紅外光譜技術在紡織品檢測中的應用

文/李成霞

近年來，隨著我國科學技術發展的速度加快，在一定程度上帶動了檢測技術以及生產技術的發展。常用的紡織品檢測技術種類比較多，其中較為常見的有纖維成分檢測、化學檢測以及物理檢測等。為保證檢測工作能夠順利開展，需要技術人員掌握扎實的設備操作，例如，纖維成分檢測開展前，在對纖維進行定性測試時技術人員可以根據手感和目視進行判斷，通過燃燒試驗判斷纖維的性狀和氣味。纖維的具體形態可以通過顯微鏡去觀察，結合化學溶解的方式分析纖維的種類。傳統方式雖然能夠實現對纖維的分析，但是不能準確地判斷出纖維的各種性能，因此，可以借助使用紅外光譜技術。

1 紅外光譜分析樣品制備方法

近年來紅外光譜樣品制備方法的應用范圍在不斷擴大，并且紅外制樣的方式有很多，結合被檢測物質的實際情況綜合選擇檢測方式。

1.1 溴化鉀壓片法

溴化鉀壓片法是一種常見的紅外光譜制樣技術，在實際應用中的具體操作為：首先，選擇適量的試驗用樣品，通過哈氏切片器將試驗用樣品搗碎；其次，將一定比例的樣品和溴化鉀進行充分混合，混合完成后需要對其進行研磨，研磨可以使用瑪瑙研缽；最后，將樣品放到壓模處，從而制作成溴化鉀壓片。溴化鉀壓片法使用時其步驟比較復雜，對于操作人員的技術水平要求比較高。但是，該方法測定的結果更加準確，圖譜的出峰情況更完整，有利于技術人員分析工作的順利進行。

溴化鉀壓片法在制作時需要保持試樣干燥，并且保證溴化鉀中不含有任何水分。溴化鉀能夠更好地吸收光譜，并且在實際操作過程中其散射影響可以得到控制。具體操作過程中為了保證所測結果更加可靠可以選擇使用高精度的天平。紡織品檢測中可以使用溴化鉀壓片法對纖維進行定性分析，并且在纖維的定量測試中也有一定的幫助。紅外光譜儀能夠保證紅外光完全穿透樣品的表層，并且根據穿透的角度，保證紅外樣品的表面能夠發生全反射，經過多次反射紅外光的能量會減小。

1.2 衰減全反射法

技術人員在進行操作的過程中需要對吸收峰進行強化處理，從而保證全反射次數。衰減全反射法在使用的過程中更多是了解樣品表面的情況，對于樣品內部的分析力度不足。通常情況下天然纖維的密實性比較高，但是紅外光的穿透能力比較差，因此，在實際試驗時必須采用反復測定的方式提高測定結果的準確性。實際測試過程中技術人員可以直接將纖維樣品放在檢測臺上，控制壓實纖維和檢測頭之間的距離。衰減全反射測定方式的操作流程比較簡單，不需要進行復雜的預處理工作，并且試驗過程中不會對樣品等造成損傷，因此，該方法在紡織品表面以及涂層檢測中使用得比較多。

1.3 薄膜法

有些紡織品使用的是有熔點的纖維材料，因此，可以通過加熱的方式保證纖維材料能夠熔融并且形成薄膜。薄膜制作時需要對薄膜的質量進行控制，避免出現過分的膜干涉現象。同時，針對可以被試劑溶解的纖維，可以先對其進行溶解處理，然后再制作壓片，從而形成可用于試驗的薄膜。

2 紅外光譜技術在紡織品檢測中的具體應用

2.1 纖維成分檢測

紡織品檢測時需要根據纖維成分的不同選擇合適的檢測方法，例如丙綸和乙綸檢測時，可以通過對二者熔點的分析，實現對丙綸和乙綸的鑒別。但是，熔點法對于改性丙綸和乙綸之間的差別比較小，不利于操作人員進行辨別。PVC、PU在區分時可以通過火焰的方式，檢測人員通過對火焰顏色的區分，確定出具體的組分。但是傳統的硫酸溶解法已經不能適用于PVC、PU的區分試驗。這種情況下技術人員可以規范地使用紅外光譜技術，提高檢測結果的準確性。如圖1中的PU圖與PVC圖，可以看出峰位置在1599cm-1、1000cm-1～1250cm-1的譜帶吸收強度特征，這兩個是與PVC區別的主要特征之一。如果樣品制作時混入的雜質比較多就會導致紅外光譜技術應用存在很多問題，導致結果存在嚴重的不合理性。

圖1 PU與PVC的紅外光譜圖

2.2 纖維結晶度和取向度定量分析

通過紅外光譜技術檢測纖維結構的特點，檢測人員觀察到其檢測結構具有一定的差異，并且譜帶會表現出一定的特征。通過研究發現，譜帶與結晶度有很大的關系，一般成正比關系。在紅外光譜儀的作用下，可以對纖維的結晶度和取向度進行定量分析，提高測試結果的準確性。

3 結論

科學技術的不斷進步必將會提高各行各業的發展速度，紅外光譜技術在紡織品檢測中有非常獨特的優勢，其應用領域也非常的廣泛。近年來，由于纖維種類的增多使得傳統的紡織品檢測技術已經不能適用于實際測定工作中，因此，紅外光譜技術在紡織品檢測中目前還處于一個低層次的應用階段。隨著紅外光譜技術的不斷普及和提高，才能使紅外光譜技術在紡織品檢測中發揮出最大優勢。