一、目的要求

根據(jù)紡織纖維的外觀形態(tài)特征和內(nèi)在性質(zhì)，采用物理或化學(xué)方法，認(rèn)識(shí)并區(qū)別各種未知纖維。通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握鑒別紡織纖維的幾種常用方法。纖維鑒別不僅經(jīng)常用于纖維集合體的識(shí)別，而且經(jīng)常用于區(qū)別紗線織物以及混紡制品的纖維組成。

二、試驗(yàn)儀器和試樣

試驗(yàn)儀器為普通生物顯微鏡。試樣為各種未知纖維、紗線或織物。使用的化學(xué)試劑有鹽酸、硫酸、間甲酚、氫氧化鈉、二甲基甲酰胺、二甲苯等及碘——碘化鉀溶液。并需備載玻片、蓋玻片、酒精燈及試管等。

三、基本知識(shí)

紡織纖維的種類很多，隨著化學(xué)纖維的大量發(fā)展，混紡和交織的紡織品也日益增加，而紡織品的性能與組成該紡織品的纖維性能密切相關(guān)。因此，在紡織生產(chǎn)管理或產(chǎn)品分析中，對(duì)纖維進(jìn)行科學(xué)鑒別就更為重要。各種紡織纖維的外觀形態(tài)或內(nèi)在性質(zhì)有相似的地方，也有不同之處。纖維鑒別就是利用纖維外觀形態(tài)或內(nèi)在性質(zhì)差異，采用各種方法把它們區(qū)分開(kāi)來(lái)。各種天然纖維的形態(tài)差別較為明顯，而同一種類的纖維形態(tài)基本上保持一定。因此，鑒別天然纖維主要是根據(jù)纖維外觀形態(tài)特征。許多化學(xué)纖維特別是一般合成纖維的外觀形態(tài)基本相似，其截面多數(shù)為圓形，但隨著異形纖維的發(fā)展，同一種類的化學(xué)纖維可以制成不同的截面形態(tài)，這就很難從形態(tài)特征上分清纖維品種，因而必須結(jié)合其他方法進(jìn)行鑒別。由于各種化學(xué)纖維的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)不同，它們的物理化學(xué)性質(zhì)差別很大。因此，化學(xué)纖維主要根據(jù)纖維物理和化學(xué)性質(zhì)的差異來(lái)進(jìn)行鑒別。

鑒別纖維的方法有顯微鏡觀察法、燃燒法、溶解法、藥品著色法、熔點(diǎn)法、密度法及雙折射法等。此外，也可以根據(jù)纖維分子結(jié)構(gòu)鑒別纖維，如X射線衍射法及紅外線吸收光譜法等。

四、實(shí)驗(yàn)方法和程序

1. 顯微鏡觀察法 利用顯微鏡觀察纖維的縱向和截面形態(tài)特征來(lái)鑒別各種纖維，是廣泛采用的一種方法。它既能單一成分的纖維，也可以用于多種成分混合而成的混紡產(chǎn)品的鑒別。天然纖維有其獨(dú)特的形態(tài)特征，如棉纖維的天然轉(zhuǎn)曲，羊毛的鱗片，麻纖維的橫節(jié)豎紋，蠶絲的三角形截面等，用生物顯微鏡能正確地辨認(rèn)出來(lái)，用LLY-27型纖維細(xì)度儀可以事半功倍（wenzhang.asp?smtid=12）。而化學(xué)纖維的截面多數(shù)呈圓形，縱向平滑，呈棒狀，在顯微鏡下不易區(qū)分，必須與其他方法結(jié)合才能鑒別。

2.燃燒法 燃燒法是鑒別纖維的常用方法之一，它是利用纖維的化學(xué)組成不同，其燃燒性能也不同來(lái)區(qū)分纖維的種類。取一小束待鑒別的纖維，用鑷子夾住，緩慢地移進(jìn)酒精燈火焰，仔細(xì)觀察纖維接近火焰、在火焰中和離開(kāi)火焰后的燃燒狀態(tài)，燃燒時(shí)發(fā)出的氣味，以及在燃燒后的灰燼特征，對(duì)照纖維燃燒特征表，粗略地鑒別其類別。燃燒法實(shí)用于純紡產(chǎn)品，不實(shí)用于混紡產(chǎn)品，或經(jīng)過(guò)防火、防燃及其他整理的纖維和紡織品。幾種常見(jiàn)的纖維的燃燒特征見(jiàn)表2-1。

3.藥品著色發(fā) 藥品著色法是根據(jù)各種纖維對(duì)某種化學(xué)藥品的著色性能不同來(lái)迅速鑒別纖維品種的方法。此法實(shí)用于未染色的纖維或純紡紗線和織物。鑒別紡織纖維用的著色劑和通用著色劑兩種。前者用以鑒別某一類特定纖維，后者是有各種染料混合而成，可對(duì)各種纖維染成各種不同的顏色，然后根據(jù)所染顏色的不同鑒別纖維。通常采用的著色劑有碘-碘化鉀溶液和HI纖維鑒別著色劑。碘-碘化鉀溶液是將碘20g溶解于100ml的碘化鉀飽和溶液中，把纖維浸入溶液中0.5—1min，取出后水洗干凈，根據(jù)著色不同，判別纖維品種。HI纖維鑒別著色劑是中國(guó)紡織大學(xué)和上海印染公司共同研制的一種著色劑。具體鑒別時(shí)可將式樣放入微沸的拙澀溶液中，沸染1min，時(shí)間從放入試樣后染液微沸開(kāi)始計(jì)算。染完后倒去染液，冷水清洗，涼干。對(duì)羊、絲和錦綸可采用沸染3s的方法，擴(kuò)大色相差異。染好后的標(biāo)準(zhǔn)樣對(duì)照，根據(jù)色相確定纖維類別。幾種紡織纖維的著色反應(yīng)見(jiàn)表2-2。

4.溶解法 溶解法是利用各種纖維在不同的化學(xué)溶劑中的溶解性能來(lái)鑒別纖維的方法，它適用于各種紡織纖維，包括染色纖維或混紡成分的纖維、紗線與織物。此外沒(méi)，溶解法還廣泛用于分析混紡產(chǎn)品中的纖維含量。對(duì)單一成分的纖維，鑒別時(shí)可將少量待鑒別的纖維放入試管中，注入某種溶劑，用玻璃棒攪動(dòng)，觀察纖維在溶劑中的溶解情況 ，如：溶解、微溶解、部分溶解和不溶解等幾種情況。若混合成分的纖維或纖維量極少，則可放在顯微鏡載臺(tái)物上放上具有凹面的載玻片，然后在凹面處放入試樣，滴上溶劑，蓋上玻璃片，直接在顯微鏡中觀察，根據(jù)不同的情況，判別纖維類別。有的溶劑需要加熱，此時(shí)要控制一定的溫度。由于溶劑的濃度和加熱溫度不同，對(duì)纖維的溶解性能也表現(xiàn)不一，因此在用溶解法鑒別纖維時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制溶劑的濃度和溫度，同時(shí)也需要注意纖維在溶劑中的溶解速度。

表2-1 幾種常見(jiàn)的纖維燃燒特征

表2-2 幾種紡織纖維的著色反應(yīng)

常見(jiàn)纖維的溶解性能見(jiàn)表3-3

表2-3常見(jiàn)纖維的溶解性能

注：S—溶解；SS——微溶；P——部分溶解；I——不溶解

5．熔點(diǎn)法 熔點(diǎn)法是根據(jù)化學(xué)纖維的熔融特性，在化學(xué)熔點(diǎn)儀上或在附有熱臺(tái)和測(cè)問(wèn)裝置的偏光顯微鏡下，觀察纖維消光時(shí)的溫度來(lái)測(cè)定纖維的熔點(diǎn)，從而鑒別纖維。由于某些化纖的熔點(diǎn)比較接近，較難區(qū)分，又有些纖維沒(méi)有明顯的熔點(diǎn)。因此，熔點(diǎn)法一般不單獨(dú)應(yīng)用，而是作為證實(shí)某種纖維的輔助方法。幾種化學(xué)的熔點(diǎn)見(jiàn)表2—4。

表2-4幾種化學(xué)纖維的熔點(diǎn)

6．比重法 利用各種纖維比重的特點(diǎn)來(lái)鑒別纖維的方法。通常采用密度梯度法測(cè)定纖維的比重，然后根據(jù)測(cè)得的纖維比重，判斷該纖維的類別。

7．雙折射法 紡織纖維的雙折射和折射率與纖維分子的化學(xué)組成及其排列有關(guān)，不同纖維具有不同的折射率和雙折射。因此，可用測(cè)定纖維雙折射來(lái)鑒別各種紡織纖維。纖維的折射率和雙折射測(cè)定通常應(yīng)用液體侵沒(méi)法和補(bǔ)償法。

8．X射線衍射法和紅外吸收光譜法X射線衍射法和紅外吸收光譜法都是研究纖維的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方法。由于各種纖維的內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有不同特征性，因而也可用來(lái)鑒別纖維，用紅外吸收光譜法鑒別纖維更有效。當(dāng)X射線照射到纖維結(jié)晶區(qū)時(shí)，X射線被晶體的原子面所衍射，其衍射角度決定于X射線的波長(zhǎng)和晶體中原子晶面之間的距離。由于各種纖維晶體的晶體大小不同，X射線的衍射圖具有不同的特性，拍攝未知纖維的衍射圖與標(biāo)準(zhǔn)的纖維衍射圖相對(duì)照，從而鑒別未知纖維的品種。紅外吸收光譜法是根據(jù)各種纖維具有不同的化學(xué)基團(tuán)，在紅外光譜中出現(xiàn)的特征吸收光譜來(lái)鑒別纖維。鑒別纖維時(shí)，將未知纖維和已知纖維的紅外吸收光譜進(jìn)行對(duì)照，找出特征吸收基團(tuán)的吸收光譜帶是否相同；從而確定纖維品種。 紅外吸收光譜法是鑒別纖維很有效的方法之一，它能準(zhǔn)確而快速的對(duì)單一成分或混合成分的纖維，紗線和紡織品進(jìn)行成分和含量的分析。紡織纖維的鑒別方法很多，單在實(shí)際鑒別時(shí)一般不能使用單一的方法，而將幾種方法結(jié)合起來(lái)運(yùn)用，綜合分析，才能得出結(jié)論。鑒別纖維的步驟，一般先確定纖維的大類，如區(qū)別天然纖維素纖維，天然蛋白質(zhì)纖維，再生纖維和合成纖維，而后區(qū)分出纖維品種，最后作出結(jié)論。

思考題

1． 鑒別棉，毛，絲，麻和滌綸，錦綸，睛丙綸纖維，各采用何種方法最簡(jiǎn)便可靠，起呀是什么？

2． 如何鑒別羊毛，滌綸，粘膠纖維三合一的混紡品？