摘要:隨著世界經濟的全球化,我國的紡織品出口貿易必然會越來越繁榮,而相應的人們對紡織品的質量要求也在日益提高,對此我們應該加強對紡織品檢測技術的重視和研究。紡織品質量的檢測對我國紡織行業的健康發展有著深遠影響,而紅外光譜定量分析法是紡織品纖維含量檢測的主要手段之一,通過這種方法能夠對紡織品纖維的組份、結
晶度和取向度及其他的一些性質進行檢測。
關鍵詞:紅外光譜;定量分析技術;紡織品檢
一、我國紡織品檢測技術發展現狀
隨著我國改革開放的不斷深入,各行各業也在不斷的繁榮發展。為了更好的保證紡織行業的發展,國家加大了紡織品標準制定的力度,這些相關的標準為我國紡織業的快速發展打下了有力的基礎。在我國科學技術發展的過程中,紡織業無論是在生產技術上還是在檢測水平上都有了很大程度的提升,在很多的生產設備和檢測裝置上也都較為先進。另外,計算機信息技術的發展也為我國紡織業的生產和檢測帶來了便利,有效的保證了我國紡織行業的生產效率和質量。在計算機行業發展的基礎上,我國加強了對紡織行業的研究,研制出了不少具有我國國家專利的新型的生產和檢測儀器設備。
但是我國人多地廣,紡織企業的數量較多,在生產規模和紡織產品的質量上存在著一定的差距,特別是在相對落后的地區在對紡織產品的檢測上無論是意識還是技術上都低于發達國家。不少的紡織企業在資金上存在問題,導致了不能很好地對生產和檢測儀器進行更新換代,減少了檢測儀器的可靠性和穩定性;還有我國的紡織產品的檢測技術大多是由國外引進的,阻礙了我國紡織行業的檢測技術的發展。
在對紡織產品纖維含量進行檢測的過程中,我國現階段仍然存在著大量的先定性后定量的檢測方法。在這種方法中,人們往往通過往常的經驗如通過纖維的燃燒的性能及燃燒之后的氣味對纖維進行初步歸類,然后再通過顯微鏡對來對纖維的形態進行辨別定性,最后利用相應的化學試劑實驗來對纖維所占的比例進行定量檢測。在整個過程中,無論是對實驗的溫度、試劑的種類、設備的性能還是實驗者的經驗等等都需要較高的要求,所以這樣一個較為繁瑣的流程會影響纖維成分檢測的準確性。
二、常用的定量分析法
化學劑量在紅外技術的應用領域中占有重要位置;它應用在對光譜信號的處理及分析模型的建立上;化學計量中有一個多元校正的重要方法,它能解決諸多復雜組分的體系問題;所以,應用近紅外技術進行分析定量,定性的問題時,要用多元校正法來建立被分析物的質量濃度和光譜間的定量關系;當前主要運用的多元校正法有:主成分回歸,人工神經網絡,偏最小二乘法,逐步回歸等。
三、如何運用紅外光譜分析技術對紡織品的面料進行定量分析
(一) 定量分析棉織物的混合面料
收集320個滌綸和棉的紡織樣品,把棉和滌綸的比例達到0-100%的覆蓋范圍;運用近紅外技術,對所有樣品的各個面進行不同位置的測試,并建立起校正模型分析其棉與滌綸纖維的比例,對棉含量的預測標準差結果是23.%。在進行測試的過程中,選出70個不同含量的混紡樣品,按照分布均勻的原則,選擇其中的40個樣品為回歸樣品,其余作預測的使用,以檢驗建立模型的優劣,滌綸與棉的精度檢測是6%;運用逐步回歸分析法對滌綸與棉的適宜回歸波長,以此來對其進行樣品的定量分析,從而得出結論。有些待測的波長樣品會有偏差,然而卻不會擺脫等測成分對譜帶的吸收,由此證明,近紅外技術能對面料含量和化學成分進行準確快速的分析檢測。
(二)定量分析毛織物的混合面料
我們將混紡毛織物的樣品原料,包括純羊毛,滌綸,粘膠等按照不相同的比例進行混合,并將其作為樣品的標準,樣品光譜通過運用近紅外光譜儀中三毫米直徑的微量漫反射池來獲取的,應用二階導數和五點三次的平滑來進行光譜的預處理工作,應用偏最小二乘法來分析標準樣品集中近紅外的實際值和預測值間的系數0.983,在待測樣品的檢測結果中,預測值的變異系數是0.042;通過此試驗情況,這種數學模型能夠應用在不同的染料顏色預測混紡面料中的毛織成品,同時取得了非常好的成果;專門的技術人員應用近紅外技術來鑒別分析羊絨,羊毛等,選擇400-2500nm的波長,進行32次掃描,NIR光譜圖采集選用210nm的分辨率,對各個樣品進行多次測試,并建立定性的方法模型;通過此試驗說明,定量分析羊絨,羊毛混紡織品應建立合適的模型來進行分類。
我們把羊毛,羊絨根據不同的比例來配制成混合標樣103個,應用PLS方法,構建起近紅外光譜技術的分析數學模型,有關模型的預測系數是0.99,其標準差是0.028,此試驗證明:應用近紅外光譜技術來定量分析羊毛,羊絨的混紡織物,具有可操作性,將來必將成為無需破壞的快速檢測方法。此項試驗中樣品的數量有限,預測模型的精確程度還有很大的提升空間,如果在檢測工作中,能真正應用近紅外光譜技術,需要對樣品進行逐步累積,建立針對性更強的數據庫及更加可靠,精確,穩定的分析數學模型。
(三) 定量分析絲織物的混合面料
我們對混紡絲織物中的真絲含量運用近紅外光譜技術的檢測手段來進行定量分析,把真絲-滌綸與真絲-腈綸這兩種絲織物進行混合;把純品布料的樣品打成絮狀,再根據其質量分數進行均勻混合而制成的;選取相同個數的兩組絲織物,真絲的含量范圍在 0-100%;其濃度梯度是 0.02;結果證明,通過對模型進行分析,提高了其預測的精確程度,預測模型的絕對平均誤差不超過2.5,濃度和測量的參考值,有非常好的相關性;
近紅外光譜快速檢測技術能夠達到絲織物中含絲量的實際測量標準,為紡織物的定量分析提供速度快,無破損的新技術。
四、結束語
我國的紡織品出口貿易在世界上占了很大的比重,我國的紡織品產業鏈系統正在不斷的完善,規模也在越來越大。我國對天然纖維和合成纖維的混紡進行了分定性定量研究,但是在解決同類的纖維混紡方面沒有相關的報道。上文對我國紡織品檢測技術的現狀進行了闡述,重點的對紅外光譜定量分析技術進行了分析。
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(作者單位:江蘇省紡織產品質量監督檢驗研究院)