黑色鞋帶纖維種類的分析鑒別

周 娟，呂蔭妮，熊甜麗，史曉凡

（1.阜陽市公安局，安徽 阜陽 236000；2.中國刑事警察學院，遼寧 沈陽 110035）

紡織纖維和紡織品是各種刑事案件和交通事故中常見微量物證之一。如兇殺案和強奸案的搏斗現場、搶劫案的纏斗現場、爆炸案的炸點周圍等經常會有少量紡織纖維或紡織品殘片殘留；交通事故的事故車輛、當事人或其他客體上也經常有微量的纖維甚至呈粉末狀態的纖維殘留。紡織纖維種類鑒別的方法很多，主要有顯微鏡法、紅外光譜法、拉曼光譜法、裂解氣相色譜法等[1]。對于紡織纖維檢材與比對樣品異同的檢驗，除要進行纖維種類的分析外，還需對其上的染料進行檢驗。因為同種類的紡織纖維，可用多種染料染成外觀相同或相近的顏色。常用于分析纖維上染料的方法有高效液相色譜法、薄層色譜法和顯微分光光度法等[2-5]。

本文分別采用傅立葉變換紅外光譜法（FTIR）和高效液相色譜法（HPLC）對24個不同款式、不同品牌鞋子的黑色鞋帶纖維進行了分析。實驗結果表明，紅外光譜法與液相色譜法相結合是對各種案件中遺留的纖維檢材與比對樣品進行比對檢驗的有效方法。

1 材料與方法

1.1 樣品

24個不同款式、不同品牌鞋的黑色鞋帶樣品如表1所示。

表1 24個黑色鞋帶樣品

1.2 試劑

N，N-二甲基甲酰胺（DMF）（分析純），甲醇（色譜純），純凈水。

1.3 儀器及條件

NICOLET 5700傅立葉變換紅外光譜儀（美國賽默飛世爾科技公司），Smart Performer采樣器。測定參數：掃描次數16；分辨率8 cm-1；掃描范圍：4 000～650 cm-1；樣品位置：%T 左顯微鏡；檢測器：MCT/A；光闌5；自動增益。

美國Agilent1100series高效液相色譜儀；檢測器：紫外-可見檢測器；色譜柱：C18柱（150mm×3.9mm，4μm），檢測波長：520 nm；柱溫：30℃；流動相：甲醇-水（85:15V/V）；流速：1mL/min。

1.4 方法

1.4.1 鞋帶纖維種類的FTIR分析

取少量鞋帶纖維樣品，用分離針將其分離成單絲，取單絲纖維樣品于金剛石池上制樣，然后進行傅立葉變換紅外光譜分析。

1.4.2 鞋帶纖維上染料的HPLC分析

以DMF為提取劑，對黑色鞋帶纖維上的染料進行提取，所得染料提取液進樣HPLC分析。

2 結果與討論

2.1 鞋帶纖維種類的分析

24個黑色鞋帶樣品的紅外光譜有所不同，依據紅外光譜特征的不同可分為三大類。第Ⅰ類有18個鞋帶樣品，紅外光譜圖中最強吸收峰在1 723 cm-1處，為酯基中C=O的伸縮振動峰；其次為1 248 cm-1、1100cm-1處C-O的對稱、不對稱伸縮振動峰；1616cm-1、1 577 cm-1、1 504 cm-1處有三個較弱苯環骨架振動峰；874 cm-1、729 cm-1處的吸收峰由苯環C-H的彎曲振動產生，由此可見第Ⅰ類鞋帶的纖維屬于聚酯纖維。第Ⅱ類為纖維素纖維，共有5個鞋帶樣品。其紅外光譜特征是在3 345 cm-1處有一寬而強的O-H鍵伸縮振動峰，1024 cm-1處強、且有一些弱的肩峰的特征峰則是O-H的伸縮振動和C-O-C伸縮振動峰。第Ⅲ類僅有一個鞋帶樣品，紅外光譜呈現出聚酯、纖維素纖維的共同特征。將其分離成單絲狀后分別測定，得到了具有聚酯、纖維素纖維特征的紅外光譜圖（圖 1，表 2）。

表2 鞋帶的纖維種類分析結果

圖1 三類鞋帶纖維的FTIR圖

2.2 鞋帶纖維上染料的分析

不同種類紡織纖維的分子結構不同，所含官能團不同，對其進行染色時所用染料的類別不同。聚酯纖維常用分散染料染色，纖維素纖維常用還原、活性、直接等類別的染料進行染色。所用染料的種類不同，染料與纖維的結合能力不同，溶劑中的溶解性、色譜行為均會有所差異。

2.2.1 纖維上染料的可溶性

以DMF為提取劑對纖維上的染料進行提取實驗，5 個纖維素纖維、1 個混紡纖維及 3、7、8、10、12、13、22號 7個聚酯纖維樣品上的染料未能提取下來，其余11個聚酯類的鞋帶纖維樣品上的染料均得到了有效的提取。

2.2.2 纖維上染料的HPLC分析

11個聚酯類鞋帶纖維上染料的色譜特征有所不同，依據染料提取液色譜圖中色譜峰的數目、保留時間的異同可將其為五類（圖2）。

圖2 五類鞋帶纖維樣品上染料的HPLC圖

第Ⅰ類有20號和23號2個樣品，色譜圖中有7個色譜峰，且各色譜峰的保留時間一一對應相近，但各色譜峰的峰高比或峰面積比有較大的差異，可相互鑒別；第Ⅱ類有4、11、21號3個樣品，每個樣品均有6個特征峰，其中4號和11號樣品色譜峰的保留時間相近，但各色譜峰的峰面積比不同；21號樣品各色譜峰的保留時間與4、11號樣品有所不同（圖3）；第Ⅲ類只有9號1個樣品，色譜特征是有5個色譜峰；第Ⅳ類有3個樣品，分別是1、5、16號樣品，色譜圖中均有4個特征峰，但3個樣品色譜峰的保留時間、各色譜峰的峰高比均有明顯差別，可一一鑒別；第Ⅴ類有6號和19號2個樣品，色譜圖中均有3個特征峰，但各特征峰的保留時間、峰形差異顯著（圖4）。

圖3 四個鞋帶纖維樣品上染料的HPLC圖

圖4 兩個鞋帶纖維樣品上染料的HPLC圖

3 結論

同類紡織纖維的分子結構相同，但不同廠家的生產工藝、原料的差異會導致纖維大分子的分子量、聚合度、結晶度等有所不同，因此其紅外光譜特征會有所差異，但差異不顯著。同類同色的紡織纖維，其上的染料組成會有所不同，所得色譜圖中色譜峰的峰數、保留時間及峰面積比的差異明顯。因此，在對各種案件中的纖維檢材與比對樣品進行比對分析時，必須進行纖維種類和纖維上染料兩個方面的檢驗。

[1]閻巍，張金莊.傅立葉紅外光譜（ATR）法檢驗紡織纖維[J].遼寧警專學報，2007（46）:35-37.

[2]李心倩，史曉凡，齊寶坤.合成纖維上染料的色譜分析法[J].中國刑警學院學報，2006（2）:54-55.

[3]史曉凡，許英健，李洪亮.滌綸纖維上分散染料的液質分析[J].刑事技術，2012（1）:35-37.

[4]龔利斌，姜傳國，周超峰，等.高效液相色譜法分析滌綸紡織纖維中分散紅染料[J].警察技術，2012（2）：36-38.

[5]史曉凡，齊寶坤，王景翰，等.棉滌混紡纖維上染料的HPLC分析[J].廣東公安科技，2002（1）：14-16.