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纖維組成的分析檢測(cè)

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發(fā)布時(shí)間：2025-07-25 08:49:03 更新時(shí)間：2025-09-15 13:25:37

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測(cè)中心

纖維組成的分析檢測(cè)

纖維作為紡織、復(fù)合材料、醫(yī)療敷料等領(lǐng)域的基礎(chǔ)原材料，其組成直接決定了產(chǎn)品的物理性能、化學(xué)穩(wěn)定性、使用舒適度及最終用途。準(zhǔn)確分析纖維的組成成分，是產(chǎn)品質(zhì)量控制、原料甄選、新產(chǎn)品研發(fā)、工藝改進(jìn)以及市場(chǎng)監(jiān)管（如標(biāo)識(shí)合規(guī)性檢查）的核心環(huán)節(jié)。無論是天然纖維（如棉、毛、絲、麻）、化學(xué)再生纖維（如粘膠、萊賽爾、醋酯），還是合成纖維（如滌綸、錦綸、腈綸、丙綸），或是它們的混紡產(chǎn)品，都需要通過科學(xué)的分析檢測(cè)手段來明確其種類及含量比例，為生產(chǎn)、貿(mào)易和消費(fèi)提供可靠依據(jù)。

檢測(cè)項(xiàng)目

纖維組成的分析檢測(cè)主要包含以下核心項(xiàng)目：

1. 纖維種類定性鑒別： 確定樣品中包含哪些種類的纖維，這是后續(xù)定量分析的基礎(chǔ)。

2. 纖維成分定量分析： 精確測(cè)定樣品中各種纖維的質(zhì)量百分比含量（%），尤其對(duì)于混紡或交織產(chǎn)品至關(guān)重要。

3. 特殊纖維檢測(cè)： 如功能性纖維（抗菌、阻燃、導(dǎo)電等）、異形纖維、超細(xì)纖維等的識(shí)別與含量測(cè)定。

4. 雜質(zhì)分析： 檢測(cè)纖維中可能存在的天然雜質(zhì)（如棉的雜質(zhì)、絲的絲膠）、加工助劑殘留或混入的非纖維物質(zhì)。

檢測(cè)儀器

纖維組成的分析檢測(cè)依賴于一系列精密的實(shí)驗(yàn)室儀器：

1. 光學(xué)顯微鏡： 包括生物顯微鏡、體視顯微鏡、偏振光顯微鏡。用于觀察纖維的縱向形態(tài)（如表面特征、橫節(jié)、鱗片）和橫截面形態(tài)，是初步定性鑒別最常用、最基礎(chǔ)的工具。

2. 掃描電子顯微鏡： 提供更高分辨率的纖維表面和截面微觀形貌信息，有助于鑒別形態(tài)相似的纖維。

3. 傅里葉變換紅外光譜儀： 通過分析纖維分子中化學(xué)鍵對(duì)紅外光的吸收特性，獲取纖維的“分子指紋”圖譜，對(duì)鑒別化學(xué)纖維種類及某些天然纖維非常有效，尤其適用于顯微鏡難以區(qū)分的纖維。

4. 熱分析儀： 如差示掃描量熱儀、熱重分析儀。利用纖維在受熱過程中表現(xiàn)出的獨(dú)特熔融、分解溫度、熱失重行為等進(jìn)行鑒別和區(qū)分。

5. 溶解試驗(yàn)裝置： 用于基于化學(xué)溶解法的定量分析，需要配備精密分析天平（萬分之一）、恒溫水浴鍋或振蕩器、真空抽濾裝置、干燥烘箱、干燥器等。

6. 裂解氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀： 對(duì)于特殊、微量或高度降解的纖維樣本，可通過高溫裂解產(chǎn)物進(jìn)行鑒別。

檢測(cè)方法

纖維組成的檢測(cè)方法主要分為定性和定量?jī)纱箢悾?/p>

1. 定性鑒別方法：

顯微鏡法： 觀察纖維的縱向及橫截面形態(tài)特征進(jìn)行鑒別。標(biāo)準(zhǔn)方法（如GB/T 10685, ISO 137）。
燃燒法： 觀察纖維靠近火焰、在火焰中、離開火焰時(shí)的狀態(tài)、氣味及灰燼殘留特征進(jìn)行初步判斷。
溶解法： 根據(jù)不同纖維在特定溶劑中溶解性的差異進(jìn)行鑒別。通常需要結(jié)合顯微鏡觀察溶解前后形態(tài)變化。
紅外光譜法： 將未知纖維的紅外光譜圖與標(biāo)準(zhǔn)譜圖庫進(jìn)行比對(duì)來鑒別纖維種類（如GB/T 2910 附錄B， AATCC TM20A）。
熔點(diǎn)法： 主要用于鑒別合成纖維，測(cè)定其熔融溫度（如GB/T 3291.1）。
雙折射法： 利用偏振光顯微鏡測(cè)定纖維的雙折射率進(jìn)行鑒別。

2. 定量分析方法：

化學(xué)溶解法（主流方法）： 這是測(cè)定纖維混紡產(chǎn)品中各組分質(zhì)量百分含量的國(guó)際和國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)方法（如GB/T 2910系列, ISO 1833系列, AATCC TM20）。其原理是利用不同纖維在特定化學(xué)溶劑中溶解性的顯著差異，選擇性地溶解掉其中一種或幾種纖維組分，通過稱量溶解前后剩余纖維的質(zhì)量，計(jì)算各組分的含量。該方法流程嚴(yán)謹(jǐn)，包括預(yù)處理、干燥、稱重、溶解、清洗、再干燥、再稱重等步驟。針對(duì)不同的混紡組合，有特定的溶解方案和溶劑選擇。
顯微鏡點(diǎn)數(shù)法（物理法）： 適用于難以用化學(xué)方法溶解分離的纖維（如同樣都是纖維素纖維的棉/麻/粘膠混紡），或在化學(xué)溶解法不適用時(shí)作為參考。通過在顯微鏡下對(duì)纖維縱向或橫截面的觀察，統(tǒng)計(jì)不同類型纖維的根數(shù)或面積比例，結(jié)合纖維的比重（密度）換算成質(zhì)量百分比（如GB/T 16988, ISO 17751）。該方法操作繁瑣，精度相對(duì)較低，對(duì)操作員經(jīng)驗(yàn)要求高。
近紅外光譜法： 近年來發(fā)展的快速、無損檢測(cè)方法。需要建立龐大且具有代表性的標(biāo)準(zhǔn)樣本光譜數(shù)據(jù)庫和數(shù)學(xué)模型，通過比對(duì)未知樣品的近紅外光譜進(jìn)行定量預(yù)測(cè)。適用于已知成分范圍的生產(chǎn)過程在線或快速離線檢測(cè)，但對(duì)未知樣本或復(fù)雜混紡效果可能受限。

檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

纖維組成的分析檢測(cè)嚴(yán)格遵循國(guó)際、國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確保結(jié)果的準(zhǔn)確性和可比性：

1. 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：

ISO 1833 系列： 紡織品定量化學(xué)分析 (X parts，對(duì)應(yīng)不同纖維組合)。這是全球應(yīng)用最廣泛的纖維定量標(biāo)準(zhǔn)體系。
ISO 2076： 紡織品化學(xué)纖維屬名。
ISO 5089： 紡織品實(shí)驗(yàn)室樣品和試樣的準(zhǔn)備及化學(xué)試驗(yàn)用試樣的制備。
AATCC TM20： 纖維分析：定性。
AATCC TM20A： 纖維分析：定量。

2. 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：

GB/T 2910 系列： 紡織品定量化學(xué)分析 (等同采用 ISO 1833 系列)。如 GB/T 2910.1 (通則)， GB/T 2910.4 (滌綸/棉)， GB/T 2910.11 (纖維素纖維/聚酯纖維)， GB/T 2910.22 (粘膠/某些銅氨/莫代爾/萊賽爾) 等。
GB/T 10685： 羊毛纖維直徑試驗(yàn)方法投影顯微鏡法。
GB/T 16988： 特種動(dòng)物纖維與綿羊毛混合物含量的測(cè)定 (顯微鏡法)。
GB/T 29862： 紡織品纖維含量的標(biāo)識(shí) (規(guī)定了標(biāo)識(shí)規(guī)則，檢測(cè)需依據(jù) GB/T 2910 等)。
GB/T 4146.1： 紡織品化學(xué)纖維第1部分：屬名。

3. 其他重要標(biāo)準(zhǔn)：

JIS L 1030 系列： 日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，紡織品纖維混合物定量分析方法。
BS EN ISO 系列： 英國(guó)等同采用的ISO標(biāo)準(zhǔn)。
DIN EN ISO 系列： 德國(guó)等同采用的ISO標(biāo)準(zhǔn)。

進(jìn)行纖維組成分析時(shí)，必須嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的取樣方法、試樣準(zhǔn)備、測(cè)試程序、條件控制（溫度、時(shí)間、溶劑濃度）、清洗干燥步驟及結(jié)果計(jì)算方法執(zhí)行，以最大限度地減少誤差，確保檢測(cè)結(jié)果的科學(xué)性和法律效力。