在不同的染料顏色預測混紡面料中的毛織成品，同時取得了非常好的成果；專門的技術(shù)人員應用近紅外技術(shù)來鑒別分析羊絨，羊毛等，選擇400-2500nm的波長，進行32次掃描，NIR光譜圖采集選用210nm的分辨率，對各個樣品進行多次測試，并建立定性的方法模型；通過此試驗說明，定量分析羊絨，羊毛混紡織品應建立合適的模型來進行分類。

我們把羊毛，羊絨根據(jù)不同的比例來配制成混合標樣103個，應用PLS方法，構(gòu)建起近紅外光譜技術(shù)的分析數(shù)學模型，有關(guān)模型的預測系數(shù)是0.99，其標準差是0.028，此試驗證明：應用近紅外光譜技術(shù)來定量分析羊毛，羊絨的混紡織物，具有可操作性，將來必將成為無需破壞的快速檢測方法。此項試驗中樣品的數(shù)量有限，預測模型的精確程度還有很大的提升空間，如果在檢測工作中，能真正應用近紅外光譜技術(shù)，需要對樣品進行逐步累積，建立針對性更強的數(shù)據(jù)庫及更加可靠，精確，穩(wěn)定的分析數(shù)學模型。

2.3 定量分析絲織物的混合面料

我們對混紡絲織物中的真絲含量運用近紅外光譜技術(shù)的檢測手段來進行定量分析，把真絲-滌綸與真絲-腈綸這兩種絲織物進行混合；把純品布料的樣品打成絮狀，再根據(jù)其質(zhì)量分數(shù)進行均勻混合而制成的；選取相同個數(shù)的兩組絲織物，真絲的含量范圍在0-100%；其濃度梯度是0.02；結(jié)果證明，通過對模型進行分析，提高了其預測的精確程度，預測模型的絕對平均誤差不超過2.5，濃度和測量的參考值，有非常好的相關(guān)性；近紅外光譜快速檢測技術(shù)能夠達到絲織物中含絲量的實際測量標準，為紡織物的定量分析提供速度快，無破損的新技術(shù)。

3 在定量分析紡織品面料中近紅外光譜技術(shù)還有其局限性

通過對上述的定量分析方法可實現(xiàn)近紅外光譜技術(shù)對混紡織品中的纖維含量進行無破損，快速檢測的技術(shù)，然而要想運用近紅外光譜的技術(shù)分析法，在此之前必須進行大量采集多種含量的光譜信息數(shù)據(jù)來建立相關(guān)的模型數(shù)據(jù)庫，若是建立模型紡織品的樣品缺乏分布的均勻性，那么就會造成采集的近紅外光譜出現(xiàn)較大的離散現(xiàn)象，這對模型庫的相關(guān)測量精度有非常大的負面影響，致使混紡織物的檢測結(jié)果存在不精確的問題。

4 結(jié)語

通過上述對近紅外光譜技術(shù)的應用研究可知，在進行紡織品的定量分析過程中，根本不需要使用化學試劑，使定量分析簡單方便，易于操作，并且還不損壞紡織樣品，大大縮短對紡織物的檢測時間，從而有效的提高對紡織品的檢測效率，因此這種技術(shù)的應用必將會更加廣泛。

[1]桂祥維等.用近紅外光譜定量分析混紡毛織品中羊毛的質(zhì)量分數(shù)[J].中國紡織大學學報，2016，（6）:73-76.

[2]陳澤泉，陸鳳山.近紅外光譜分析快速檢測技術(shù)在絲棉混紡織物成分分析中的應用研究[J].科技通報，2016，（3）:91-94.