红外光谱技术在纺织品检测中的运用分析

2022-04-07张江祺杨健英

纺织检测与标准 2022年5期

张江祺，杨健英

(广州海关技术中心，广东广州510630)

0 前言

红外光谱技术已经被广泛应用到多个行业的产品质量、性能检验工作中，并且取得了较好的工作成效。现阶段，将这一技术应用到纺织品检测工作中，通过分析吸收红外线波长的方式，实现对纺织品结构强度、纤维强度和化学基团等项目的有效判断，为纺织品质量数据的提升提供有效参照。

1 红外光谱分析样本制备方法

1.1 溴化钾压片法

在红外光谱制样技术应用过程中，溴化钾压片法的应用频率相对较高。其具体操作为：首先，选择适量的纺织品样品，用哈氏切片器将样品捣碎；其次，将捣碎了的样品与溴化钾按一定比例充分混合，混合完成后，用玛瑙研钵对混合物进行研磨处理；最后，将样品放置于压膜处，得到溴化钾压片。尽管这种压片制作步骤较为复杂，压片制作过程中对技术人员的操作水平有较高要求，但在实际检测工作中，应用溴化钾压片测得的纺织品图谱出峰情况更为完整，测定结果准确度更高，可以为后续分析工作的顺利进行提供有效的支持[1]。

1.2 衰减全反射法

目前，衰减全反射法用于纺织品质量检测工作，可有效了解样品表面状况，但无法对样品内部情况进行全面分析。在实际检测过程中，由于天然纤维的密度相对较高，红外线穿透能力相对较弱，为保证全反射次数能够满足检测工作需要，在应用衰减全反射法检测样本质量的过程中，不仅需要对吸收峰进行强化处理，还需要应用反复测定，以提升测定工作的准确性。相较于溴化钾压片法，衰减全反射法操作流程较为简单，只要测试人员将待测纺织品置于检测台上，然后控制压实纤维与检测头之间的距离，无须对待测样品进行过于复杂的预处理，且测试工作不会对样品造成严重损伤。因此，在当前的纺织品检测工作中，衰减全反射法更多地被应用于纺织品表面、涂层监测工作中[2]。

1.3 薄膜法

在应用红外光谱技术对部分纺织品原材料为有熔点的纤维材料的含量进行检测时，可以通过对其进行加热处理，使纤维材料熔融形成薄膜，以便于后续检测。同时，当前部分纺织品的原材料是可以针对试剂溶解的纤维，在检测前，可以先对其进行溶解处理，然后制作压片，以便于后续检测。目前，在薄膜制作过程中，为避免出现膜干涉现象影响检测结果，需要对薄膜的质量加以控制。

2 红外线光谱技术在纺织品检测中的应用

目前，红外线光谱技术应用于纺织品检测中，主要有透射技术与反射技术这2种。其中，透射技术具有检测稳定性强、检测结果准确度高和实用性突出等优点。但在实际应用过程中，该试验操作较复杂，检测范围也较窄。为了扩大红外线光谱技术的检测范围，对透射技术进行优化调整，得到了反射光谱。其能够实现部分无法应用透射技术检测的纺织品的有效检测，且这一技术检测效率相对较高，且不会对待检测纺织品造成损坏。

2.1 纤维组分检测

在将红外线光谱检测技术应用于纺织品纤维成分检测中时，需要对吸收谱带进行分析，以便确定纺织品的性能与质量。考虑到纺织品纤维组分存在一定差别，纤维吸收的红外线光谱强度也存在一定差异，因此须应用不同定量检测技术，以提高检测工作准确度。例如，在棉与聚酯纤维混纺纺织品检测过程中，为精准测定聚酯纤维组分，可应用红外线光谱检测技术获得纺织品中聚酯纤维的光谱吸收强度、峰值等，再有效计算和精准测定聚酯纤维在纺织品中的质量分数。在棉与锦纶混纺纺织品成分测定时，可多次测量红外线光谱在纺织品检测中的反射情况，获取红外线光谱校准曲线，然后分析相应检测数据，得出混纺织物中锦纶与棉的质量分数、锦纶与棉的光谱带位置，最终得到混纺织物的组成成分及含量。同时，棉纤维的横截面积相对较小，在人工检测过程中，很难实现棉纤维横截面积的精准测定，此时可应用红外线光谱检测技术，有效检测得到棉纤维横截面积、马克隆值、颜色深度和纤维强度等参数，从而为纤维含量的判定工作提供有效的支持。

2.2 纺织品回潮率定量检测

回潮率是一项极为重要的检测项目，是为了判断纺织品对水分的吸收能力以及在检测过程中纺织品内水分的含量。在回潮率检测过程中，红外线光谱检测技术是较为常用的检测技术。在实际应用过程中，检测人员可以先依据检测需要，采集每类待检纺织品的样本，并将样品放置于相同的环境条件下，进行第一次红外线光谱检测，然后依据纺织品的材质，选择合适的烘烤干燥温度，对纺织品进行烘干处理，比如，以聚酯纤维为主要成分的纺织品烘烤温度区间为73～77℃。在烘烤工作完成后，进行第二次红外线光谱检测，通过对2次测定结果进行比对，可以得出纺织品的回潮率。

2.3 涂层类纺织品检测

带有涂层的纺织品检测频率不断上升。若涂层的牢固性较差，则纺织品在后续使用、洗涤过程中，可能会出现涂层脱落的现象，进而缩短产品使用寿命。现阶段，为切实了解纺织品涂层质量能否满足纺织品的实际生产使用需要，应用红外线光谱检测技术对涂层质量进行检测，是一项较为有效的举措。在检测工作开展前，检测人员需要选择合适的检测样本。检测样本一般取自涂层类纺织材料的中心部位，在完成样本选择后，先将其置于干净的玻璃瓶中，并盖上玻璃瓶盖，避免纺织品受到空气中水分子的影响，导致检测结果出现误差。在实际检测过程中，可以在明确涂料、纺织品原材料的基础上，加入一定量的化学试剂，对纺织品进行溶解处理，在瓶中液体完全沉淀后，取一定量的上层清液，利用红外线光谱检测技术对上层清液进行照射、烘烤，从而得到纺织品样本的光谱图，经过分析明确纺织品的材料质量、涂层化学稳定性等参数，最终完成纺织品质量的有效检测[3]。

3 红外光谱技术在实际应用中的注意事项

为充分发挥红外光谱技术的优势，需要注意两方面事项：一方面是红外光谱设备与技术应用的成本管控。例如，滤光片性能分析仪检测成本相对较低、检测稳定性较高、设备日常维护管理成本较低，但其监测覆盖面相对较小，无法精准检测特殊材质的纺织品成分与含量，而能够实现特殊纺织品精准检测的设备价格、维护成本均较高，这在一定程度上阻碍了纺织品检测；另一方面是不断提升检测人员的技术水平与操作规范性，以获取较为准确的检测试验结果，从而切实提升测试数据的准确性。