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关于常见纺织纤维鉴定方法探析

所属栏目:科学技术论文 时间:2022-03-25

  摘要:文章介绍了常见纺织品纤维鉴别定性的几种方法,同时结合日常鉴别工作实践,重点介绍了显微镜法在纤维鉴别定性工作中的应用,以期为纺织品鉴定从业人员的检测工作提供借鉴参考,亦望能让广大消费者对纺织产品有更清楚的认识。

  关键词:鉴别定性;显微镜法;燃烧法;化学溶解法

纺织企业

  引言

  纺织品是与人们生活息息相关且被广泛应用在日常生活各个领域的使用价值颇高的生活资源。在不同领域人们对纺织产品的性能和功能的要求各不相同,如衣着用纺织产品一般要求柔软舒适,安全防护类纺织产品对机械性能的要求更高;甚至在同一领域对纺织产品的性能和功能的要求也是不尽相同,如夏天用服饰多采用莫代尔、莱赛尔材质的纺织材料以达到轻薄凉快的目的,冬天用服饰多采用羊毛羊绒等动物毛类纺织材料以达到厚实保暖的目的。

  使得纺织产品性能和功能多样化的关键因素是组成纺织产品的基本单元———纺织纤维不同。纺织纤维的种类不同会使纺织产品呈现出不同的性能,而纺织产品的性能优劣会直接影响其使用价值和商业价值,很多商家为了追逐自身利益,所用的纺织品纤维原料及纤维的含量都没有按照国家的规定标准进行,特别是随着科学技术的发展和纺纱加工工艺的完善与进步,以次充好、以假乱真的现象更是层出不穷,严重扰乱市场秩序,给消费者带来困扰[1]。

  一般的消费者很难直接通过纺织产品的外观以及触感识别出组成纺织产品的纤维种类,也就难以鉴别出纺织产品的质量好坏。因此几乎所有的国家(地区)为了维护纺织品市场透明公开以保障消费者权益都颁布了法令、强制性标准等规定纺织品必须标注纺织品纤维组分及其含量[2]。

  本文拟对常规纺织产品纤维鉴定中应用比较成熟和广泛的显微镜法、燃烧法、溶解法作综合阐述,希望广大消费者对纺织产品有更清楚的认识,也希望对致力于纤维鉴别定性的检测人员提供借鉴参考。纺织纤维种类繁多,按其来源可分为天然纤维和化学纤维两大类。天然纤维是指自然界原有的或者从人工养殖的动物、种植的植物中获取到的纤维。天然纤维按其物质来源属性又可以分为动物纤维、植物纤维和矿物纤维[3]。

  常见的动物纤维有绵羊毛、山羊绒、兔毛、马海毛、牦牛毛、牦牛绒、桑蚕丝、柞蚕丝,常见的植物纤维有棉、麻,矿物质纤维在日常生活应用并不多见。天然纤维大都健康环保,且具有良好的物理化学性能,如手感柔软、穿着舒适、染色性能好,因而越来越受到人们的喜爱。化学纤维是指原料通过化学工艺加工而取得的纤维,按其原料不同一般可分为再生纤维素纤维、合成纤维和无机纤维[3],其中再生纤维素纤维和合成纤维在日常生活中比较常见。

  再生纤维素纤维是利用含纤维素或蛋白质的天然原料如木材、棉短绒、蔗渣、芦苇、大豆、乳酪等经过一系列的化学加工而纺制成的纤维,常见的有粘胶纤维、莫代尔纤维、莱赛尔纤维、铜氨纤维、醋酯纤维;合成纤维是以水、空气、石油或煤为原料,经化学合成与机械加工纺制而成的纤维,常见的有腈纶(聚丙烯睛)、锦纶(聚酰胺纤维)、聚酯纤维(聚对苯二甲酸乙二酯)、氨纶(聚氨酯纤维)、丙纶(聚丙烯纤维)、维纶(聚乙烯醇缩甲醛),合成纤维大都具备强度高、耐磨、耐化学腐蚀、相对密度小及不易霉变虫蛀等胜于天然纤维的优点,但它们几乎都存在吸湿性差的缺点,因而穿着的舒适性不及天然纤维。

  1常见纺织纤维的定性鉴别方法

  纺织纤维种类及含量的不同是造成纺织产品理化性能不同、品质优劣的重要指标之一。纤维定性鉴别就是要能准确地区别纺织产品纤维的种类,同时为后续的含量认定及部分物理性能检测提供方法依据,其准确性尤为重要。纺织纤维的定性鉴别方法很多,随着纺织品多样性和复杂性的增加,一般在纤维的定性鉴别工作中常常需要多种鉴别方法并用,相互佐证,反复检验,综合分析认定。目前纤维鉴别定性工作中常用到的鉴别方法主要有显微镜法、溶解法、燃烧法,其中以显微镜法为主导,溶解法和燃烧法辅助,三者结合使用基本能准确区分所有的常见纺织纤维。

  1.1显微镜鉴别法

  显微镜鉴别法是在纺织鉴别定性工作中比较盛行也比较有效的检测手段。因为不同种类的纤维在显微镜下呈现出的微观结构不同,相关技术人员利用显微镜这一科学器械,对各种纤维的横纵截面进行观察识别,根据纤维微观形态下纹理的不同达到鉴别的目的,判断出纤维的类型[4]。因为纤维的纵截面检测法制备试样相对方便快捷,所以常规鉴定工作中多以纤维纵截面的鉴别为准。作者在常规检测工作中,通过光学显微镜对近几年来上万次来样的纵截面微观形态图进行采集归纳,得出几种常见纺织纤维的实测微观形态图。

  1.1.1天然纤维的显微镜鉴别法天然纤维的结构比较典型且稳定,后期的加工一般也不会对其进行太大的破坏,所以光学显微镜对天然纤维的鉴别也相对容易。

  绵羊毛表面比较粗糙,有明显的鳞片;羊绒与羊毛结构相似,比羊毛表面要光滑,鳞片较薄、间距较大且包覆较完整;兔毛鳞片较小与纤维纵向呈倾斜状,髓腔有单列、双列和多列;羊驼毛鳞片有光泽,有通体或间断髓腔;马海毛鳞片较大有光泽,直径较粗,有的有斑痕;牦牛绒表面光滑鳞片较薄,有条状褐色色斑;棉纤维呈扁平带状,稍有天然转曲;丝光棉表面比棉表面光滑有光泽,有间断缝隙;亚麻纤维有明显的竹状横节;苎麻比亚麻纤维粗,有长形条纹及竹状横节;桑蚕丝表面有光泽,纤维直径及形态有明显差异;柞蚕丝呈扁平带状,有微细条纹[5]。

  1.1.2化学纤维的显微镜鉴别法

  化学纤维一般也都有其独特的典型微观结构,但是因为在加工过程中从原料到最后纺纱织布要经过一系列的化学处理,有些化学处理会直接导致纤维结构的变形,特别是化学工艺的不断变化和改进,使得多数化学纤维呈现出多种微观结构形态,完全超出了纤维鉴别标准[5]所描述的形态,对初学者来说仅限于标准的学习远远不够。现对常用到的几种化学纤维所呈现的多种微观结构图归纳。

  再生纤维素纤维是对粘胶纤维、莫代尔纤维、莱赛尔纤维、铜氨纤维、醋酯纤维等利用含纤维素或蛋白质的天然原料经过化学加工纺制而成的纤维的总称。就这几年的来样情况看,应用较多的再纤类纤维有粘纤和莱赛尔。再纤类纤维相对合成类纤维来说微观结构变化不多,有固定的纹理结构。不同种类的纤维有不同的微观结构形态,使用显微镜鉴别基本可以准确区分[6]。

  但是随着纺织品种的不断发展创新,纺制工艺的不断改进,纤维的微观形态不断发生变化和更新。另外,化学类纤维的微观结构相似性较强,比如锦纶和聚酯的弹丝状态微观结构几乎一样,这都使得显微镜鉴别法看似操作简单,实则是一项比较精密的工作,需要相关行业的检测人员具备丰富的鉴别工作经验,同时要具备极强的工作责任心和细心[7]。

  1.2燃烧法

  不同种类的纺织纤维的燃烧特征不同,通过观察纤维的燃烧特征、散发出的燃烧气味及燃烧后的残留物,可将常用纤维分成3大类,即蛋白质类纤维(毛、丝)、纤维素类纤维(棉、麻、粘纤等)及合成纤维(涤纶、锦纶、腈纶、氨纶、丙纶等)。通过燃烧状态可以看出同一种类纤维的燃烧状态相似甚至相同,且燃烧法受主观感受影响较大,所以燃烧法对纤维的区分作用有限,仅限于作为显微镜法的辅助手段以提高纤维鉴别工作的准确性。

  1.3溶解法不同种类的纺织纤维的化学分子结构是不同的,化学分子结构不同会使得纺织产品化学性能各异,溶解性能不同,溶解法就是根据各种纤维在不同化学试剂中的溶解性能的差异达到鉴别区分纤维的目的。溶解法主要是针对一些微观结构相似但化学性能截然不同的纤维的区别,且效果明显、准确率高,如锦纶长丝和聚酯长丝,在显微镜下看到的微观结构基本一样,但锦纶易被甲酸溶解,而聚酯完全不溶于甲酸,所以用甲酸能很容易区分开锦纶和聚酯纤维。

  在平常的纤维鉴别工作中,溶解法是作为主要的辅助手段对显微镜法难以区分的纤维进行准确鉴别区分的。结合日常工作经验总结归纳的用于微观结构易混淆、需要用溶解法来确认的纤维类别。但是,溶解法也有其不足之处,其短板在于不能对化学结构相似的纤维实现有效鉴别和区分,如所有的再生纤维素类纤维化学性能基本相同,溶解法就很难区分开,还是需要以显微镜法作为主要鉴别手段达到区分的目的。

  2结论

  随着科技的进步和不同学科知识之间的交叉共享,应用于纺织纤维鉴别的方法越来越多,但目前应用广泛且比较便捷、成熟的主要还是显微镜法、燃烧法以及溶解法,在我们的常规纤维鉴别定性工作中,通过交替采用这几种方法来确保鉴定结果的客观准确[10]。

  一般的检测鉴别程序是先采用显微镜法对待测纤维进行初步判断[11],再结合燃烧法、化学溶解法进一步确认,在实际的检验过程中,不必完全局限于既定的程序,可以根据样品的类别和特点,也可根据工作人员的习惯适当调整程序,如先用燃烧法,再用显微镜法、溶解法等均可[12],只要能确保纺织品纤维鉴别定性分析结果的准确性。当然对于一些微观结构和化学结构都相似的纤维,还有经过特殊化学处理并影响到纤维原有微观结构及化学结构的纤维,更有一些新开发出的新型纤维,用我们常规的检测手段不能完全准确确认的时候还需要辅助以熔点法、红外光谱法等一些特殊的鉴别方法。

  参考文献:

  [1]周宏水.浅谈水貂毛皮、石貂毛皮、紫貂毛皮名贵皮草的鉴别方法[J].中国纤检,2017,3:91-93.

  [2]桂家祥,耿响,周丽萍.纺织品原料组份定性、定量快速检测方法研究—近红外光谱法[J].检验检疫学刊,2013,23(1):1-6.

  [3]于伟东.纺织材料学[M].北京:中国纺织出版社,2006:13-24.

  [4]赵向旭.聚酰亚胺纤维定性定量分析方法研究[D].上海:东华大学,2016.

  [5]FZ/T01057.3—2007纺织纤维鉴别试验方法第3部分:显微镜法[S].

  [6]尤克非.常见纺织纤维的鉴别方法[J].教学与研究,1995(Z2):15-18.

  [7]王曼.国内外纺织品纤维定性定量主要检测方法比较[J].检验检测,2018(5):229-230.

  [8]FZ/T01057.2—2007纺织纤维鉴别试验方法第2部分:燃烧法[S].

  作者:李鹏妮1,3,袁绪政2,3,赵国徽2,张文军

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