红外光谱定量分析技术在纺织品检测中的应用探讨

费聪

摘要：红外光谱定量分析技术能够检测纺织品的回潮率、纤维结晶度与纤维组分等，可发现纺织品质量问题，对优化防止品制作，提高纺织品价值与检测技术国际影响力有重要意义。

关键词：纺织品;红外光谱仪;定量分析;检测

我国纺织品出口贸易额不断提高，对纺织品质量问题与检测技术的优化更加重视。但实际上，我国纺织品检测技术仍存在产品质量参差不齐、检测技术滞后、技术体系不完善等问题，导致纺织技术发展受阻。红外光谱定量分析技术革新了纺织品检测质量及其标准，经济与社会效益不断提高;对此，正式步入了快速成长时期。

1 定量分析回潮率

纺织品回潮率检测，指产品干重、湿重差值，与干重的百分率。水吸收红外吸收峰波段光子度，与被辐射水分子数量间，存在一定正比关系，可通过检测确定纺织品回潮率信息。通常使用慢发射光谱法检测纤维回潮率，根据人射光、反射光的光强比重确定光谱信息。检测过程包括建模、预测两部分，建模流程包括样品的采集制备、常规测量、光谱扫描，与样品集划分、矫正集、预处理、建立矫正模型、模型验证、预测值误差在合理范围内则输出模型验证等流程，不合理将充分划分矫正集、预测值，并验证模型，知道其误差合格输出模型。预测过程包括制备与光谱扫描未知样品、选择矫正模型、未知样品适合校正模型则预测回潮率，不适合将重新选择矫正模型。通过比尔郎伯定律Kubelka-Munk方程等最终确定产品回潮率。或是利用烘干法确定回潮率。利用红外光谱仪，当波长为1920nm时，水吸收效果明显。

2 纤维取向度与结晶度

红外光谱技术具有操作简便、无需破坏样品、检测时间短等优势，被广泛应用于纺织品定量分析检测。尤其是在纤维取向度与结晶度检测中，由于纤维结构不同，导致光谱也存在差异。部分谱与结晶度间，存在一定正比关系，或是反比关系，也有部分谱与其不存在明显关系;对此，通常根据参考谱带，与结晶、非结晶谱带特征确定纤维结晶结构与变化。将偏振器加入到红外光谱仪测量光路中，可得到纤维偏振红外光谱，根据谱图即可确定纤维取向度。根据偏振光电矢量方向，与纤维轴垂直、平行时谱带吸光度，将两者比值，作为谱带二向色性比，以此计算出样品取向函数，也可以反映出时样品取向度。用红外光谱法测量产品取向度、结晶度，操作便利且方法简单，测定结果精确度高，与其他物理方法联合使用，可获得更多的产品结构信息。

3 纤维组分

通过分析特征吸收谱带即可获得纤维组分信息。由于纤维组分、纤维吸收红外强度存在差异;对此，在检测中首先应确定纤维组分，无相同特征吸收谱带。其次用基线法测量各组分吸光度。同时考虑被检测物质浓度，是否与谱带吸收强度间有着线性关系。最后选择吸收系数大的谱带，要求周围无其他吸收谱带干扰。该种方法适用于以下混纺物质检测分析，一是聚醋纤维与棉，定量检测分析聚醋纤维时，直接展开测量，得到的曲线无具体的分析价值。后续采用压片、研磨与透射法等发现，聚酯纤维含量与研磨时间存在正比关系，但段时间研磨，曲线变化相对不明显，同时发现聚酯纤维含量，与其特征峰值间，并无具体的线性关系，但与其吸收光谱的强度、峰宽间，存在某种线性关系，最终检测出其特征峰值。时代进步，定量檢测分析聚醋纤维含量的科技产物逐渐增多，如溴化钾压片、光声法联合应用等。二是棉、尼龙的混纺物，可利用反射法测定红外光谱曲线，即将其放置在高折射率介质，多次测量其反射光，记录最终光谱曲线，最终可确定出混纺物中尼龙、棉对谱带的吸收强度属性。三是毛与棉混纺物，针对于毛与棉混纺物的棉含量检测，可通过压片、研磨、投射法展开，但应确保混纺物研磨均匀。经过检测分析发现，其棉含量与其特征峰值宽度间，不存在必然的联系。为确保检测结果的真实可靠性，还需加强对研磨时间、混纺物质的质量加以调整，将多次检测结果相近的值，作为最终检测结果。

4 总结

由于我国红外光谱技术应用，仍处于摸索性前进阶段，还需加强对郎伯比尔定律基础理论的研究，合理应用主成分回归、小二乘回归、人工神经网络等定量分析方法，以及化学计量学方法，切实解决技术应用中存在的光谱重叠、背景干扰等问题，提高其对纺织品回潮率、取向度、结晶度、纤维成分等检测质量与效率的同时，不断拓展其应用领域。红外光谱技术，作为间接分析方式，通过矫正模型设立等途径，实现了对检测样品的定量、定性分析，在未来的科学分析中，尤其是纺织品质量检测中，将发挥着不可或缺的作用。

参考文献

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