近紅外光譜分析技術(shù)助力中山檢驗(yàn)檢疫局測定紡織纖維成分
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編者按：我國是紡織品出口大國，但近年來紡織品服裝標(biāo)簽標(biāo)識組分與實(shí)際組分不符、紡織品摻假和質(zhì)量低下的現(xiàn)象未能及時(shí)得到有效遏制。中山檢驗(yàn)檢疫局應(yīng)用近紅外光譜分析技術(shù)快速測定紡織纖維含量的研究目前已取得了階段性突破，該技術(shù)堪稱纖維鑒定中的“DNA”技術(shù)。 日前，中山檢驗(yàn)檢疫局科技人員申報(bào)的發(fā)明專利“一種纖維組分含量標(biāo)準(zhǔn)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(shí)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(chǎn)品上試用該技術(shù)。而一并配套開發(fā)的“紡織品纖維含量分布統(tǒng)計(jì)軟件”，則能把市面上成分分布多達(dá)2萬余種的樣品濃縮為能覆蓋80%纖維成分分布的2641個(gè)標(biāo)準(zhǔn)樣品。中山檢驗(yàn)檢疫局檢測人員已制成標(biāo)準(zhǔn)樣品500余個(gè)，經(jīng)實(shí)際檢測，標(biāo)準(zhǔn)樣品賦值準(zhǔn)確、均勻性好、穩(wěn)定耐用，能夠滿足近紅外光譜分析技術(shù)建立模型的使用要求。
在紡織工業(yè)領(lǐng)域中，紅外光譜分析主要應(yīng)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(fā)展。國內(nèi)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(shù)是一種間接分析技術(shù)，它首先利用常規(guī)分析手段獲得建模樣品集的組分或性質(zhì)的基本數(shù)據(jù)，再運(yùn)用化學(xué)計(jì)量學(xué)方法建立校正模型，從而實(shí)現(xiàn)對未知樣本的定量分析。可以說，近紅外光譜分析成功應(yīng)用于纖維成分含量檢測，近紅外設(shè)備研制、用于賦值的標(biāo)準(zhǔn)品制備、計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合化學(xué)計(jì)量技術(shù)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(gè)原理，在紡織材料的纖維鑒定中引進(jìn)近紅外光譜分析（NIR）技術(shù)，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(shè)備內(nèi)存的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)模型圖譜模塊相比較，就能檢測出紡織品的成分百分率。
我國是上大的紡織品服裝生產(chǎn)國、出口國和消費(fèi)國，紡織行業(yè)是我國第二大出口創(chuàng)匯行業(yè)，僅2012年紡織原料及紡織制品累計(jì)出口貿(mào)易額達(dá)2549.2億美元 ，全年增長2.8%，占整個(gè)出口貿(mào)易額的20%，從業(yè)人員3000多萬，是我國重要的一支出口創(chuàng)匯支柱產(chǎn)業(yè)。紡織品歷來具有資源優(yōu)勢和低成本的勞動力優(yōu)勢，在紡織品服裝生產(chǎn)和出口中占有重要地位，紡織、服裝行業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中也占有舉足輕重的地位。
紡織品在生產(chǎn)、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(chǎn)還是貿(mào)易，對紡織品纖維的定性鑒別和定量分析往往是人們先關(guān)心的。用什么原料，原料的投入比是多少，往往是組織生產(chǎn)者首先要考慮的問題。而在貿(mào)易中，為防止欺詐，特別要對產(chǎn)品進(jìn)行標(biāo)識說明。強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)GB5296.4《消費(fèi)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(biāo)識》，使后者也具有強(qiáng)制性，從而使紡織纖維的鑒別與定量分析在眾多檢測項(xiàng)目中占有重要的地位。
近紅外技術(shù)與現(xiàn)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(tǒng)檢測方法檢測周期長，從紡織品制樣，樣品烘燥，化學(xué)溶解剝離，溶解后樣品烘燥，到后計(jì)算結(jié)果，測試準(zhǔn)備環(huán)節(jié)及檢測環(huán)節(jié)等需耗時(shí)10多個(gè)小時(shí)。而近紅外技術(shù)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(shù)值。
二是生態(tài)環(huán)保。傳統(tǒng)的紡織品成分定量測試采用化學(xué)溶解法或顯微鏡法，化學(xué)溶解法使用大量強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和有毒有害化學(xué)試劑，嚴(yán)重影響檢測人員身體健康，所以要求試驗(yàn)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行，試驗(yàn)排出的大量強(qiáng)酸、強(qiáng)堿又對環(huán)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(shù)據(jù)各有偏差，且差異較大，不利于評判紡織品纖維含量的準(zhǔn)確性。近紅外技術(shù)不需化學(xué)試劑，不會損害檢測人員身體健康和破壞自然生態(tài)環(huán)境。
三是保護(hù)樣品。傳統(tǒng)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(jìn)口服裝，由于服裝售價(jià)昂貴，用傳統(tǒng)方法檢測，就必須破壞樣品，一旦破壞，經(jīng)銷商損失可能高達(dá)幾千元。近紅外技術(shù)無須損害樣品，且檢測過的樣品也不會發(fā)生色牢度、縮水率等變化，有利于政府監(jiān)管部門對進(jìn)口服裝紡織品的有效監(jiān)管，更好地維護(hù)國內(nèi)消費(fèi)者的權(quán)益。
近紅外光譜技術(shù)在紡織品原料組分定量方面的應(yīng)用將顛覆傳統(tǒng)紡織品原料組分判定分析方法，使依賴于實(shí)驗(yàn)室、化學(xué)試劑、具備紡織專業(yè)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(shí)間由10多個(gè)小時(shí)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(chǎn)、市場監(jiān)管和銷售等各個(gè)環(huán)節(jié)提供快速便捷的分析技術(shù)，是紡織品原料組分檢測技術(shù)的重大創(chuàng)新。
(來源：中國化工儀器網(wǎng))
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