激光共聚焦显微镜对深色再生纤维素纤维的定性分析

文/庞楚韵

1 引言

因为再生纤维素纤维面料手感柔顺、光滑凉爽、不易起静电，所以再生纤维素纤维广泛应用于日常面料中。再生纤维素纤维主要以棉短绒、木材、甘蔗渣、芦苇等天然纤维素为原料，经过化学处理和机械加工而制成。在FZ/T 01057等一系列标准中提及的常见再生纤维素纤维有粘纤纤维、莫代尔纤维、莱赛尔纤维，其中纤维表面形态带有清晰条纹的是粘纤纤维和莫代尔纤维（粘纤纤维的横截面形态为锯齿形，纵面形态为表面光滑有清晰条纹；莫代尔纤维的横截面形态为哑铃形，纵面形态为表面光滑，有沟槽）。然而在实际检验过程中，除了标准FZ/T 01057中所提及的再生纤维素纤维外，经常会遇到一些形态有争议的、偏离标准形态的再生纤维素纤维或者带有深色色素的再生纤维素纤维。由于再生纤维素纤维鉴别的主要方法是通过观察其纵、横截面形态与标准图片进行比对得出对应的纤维种类，因此这一类形态有争议的再生纤维素纤维经常会给实际检验工作带来困难。因此本文探讨在主要采用不同显微镜法分析常见的几种偏离标准形态的再生纤维素纤维，其次结合燃烧法和溶解法的结果进行纤维定性鉴别，以获得更加准确、可行的鉴别方法。

2 试验部分

2.1 仪器和试剂

纤维细度仪（BX53），纤维成分定性分析仪（XRYXT-207）、激光共聚焦显微镜（OLS5000-SFA）、火棉胶、液体石蜡等。

2.2 样品准备

对比样品1为粘纤；对比样品2为莫代尔（对比样品已根据FZ/T 01057等系列标准鉴别出具体种类）。

从实验室日常检测样品中随机收集4份不同颜色的样品，试验样品编号为1#、2#、3#、4#。

2.3 试验操作说明

本次试验先采用燃烧法、化学溶解法对试验样品进行定性分析，再用不同显微镜法观察样品纤维纵横截面形态，对常见并且偏离标准形态的再生纤维素纤维进行分析探讨。

2.4 试验方法

燃烧法：参照FZ/T 01057.2—2007《纺织纤维试验方法 第2部分：燃烧法》。

化学溶解法：参照FZ/T 01057.4—2007《纺织纤维鉴别试验方法 第4部分：溶解法》。

显微镜法：参照FZ/T 01101—2008《纺织品纤维含量的测定物理法》制作纤维横截面和纵面切片。

参照FZ/T 01057.3—2007《纺织品鉴别试验方法 第3部分：显微镜法》观察试验样品的纵向和横截面状态。

3 结果与分析

3.1 燃烧法

对试验样品进行燃烧试验，发现4块试验样品的燃烧性能均符合纤维素纤维的特征，残留物特征与标准FZ/T 01057.2—2007残留物特征描述一致。试验样品的燃烧特征如表1所示。

表1 试验样品的燃烧特征

3.2 化学溶解法

参照FZ/T 01057.4—2007《纺织纤维鉴别试验方法 第4部分：溶解法》中纤维素材料的溶解性能，采用质量百分比为20%的盐酸溶液和浓硝酸溶液在常温下对对比样品和试验样品分别进行滴定，并用纤维成分定性分析仪观察其溶解情况。试验样品的溶解特征与对比样品一致；试验样品的溶解特征如表2所示。

通过表1和表2可知，通过燃烧法和溶解法可以初步确定试验样品为再生纤维素纤维，但不能确定具体种类。

表2 对比样品与试验样品的溶解特征

3.3 显微镜法

（1）采用纤维细度仪在放大2000倍条件下分别观察对比样品和试验样品中纤维的形态特征，样品的纵、横截面形态描述，如表3所示。

图2 对比样品莫代尔在纤维细度仪下的形态特征

图3 试验样品1#在纤维细度仪下的形态特征

表3 纤维细度仪下纵截面、横截面形态特征

图4 试验样品2#在纤维细度仪下的形态特征

图5 试验样品3#在纤维细度仪下的形态特征

图6 试验样品4#在纤维细度仪下的形态特征

从以上分析可知，在使用纤维细度仪检测过程中，对于1#和4#这种自身带有深色色素或者无法进行褪色的纤维进行观察时，并不能完全确定其种类，这时候可以增加使用激光共聚焦显微镜。

（2）采用激光共聚焦显微镜观察1#和4#纤维的纵、横截面形态，形态特征和描述如表4所示。

表4 激光共聚焦显微镜下纵截面、横截面形态特征

图7 试验样品1#激光共聚焦显微镜形态

图8 试验样品4#激光共聚焦显微镜形态

综上所述，对于一般的试验样品通常使用纤维细度仪进行鉴别。而文中收集的4种试验样品都是日常检验工作中常见的并且经过以上检测步骤都无法得出具体种类的纤维。其中试验样品1#和4#都增加使用了激光共聚焦显微镜进行观察。经过对比激光共聚焦显微镜无惧纤维自身色素问题，能更清晰地呈现纤维原生形态，得到更好的视觉效果图，从而解决这一类特殊再生纤维素纤维的定性问题。

根据以上分析可得结果：1#建议出具为粘纤；2#建议出具为再生纤维素纤维；3#建议出具为再生纤维素纤维；4#建议出具为莫代尔。

4 结论

偏离标准形态的再生纤维素纤维进行鉴别时，部分纤维形态争议较大，仅使用传统的显微镜观察其形态结构，有一定的局限性，结合激光共聚焦显微观察这一类纤维的形态能够更准确地鉴别其具体种类，能为其定性鉴别提供有效依据。