紅外光譜技術在紡織品檢測中的運用分析

張江祺，楊健英

(廣州海關技術中心，廣東 廣州510630)

0 前言

紅外光譜技術已經被廣泛應用到多個行業的產品質量、性能檢驗工作中，并且取得了較好的工作成效。現階段，將這一技術應用到紡織品檢測工作中，通過分析吸收紅外線波長的方式，實現對紡織品結構強度、纖維強度和化學基團等項目的有效判斷，為紡織品質量數據的提升提供有效參照。

1 紅外光譜分析樣本制備方法

1.1 溴化鉀壓片法

在紅外光譜制樣技術應用過程中，溴化鉀壓片法的應用頻率相對較高。其具體操作為：首先，選擇適量的紡織品樣品，用哈氏切片器將樣品搗碎；其次，將搗碎了的樣品與溴化鉀按一定比例充分混合，混合完成后，用瑪瑙研缽對混合物進行研磨處理；最后，將樣品放置于壓膜處，得到溴化鉀壓片。盡管這種壓片制作步驟較為復雜，壓片制作過程中對技術人員的操作水平有較高要求，但在實際檢測工作中，應用溴化鉀壓片測得的紡織品圖譜出峰情況更為完整，測定結果準確度更高，可以為后續分析工作的順利進行提供有效的支持[1]。

1.2 衰減全反射法

目前，衰減全反射法用于紡織品質量檢測工作，可有效了解樣品表面狀況，但無法對樣品內部情況進行全面分析。在實際檢測過程中，由于天然纖維的密度相對較高，紅外線穿透能力相對較弱，為保證全反射次數能夠滿足檢測工作需要，在應用衰減全反射法檢測樣本質量的過程中，不僅需要對吸收峰進行強化處理，還需要應用反復測定，以提升測定工作的準確性。相較于溴化鉀壓片法，衰減全反射法操作流程較為簡單，只要測試人員將待測紡織品置于檢測臺上，然后控制壓實纖維與檢測頭之間的距離，無須對待測樣品進行過于復雜的預處理，且測試工作不會對樣品造成嚴重損傷。因此，在當前的紡織品檢測工作中，衰減全反射法更多地被應用于紡織品表面、涂層監測工作中[2]。

1.3 薄膜法

在應用紅外光譜技術對部分紡織品原材料為有熔點的纖維材料的含量進行檢測時，可以通過對其進行加熱處理，使纖維材料熔融形成薄膜，以便于后續檢測。同時，當前部分紡織品的原材料是可以針對試劑溶解的纖維，在檢測前，可以先對其進行溶解處理，然后制作壓片，以便于后續檢測。目前，在薄膜制作過程中，為避免出現膜干涉現象影響檢測結果，需要對薄膜的質量加以控制。

2 紅外線光譜技術在紡織品檢測中的應用

目前，紅外線光譜技術應用于紡織品檢測中，主要有透射技術與反射技術這2種。其中，透射技術具有檢測穩定性強、檢測結果準確度高和實用性突出等優點。但在實際應用過程中，該試驗操作較復雜，檢測范圍也較窄。為了擴大紅外線光譜技術的檢測范圍，對透射技術進行優化調整，得到了反射光譜。其能夠實現部分無法應用透射技術檢測的紡織品的有效檢測，且這一技術檢測效率相對較高，且不會對待檢測紡織品造成損壞。

2.1 纖維組分檢測

在將紅外線光譜檢測技術應用于紡織品纖維成分檢測中時，需要對吸收譜帶進行分析，以便確定紡織品的性能與質量。考慮到紡織品纖維組分存在一定差別，纖維吸收的紅外線光譜強度也存在一定差異，因此須應用不同定量檢測技術，以提高檢測工作準確度。例如，在棉與聚酯纖維混紡紡織品檢測過程中，為精準測定聚酯纖維組分，可應用紅外線光譜檢測技術獲得紡織品中聚酯纖維的光譜吸收強度、峰值等，再有效計算和精準測定聚酯纖維在紡織品中的質量分數。在棉與錦綸混紡紡織品成分測定時，可多次測量紅外線光譜在紡織品檢測中的反射情況，獲取紅外線光譜校準曲線，然后分析相應檢測數據，得出混紡織物中錦綸與棉的質量分數、錦綸與棉的光譜帶位置，最終得到混紡織物的組成成分及含量。同時，棉纖維的橫截面積相對較小，在人工檢測過程中，很難實現棉纖維橫截面積的精準測定，此時可應用紅外線光譜檢測技術，有效檢測得到棉纖維橫截面積、馬克隆值、顏色深度和纖維強度等參數，從而為纖維含量的判定工作提供有效的支持。

2.2 紡織品回潮率定量檢測

回潮率是一項極為重要的檢測項目，是為了判斷紡織品對水分的吸收能力以及在檢測過程中紡織品內水分的含量。在回潮率檢測過程中，紅外線光譜檢測技術是較為常用的檢測技術。在實際應用過程中，檢測人員可以先依據檢測需要，采集每類待檢紡織品的樣本，并將樣品放置于相同的環境條件下，進行第一次紅外線光譜檢測，然后依據紡織品的材質，選擇合適的烘烤干燥溫度，對紡織品進行烘干處理，比如，以聚酯纖維為主要成分的紡織品烘烤溫度區間為73～77℃。在烘烤工作完成后，進行第二次紅外線光譜檢測，通過對2次測定結果進行比對，可以得出紡織品的回潮率。

2.3 涂層類紡織品檢測

帶有涂層的紡織品檢測頻率不斷上升。若涂層的牢固性較差，則紡織品在后續使用、洗滌過程中，可能會出現涂層脫落的現象，進而縮短產品使用壽命。現階段，為切實了解紡織品涂層質量能否滿足紡織品的實際生產使用需要，應用紅外線光譜檢測技術對涂層質量進行檢測，是一項較為有效的舉措。在檢測工作開展前，檢測人員需要選擇合適的檢測樣本。檢測樣本一般取自涂層類紡織材料的中心部位，在完成樣本選擇后，先將其置于干凈的玻璃瓶中，并蓋上玻璃瓶蓋，避免紡織品受到空氣中水分子的影響，導致檢測結果出現誤差。在實際檢測過程中，可以在明確涂料、紡織品原材料的基礎上，加入一定量的化學試劑，對紡織品進行溶解處理，在瓶中液體完全沉淀后，取一定量的上層清液，利用紅外線光譜檢測技術對上層清液進行照射、烘烤，從而得到紡織品樣本的光譜圖，經過分析明確紡織品的材料質量、涂層化學穩定性等參數，最終完成紡織品質量的有效檢測[3]。

3 紅外光譜技術在實際應用中的注意事項

為充分發揮紅外光譜技術的優勢，需要注意兩方面事項：一方面是紅外光譜設備與技術應用的成本管控。例如，濾光片性能分析儀檢測成本相對較低、檢測穩定性較高、設備日常維護管理成本較低，但其監測覆蓋面相對較小，無法精準檢測特殊材質的紡織品成分與含量，而能夠實現特殊紡織品精準檢測的設備價格、維護成本均較高，這在一定程度上阻礙了紡織品檢測；另一方面是不斷提升檢測人員的技術水平與操作規范性，以獲取較為準確的檢測試驗結果，從而切實提升測試數據的準確性。

4 結論

在當前的紡織業中，紅外光譜技術的合理應用為紡織品質量的提升提供了有效的支撐。然而在當前各類新型紡織材料不斷涌現的背景下，為了進一步提升紅外光譜技術的應用質量，對現有的紅外光譜設備與技術進行更新，在檢測過程中，加強對各類影響因素的有效管控，成為了一項極為必要的工作。