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近紅外光譜分析技術助力中山檢驗檢疫局測定紡織纖維成分
  • 作者:本站原創
  • 時間:2016-12-27
 日前,中山檢驗檢疫局科技人員申報的發明專利“一種纖維組分含量標準樣品的制備方法”已被國家專利局受理并公布。通過使用近紅外光譜檢測儀,檢測人員同時在聚酯與棉混紡、棉與氨綸、棉與絲、聚酯與粘膠、聚酯與氨綸5種混紡產品上試用該技術。而一并配套開發的“紡織品纖維含量分布統計軟件”,則能把市面上成分分布多達2萬余種的樣品濃縮為能覆蓋80%纖維成分分布的2641個標準樣品。中山檢驗檢疫局檢測人員已制成標準樣品500余個,經實際檢測,標準樣品賦值準確、均勻性好、穩定耐用,能夠滿足近紅外光譜分析技術建立模型的使用要求。

      在紡織工業領域中,紅外光譜分析主要應用于成分的定性。對于混紡織物,由于譜圖的疊加,特征峰的位置模糊,限制了其在紡織檢測中的發展。國內外的研究僅局限于天然纖維與合成纖維的混紡,即譜圖差異較大的兩種纖維的混紡。

      近紅外光譜技術是一種間接分析技術,它首先利用常規分析手段獲得建模樣品集的組分或性質的基本數據,再運用化學計量學方法建立校正模型,從而實現對未知樣本的定量分析。可以說,近紅外光譜分析成功應用于纖維成分含量檢測,近紅外設備研制、用于賦值的標準品制備、計算機技術結合化學計量技術建立含量模型三者缺一不可。不同成分和纖維成分含量不同的紡織材料有著不同的圖譜形狀,正是基于這個原理,在紡織材料的纖維鑒定中引進近紅外光譜分析(NIR)技術,只需把測試探頭放在均勻一致、表面光潔的成品樣上一掃描,探頭收集測試樣品的圖譜模塊后與測試設備內存的標準物質模型圖譜模塊相比較,就能檢測出紡織品的成分百分率。

      我國是世界上最大的紡織品服裝生產國、出口國和消費國,紡織行業是我國第二大出口創匯行業,僅2012年紡織原料及紡織制品累計出口貿易額達2549.2億美元 ,全年增長2.8%,占整個出口貿易額的20%,從業人員3000多萬,是我國重要的一支出口創匯支柱產業。紡織品歷來具有資源優勢和低成本的勞動力優勢,在世界紡織品服裝生產和出口中占有重要地位,紡織、服裝行業在國民經濟中也占有舉足輕重的地位。

      紡織品在生產、銷售過程中,首先要考慮的是織物中的纖維類型、成分多少。無論是紡織品生產還是貿易,對紡織品纖維的定性鑒別和定量分析往往是人們最先關心的。用什么原料,原料的投入比是多少,往往是組織生產者首先要考慮的問題。而在貿易中,為防止欺詐,特別要對產品進行標識說明。強制性標準GB5296.4《消費品使用說明 紡織品和服裝使用說明》引用了FZ/T 01053《紡織品 纖維成分含量的標識》,使后者也具有強制性,從而使紡織纖維的鑒別與定量分析在眾多檢測項目中占有重要的地位。

      近紅外技術與現有的紡織品組分分析方法相比,有三大突破:

      一是檢測周期大大縮短。傳統檢測方法檢測周期長,從紡織品制樣,樣品烘燥,化學溶解剝離,溶解后樣品烘燥,到最后計算結果,測試準備環節及檢測環節等需耗時10多個小時。而近紅外技術只需將測試樣往探頭處一放,短短幾分鐘甚至幾十秒即可“讀”出纖維含量的具體數值。

      二是生態環保。傳統的紡織品成分定量測試采用化學溶解法或顯微鏡法,化學溶解法使用大量強酸、強堿和有毒有害化學試劑,嚴重影響檢測人員身體健康,所以要求試驗在通風櫥中進行,試驗排出的大量強酸、強堿又對環境造成極大污染。顯微鏡法人為因素大,檢測周期長,不同檢測人員做出的測試數據各有偏差,且差異較大,不利于評判紡織品纖維含量的準確性。近紅外技術不需化學試劑,不會損害檢測人員身體健康和破壞自然生態環境。

      三是保護樣品。傳統檢測方法需破壞檢測樣品,這樣就增加了送樣委托檢測單位的樣品損耗量,特別是某些高檔進口服裝,由于服裝售價昂貴,用傳統方法檢測,就必須破壞樣品,一旦破壞,經銷商損失可能高達幾千元。近紅外技術無須損害樣品,且檢測過的樣品也不會發生色牢度、縮水率等變化,有利于政府監管部門對進口服裝紡織品的有效監管,更好地維護國內消費者的權益。

      近紅外光譜技術在紡織品原料組分定量方面的應用將顛覆傳統紡織品原料組分判定分析方法,使依賴于實驗室、化學試劑、具備紡織專業知識的檢測人員才能完成的繁冗的分析工作由配備了近紅外分析模型的近紅外光譜儀代替,分析時間由10多個小時縮短為3分鐘,極大地提高了紡織品原料組分的分析速度,為紡織品生產、市場監管和銷售等各個環節提供快速便捷的分析技術,是紡織品原料組分檢測技術的重大創新。
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