仪器仪表微观察技术在棉纺织业的应用

2008-5-20 13:56:00　转载中国纺织网　供稿

前 言：

纺织纤维顾名思意是用于制成纺织品之纤维，亦即是组成纱线及织物之基本单元，.纺织纤维由直径几微米至几十微米，,长度由几毫米至几十毫米，,甚至更长不等，.内有天然纤维，如植物中棉，麻;动物中之羊，蚕丝;矿物中，如石棉等，另一类化学纤维包括人造纤维，合成纤维等，由纯粹的化学方法或者通过化学方法，用天然材料产生之再生纤维等，除供应衣服饰物产品外，亦能为工业及其它产业提供重要材料。

不论何种纤维，其结构上是具有固定的特征，而此特征亦是纤维的本质属性，不同的纤维有着其不同之物理性及化学性，此等性质亦是决定着该种纤维的使用特征，这些特性原于纤维本身的结构及内含，我们可以由纤维之外形至内层,甚至由深入至纤维分子组成之形态,观察纤维的结构,了解纤维基本单元相互之作用及排列形式.结构内含直接影响着纤维各项性质的内在原因.探索纤维的基本特性,在现时开发化学纤维之新型纤维上,已被广泛利用,而天然纤维则较少应用.纤维微观察之发展:纤维微型观察结构研究,由19世纪至近代三四十年内,不论是理论上,分析方法上,仪器发展上都大有突破,尤其各种新型纤维之诞生,从宏观结构进入微观结构领域,已达新纪元..随着各种光学显微镜及其技术之**,令微观察技术应用在纤维鉴别法上更为成熟.

(一)微观光学仪及各项方法之发展现今各类光学仪器,林林总总,配合不同需要及不同工艺,例如:

(1)扫瞄电子显微镜" href="http://www.18show.cn/product/detail/12585.html" target="_blank">电子显微镜SEM(SCANNING ELECTRON MICROSCOPE)—由光学系统及扫瞄系统,信号检测系统和图像显示系统,记录系统等组成.电子束从电子枪射出后，经磁透镜聚焦，并受到两组扫描线圈的偏转作用，然后投射到试样上作光栅状扫描的细电子束，在显像管的荧光屏得到图像信息。其图像立体感强，试样厚度无限制。

(2)透射电子显微镜TEM(TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPE)—由电子枪,聚光镜等成像系统及图像和记录系统组成.

(3)扫瞄隧道显微镜STM(SCANNING TUNNELLING MICROSCOPE)及

(4)原子力显微镜AFM(ATOMIC FORCE MICROSCOPE)

(5)偏振光显微镜(POLARIZED MICROSCOPE)—能使光线产生偏振,并在偏振之下观察微细结构的显微镜.可测量纤维的双折射和取向度。

(二)纤维结构鉴别法：

(1)X射线和电子衍射法(X-ray&Electron diffraction)—可利用X射线照射不同纤维时所得的衍射图像的差别来鉴别各类纤维.

(2)红外光谱法(Infre-red)—利用各种纤维的特征及化学基团，在红外线光谱中,具有的特征及吸收谱带来鉴别纤维.

(3)紫外光(Ultraviolet),荧光(Fluorescence)—利用不同元素发射的荧光X射线的波长各有不同,再利用光谱分析.

(4)核磁共振法NMR(Nuclear magnetic resonance)—由自旋动量或角动量不为零的原子核，在恒定的外磁埸中，其核磁矩可取各种量子化的方位，在另一个给定频率的电磁波作用下，原子核的磁能级之间所发生的共振跃迁现象，可以分析分子内原子团或原子排列的顺序和化学键的性质。

(5)其它,如喇曼光谱法(Raman spectrum),表面分析法(Surface analysis)等.加上各种电子显微术(Electron microscopy)等。

纤维亦可由物理性及化学性能推测纤维结构,其方法：

(a)有热分析法(Thermal analysis),动态和断裂力学法：是在过程控制温度下，测量物质的物理性质与温度关系的一种技术，在化学纤维领域上，应用*多的常用方法，例如，测试质量变化有热重法(TG)及逸出气分析(EGA)，测试温度变化有差热分析(DTA)，测试热含变化有示差扫描量热法(DSC)，测试尺寸变化有热膨胀法，测试力学特性有热机械分析(TMA)，及动态机械分析(DTMA)，测试光学特性有热光学法。

(b)质谱分析法(Mass spectrometry)：试样经离子化后，形成质谱的分析方法。

可以测定有机物分子量及结构方式，以及鉴定有机物及其结构，通过离子感光板取得强度不同的谱线，称为质谱图，根据质谱图可叛断物质的分子量和结构型式。

随着器材及方法之**，使大家对各种纤维深入了解，微观察技术应用在纤维鉴别上外，更可利用了解纤维的各项特性结构，从而在后工序上作配合性改良，使能生产更**之纱线及织物，从而对纺织业上作进一步之发展。

天然纤维以棉纤维为主，占整个纺织产业的比例很大，棉纺业之发展，除机械上，工艺上之改良，棉花之质量结构，直接影响着成纱之各项物理指标，现用之各项检测仪器，方法，及标准，祇能提供一些数据，大都是平均值，而纺厂按数据控制生产工艺，往往未能了解该批棉纤真正情况，各批棉纤之特性是否接近而配搭，引致成纱后问题出现。