纺织品检测常用的各种分析技术

纺织品检测常用的各种分析技术

来源:互联网

来源: 李瑞，李宝洲

关键字：纺织品检测x射线衍射红外光谱

【摘蔓】：简述了各种分析技术的基本情况和它们在纺织品检测的应用情况。

随着科技的发展，各种新型的，高科技的检测手段被应用到了纺织品检测上。包括像红外光谱，计算机图像处理技术，扫描电镜和热差热重分析法等，都被广泛的应用在了纺织行业上，使纺织品分析和检测的水平都达到了很高的水平。

1 纺织晶常用的瞢种分析技术及箕应用

1．1X射线衍射(XRD)技术

使用X射线衍射(XRD)技术可以测定纺织品的成分和组织结构等这些决定材料性能的基本因素．通过化学分析可知道材料的成分，通过形貌分析可揭示材料的显微形貌，而通过xRD可给出材料的物相结构及元素存在状态的信息．用XRD不仅可进行定性和定量分析，而且还可进行特殊信息的分析，如品粒度测定、应力测定、薄膜厚度及介孔结构测定等．测定晶粒度，可先测出衍射线宽度，再通过XRD谱图及Scherrer公式可计算出纳米材料的品粒大小。对一些新型的纤维或是一些镀层薄膜的测定分析发挥了很火的作。

1．2红外光谱技术在纺织品检测上的应用

红外光谱仪是基于红外光谱法(FTIR)，利用光的色散原理制成的。早期使用的红外光谱仪在扫描的每一瞬间，只有极窄的一段光波藩在检测器上，灵敏度和检测速度均受到限制：而傅立叶变换红外光谱仪利用迈克耳逊干涉仪，使光谱信号做剑“多路传输“，并将干涉信号经傅立叶数学变换转换成普通光谱信号，因此能在同一时刻收集光谱中所有频率的信息。在1分钟内能对全部光谱扫描近千次，大大提高了仪器的灵敏度和工作效率它在纺织工业领域，主要用于对未知物的分析、定量分析、织物等表面涂层的分析，以及高分子材料大分子链等的测定’。

红外光谱仪在纺织品检测中可以做定性和定量的分析。由于各种纺织纤维、染料、助剂和织物表面涂层都有它特定的化学基团，通过红外光谱仪测出红外光谱图后，与标准的图谱比较，即可推知是什么物质，由此就可以做出定性的判断。并且通过红外光谱可以定量地分析包括纤维组分检测、纤维结品度与取向度的测定、纺织品回潮率的检测等。

红外光谱技术在纺织品检测中有非常独特的优势，其应刚也非常，泛，但目前还处在一个低层次应用阶段。随着红外光谱仪的不断普及和性能提高，红外光谱技术必将在纺织品检测分析中得到更广泛的应用。

近些年来，近红外光谱分析技术(NIR)也被人们用于纺织品的检测上，并取得了良好的效果。

1．3计算机图像处理技术在纺织品上的应用

计算机图像处理是指将图像信号转换成数字格式，并利用计算机对其进行处理的过程。其内容十分丰富，包括数字图像变形技术、图像的傅立叶分析技术、图像分割、边缘提取、形状描述、形态学分析、图像压缩编码、彩色图像处理等。计算机图像处理技术臼20世纪80年代后期进入纺织测试领域以来，一直在扩展其应用领域，从原料、卜制品到成品的检验，从机织物、针织物到非织造布的检验，以及模

拟控制产品质量，均可借助图像处理技术来完成。国际上图像处理最初应于纺织]

业是分析地毯的磨损情况，此后在纺织材料的测试工作中的应朋越来越广泛。

图像处理技术在纺织品检测中的主要应用领域包括纤维检测、纱线检测和织物检测三个方面：

(1)纤维检测主要是纤维的外观形态、直径、棉网均匀度检测，纤维异型度检测，羊毛的细度、纤维混纺比的测定等等。

(2)纱线检测主要是纱线混合状态及纱线的外观质量等。

(3)织物方面主要有织物的密度、组织结构、折皱分析、悬垂性评定、起球等级评定以及疵点检测等。

计算机图像处理主要包括以下方面：①图像预处理，其目的是对图像去除噪声，突出目标：②图像分割和目标提取，主要目的是从图像中获得感兴趣的区域：③特征提取，是要获得对目标的有效特征表达和描述：④目标分类，是在提取特征的基础上实现判别和分类。

常用的图像识别方法有：灰度匹配法、形态法、神经网络法、纹理模型法四种。其中，神经网络法的缺点是，可能因为特征值选择的不合适或者不足，造成检验结果的不可靠：纹理模型法的不足在于仅仅通过随机场模型并不能最大限度地降低图像分析的计算复杂度和提高图像处理的速度，因而还不能实现织物疵点的快速自动检测。

随着计算机科学技术的发展，以前靠人来完成的很多纺织品检验工作现在可以用计算机来代替。计算机图像识别技术体现出快速、准确、高可靠性和稳定性等优势，在纺织行业的应用会越来越广泛，特别是在线检测方面得到应用和发展。

1．4显微镜分析技术在纺织上的应用

显微镜技术很就被应用于纺织材料和纺织品检测上，并且在不断快速发展。从最初的电子显微镜开始，已经逐步发展出扫描电子显微镜、扫描隧道电子显微镜、原子力电子显微镜、扫描离子电导显微镜、扫描探针电子显微镜等。

现在的显微镜技术已经得到了高度的发展，它们具有高分辨率，对于纺织品表面的细微结构有较高的分辨率。而且可进行多种功能的分析，像与与X射线谱仪配接，或配有光学显微镜和单色仪等附件时，有利于对各种功能性纤维的表面特征做出分析。可使用加热、冷却和拉伸等样品台进行动态试验，观察在不同环境条件下的相变及形态变化等。可以通过电子学方法有效地控制和改善图像的质量，如通过调制可改善图像反差的宽容度，使幽像各部分亮度适中。采用双放大倍数装置或图像选择器，可在荧光屏上同时观察不同放火倍数的图像或不同形式的图像。

随着纺织科技的不断发展，新型纺织材料层出不穷，在新型纺织材料的研制过程中，需要对新材料进行观察、检测鉴定．为达到纺织品对材料的各种要求，_住研制过程中就需要了解材料的内部结构、物质成分和各种理化性能．通过显微镜的观察，不仅可以知道纺织材料的表面特征，也可以知道材料的内部结构平¨化学组成，或者织物表面瑕疵的分析和织物或纱线摩擦表面性质的评判，进而可以判定其许多理化性能指标，指导进一步的材料研制工作。

1．5热分析技术在纺织上的应用

红外分析和热分析是分析仪器中应删很』的两人家族。红外光谱分析是用红外光去照射物质，使物质吸收一定的光能量，物质中的分子吸收光能后选择性的吸收其中某些频率，形成一些吸收谱带，称红外光谱。高分子化工产品中大多数基团都相对独立的在红外光谱的一定频率范围内出现特征吸收峰，所以红外光谱能鉴定分子中的基团，用来判定产品的化学成分。热分析是在程序控制温度下自动连续跟踪物