紅外光譜定量分析技術在紡織品檢測中的應用探討

費聰

摘要：紅外光譜定量分析技術能夠檢測紡織品的回潮率、纖維結晶度與纖維組分等，可發現紡織品質量問題，對優化防止品制作，提高紡織品價值與檢測技術國際影響力有重要意義。

關鍵詞：紡織品;紅外光譜儀;定量分析;檢測

我國紡織品出口貿易額不斷提高，對紡織品質量問題與檢測技術的優化更加重視。但實際上，我國紡織品檢測技術仍存在產品質量參差不齊、檢測技術滯后、技術體系不完善等問題，導致紡織技術發展受阻。紅外光譜定量分析技術革新了紡織品檢測質量及其標準，經濟與社會效益不斷提高;對此，正式步入了快速成長時期。

1 定量分析回潮率

紡織品回潮率檢測，指產品干重、濕重差值，與干重的百分率。水吸收紅外吸收峰波段光子度，與被輻射水分子數量間，存在一定正比關系，可通過檢測確定紡織品回潮率信息。通常使用慢發射光譜法檢測纖維回潮率，根據人射光、反射光的光強比重確定光譜信息。檢測過程包括建模、預測兩部分，建模流程包括樣品的采集制備、常規測量、光譜掃描，與樣品集劃分、矯正集、預處理、建立矯正模型、模型驗證、預測值誤差在合理范圍內則輸出模型驗證等流程，不合理將充分劃分矯正集、預測值，并驗證模型，知道其誤差合格輸出模型。預測過程包括制備與光譜掃描未知樣品、選擇矯正模型、未知樣品適合校正模型則預測回潮率，不適合將重新選擇矯正模型。通過比爾郎伯定律Kubelka-Munk方程等最終確定產品回潮率。或是利用烘干法確定回潮率。利用紅外光譜儀，當波長為1920nm時，水吸收效果明顯。

2 纖維取向度與結晶度

紅外光譜技術具有操作簡便、無需破壞樣品、檢測時間短等優勢，被廣泛應用于紡織品定量分析檢測。尤其是在纖維取向度與結晶度檢測中，由于纖維結構不同，導致光譜也存在差異。部分譜與結晶度間，存在一定正比關系，或是反比關系，也有部分譜與其不存在明顯關系;對此，通常根據參考譜帶，與結晶、非結晶譜帶特征確定纖維結晶結構與變化。將偏振器加入到紅外光譜儀測量光路中，可得到纖維偏振紅外光譜，根據譜圖即可確定纖維取向度。根據偏振光電矢量方向，與纖維軸垂直、平行時譜帶吸光度，將兩者比值，作為譜帶二向色性比，以此計算出樣品取向函數，也可以反映出時樣品取向度。用紅外光譜法測量產品取向度、結晶度，操作便利且方法簡單，測定結果精確度高，與其他物理方法聯合使用，可獲得更多的產品結構信息。

3 纖維組分

通過分析特征吸收譜帶即可獲得纖維組分信息。由于纖維組分、纖維吸收紅外強度存在差異;對此，在檢測中首先應確定纖維組分，無相同特征吸收譜帶。其次用基線法測量各組分吸光度。同時考慮被檢測物質濃度，是否與譜帶吸收強度間有著線性關系。最后選擇吸收系數大的譜帶，要求周圍無其他吸收譜帶干擾。該種方法適用于以下混紡物質檢測分析，一是聚醋纖維與棉，定量檢測分析聚醋纖維時，直接展開測量，得到的曲線無具體的分析價值。后續采用壓片、研磨與透射法等發現，聚酯纖維含量與研磨時間存在正比關系，但段時間研磨，曲線變化相對不明顯，同時發現聚酯纖維含量，與其特征峰值間，并無具體的線性關系，但與其吸收光譜的強度、峰寬間，存在某種線性關系，最終檢測出其特征峰值。時代進步，定量檢測分析聚醋纖維含量的科技產物逐漸增多，如溴化鉀壓片、光聲法聯合應用等。二是棉、尼龍的混紡物，可利用反射法測定紅外光譜曲線，即將其放置在高折射率介質，多次測量其反射光，記錄最終光譜曲線，最終可確定出混紡物中尼龍、棉對譜帶的吸收強度屬性。三是毛與棉混紡物，針對于毛與棉混紡物的棉含量檢測，可通過壓片、研磨、投射法展開，但應確保混紡物研磨均勻。經過檢測分析發現，其棉含量與其特征峰值寬度間，不存在必然的聯系。為確保檢測結果的真實可靠性，還需加強對研磨時間、混紡物質的質量加以調整，將多次檢測結果相近的值，作為最終檢測結果。

4 總結

由于我國紅外光譜技術應用，仍處于摸索性前進階段，還需加強對郎伯比爾定律基礎理論的研究，合理應用主成分回歸、小二乘回歸、人工神經網絡等定量分析方法，以及化學計量學方法，切實解決技術應用中存在的光譜重疊、背景干擾等問題，提高其對紡織品回潮率、取向度、結晶度、纖維成分等檢測質量與效率的同時，不斷拓展其應用領域。紅外光譜技術，作為間接分析方式，通過矯正模型設立等途徑，實現了對檢測樣品的定量、定性分析，在未來的科學分析中，尤其是紡織品質量檢測中，將發揮著不可或缺的作用。

參考文獻

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