红外光谱技术检测速度快、操作方便,是一种应用较多的检测手段,能够在图谱内呈现高分子材料结构,结合其峰值位置与峰形结构作出判断。因此,我们要结合红外光谱技术特点,将其合理应用于纺织品检测中,可以快速得出纤维结构情况,得到的数据也更加准确。
1 红外光谱技术概述
红外光谱属于选择性吸收光谱,其原理是通过一定波长红外线照射有机物分子,将部分频率光能作出有选择性吸收,在红外光谱仪支持下,能够将吸收谱带记录下来。根据红外吸收带波长位置和吸收谱带强度,能够将分子结构特征呈现出来,对纺织品结构及其化学基团进行鉴定。吸收谱带吸收强度与分子组、化学基团含量等具备一定关系,采取定量分析与纯度鉴定等方法。对红外光谱分析来说,具备较强的特征性,能够用于气体、液体以及固定试样的测定中,对试样量要求不大,能够完成快速分析,并避免对试样产生破坏[1]。可见在化合物鉴定、分子结构测定等方面,红外光谱法都发挥着巨大作用,在定性与定量分析过程中,在高聚物结构测定上应用将非常广泛。纺织工业领域在未知物分析、定量分析和织物等表面涂层分析中进行应用,有利于准确测定高分子材料大分子链等。
2 我国纺织品检测技术发展现状
随着科技水平的不断提升,纺织业在生产技术、检测水平等方面实现了大幅度提升,且生产设备、检测装置等非常先进。同时在计算机信息技术支持下,也为纺织业生产与检测创造了有利条件,推动着纺织行业生产效率与质量的不断提升。在我国纺织品检测技术发展过程中,主要采取定量检测的方式,存在很多限制条件。在此背景下主要根据个人经验对纤维作出定性,并借助显微镜辨别纤维形态,或者是根据纤维燃烧时的性状与气味,对纤维作出相应的处理,并借助化学试剂实验的方法,达到判定纤维种类的目的。在此过程中,对实验温度、试剂种类、设备性能和人员经验等方面,要求都非常高,这些繁琐的程序,将为纤维成分检测准确性带来一定影响。
3 红外光谱技术在纺织品检测中的具体应用
3.1 纤维组分检测
第一,棉和锦纶混纺定量检测。
20世纪70年代,通过反射法将棉和锦纶混纺的红外线光谱校准曲线测量出来,分析其原理可知,在具备较高折射率的透明介质上放置其混纺物,对界面反射光进行反复测量,将光谱走势曲线记录下来。在测定后分析和尼龙混纺物,锦纶含量对应1625cm-1位置与棉在1095cm-1位置的谱带吸收强度特征。
第二,聚酯纤维和棉混纺定量检测。
在20世纪70年代,若是直接测量,获得的曲线无差异,检测也毫无意义。在之后的发展中选择研磨、压片以及透射法,在分析后得出随着聚酯纤维含量的增加,研磨时间也将随之增加,不然曲线上将无变化[2]。此外,聚酯纤维含量与其特征峰值未表现出相应的线性关系,通过多次试验与比较后,获得聚酯纤维含量与光谱吸收强度、峰宽等线性关系,此时聚酯纤维特征峰值是1725cm-1。近年来在聚酯纤维、棉混纺物检测过程中,主要采取溴化钾压片与光声法等,可以得到聚酯纤维含量。
第三,毛和棉混纺的定量检测。
主要采取研磨、压片以及透射法等开展检测工作,此时要注意混合物研磨后,颗粒大小应均匀。在多次检测后得出,混合物内棉含量与其特征峰值宽度无一定关系。在具体实践时,要想提升检测结果准确性,应该对研磨时间、样品质量等加强控制,通过反复检测后将相近值确定为最终结果。
3.2 纺织品回潮率定量分析
对纺织品回潮率来说,为湿重与干重差值与干重百分率。在检测纺织品回潮率的过程中,一般选择烘燥法,在适当温度下放置检测样品一段时间。如表1所示,为烘箱温度范围的相关参考。在运用红外光谱仪法的过程中,在红外波长达到1928nm后,将表现出较强水吸收作用,这样能够将水分情况准确判断出来。
3.3 纤维结晶度和取向度定量分析
分析红外光谱图可知,因为纤维结构上有一定差异,所以谱带也将表现出一定特征。一些谱带与结晶度为正比关系,或者是表现出反比关系,但部分谱带变化并不显著。通过大量的研究得出,谱带特性包括结晶谱带、非结晶谱带和参考谱带,这些方法能够快速将纤维结晶度等确定下来。而在红外光谱仪内设置偏振器后,光谱在偏振以后,结合偏振光谱图将纤维取向度确定下来,得到的数据涵盖了偏振光电矢量方向、谱带吸收度等内容,在相除后得到谱带二向色性比,从而将取向度大小确定下来。
3.4 涂层类织物
结合 GB/T 30666—2014《纺织品 涂层鉴别试验方法》,在涂层类织物测试分析过程中,主要采取衰减全反射法等方式,对涂层类等非纤维物质成分作出测定。试验过程中,由织物样品上进行裁取,并在涂层试样后完成测试[3]。在样品萃取过程中,先剪碎样品,并在容器中放置,添加适量的化学试剂,在溶解后收集剩余的样品,再次添加化学试剂后沉淀。接下来要取上层清液在盐片表面涂抹,在红外灯下烘烤干透和成膜,在红外光谱仪检测台上放置成膜盐片,通过透射法扫描后,将试样红外光谱图记录下来。如果试样是单一涂层样品,结合光谱得出结果。如果试样并非单一组分,先剔除无法判断的物质,并对主要物质作出判别。
4 结语
总之,在纺织品检测中红外光谱技术发挥着重要作用,应用也越来越广泛,但是在检测中仍然有很多地方需要改善。在红外光谱仪普及过程中,各项性能也得到了提升,在未来发展中要综合数学、统计学方法对红外光谱图进行分析,并注重红外光谱技术与其他检测技术的配合使用,才能进一步发挥红外光谱技术的作用,保证纺织品检测结果的准确性与可靠性。
