紡織品的纖維分析與鑒別作業(yè)指導書

紡織品的纖維分析與鑒別作業(yè)指導書TOC\o"1-2"\h\u3810第1章緒論 3232981.1紡織品纖維分析的意義 317731.2纖維鑒別的常用方法 331994第2章天然纖維 4279892.1棉纖維 494542.1.1棉花的生長與收獲 491102.1.2棉纖維的結構與性質 4145772.1.3棉纖維的鑒別特征 4327312.2羊毛纖維 495652.2.1羊毛的來源與分類 4226572.2.2羊毛纖維的結構與性質 4237502.2.3羊毛纖維的鑒別方法 473812.3絲纖維 4174722.3.1蠶絲的制備與種類 4278182.3.2絲纖維的結構與性質 4222972.3.3絲纖維的鑒別技術 5280902.4麻纖維 5259172.4.1麻類植物的種植與利用 5217432.4.2麻纖維的結構與特性 5107142.4.3麻纖維的識別要點 52817第3章合成纖維 592173.1聚酯纖維 5202473.1.1纖維特征 5105703.1.2鑒別方法 539063.2聚酰胺纖維 5109663.2.1纖維特征 5117943.2.2鑒別方法 5100183.3聚丙烯腈纖維 6260083.3.1纖維特征 6223923.3.2鑒別方法 6152343.4聚乙烯醇纖維 6240813.4.1纖維特征 6223453.4.2鑒別方法 68740第4章再生纖維 6211154.1粘膠纖維 6126524.1.1粘膠纖維的制備 673374.1.2粘膠纖維的結構與功能 6314754.1.3粘膠纖維的鑒別方法 760234.2萊賽爾纖維 754104.2.1萊賽爾纖維的制備 7300114.2.2萊賽爾纖維的結構與功能 744544.2.3萊賽爾纖維的鑒別方法 7291664.3聚乳酸纖維 7127824.3.1聚乳酸纖維的制備 728424.3.2聚乳酸纖維的結構與功能 7149144.3.3聚乳酸纖維的鑒別方法 710804第5章纖維分析方法概述 866085.1顯微鏡法 896235.2燃燒法 8265265.3紅外光譜法 8209625.4X射線衍射法 88381第6章顯微鏡法纖維分析 8284526.1光學顯微鏡 8264266.1.1概述 8226666.1.2儀器及設備 9116706.1.3纖維觀察方法 9211056.2掃描電子顯微鏡 9233146.2.1概述 9291896.2.2儀器及設備 959756.2.3纖維觀察方法 9130126.3顯微鏡法操作步驟及注意事項 982436.3.1操作步驟 9127996.3.2注意事項 1025233第7章燃燒法纖維分析 1010067.1燃燒特征 1060947.1.1天然纖維 101827.1.2合成纖維 10294667.2燃燒法操作步驟及注意事項 1011647.2.1操作步驟 1016757.2.2注意事項 1119710第8章紅外光譜法纖維分析 1115388.1紅外光譜原理 1183958.2纖維紅外光譜特征 11322878.2.1纖維素纖維 1180738.2.2蛋白質纖維 1119948.2.3合成纖維 12162568.3紅外光譜法操作步驟及注意事項 1213138.3.1操作步驟 12295418.3.2注意事項 126865第9章X射線衍射法纖維分析 12324709.1X射線衍射原理 12289539.2纖維X射線衍射特征 12306629.3X射線衍射法操作步驟及注意事項 1325103第10章纖維分析與鑒別實例 13927310.1實例一：棉/聚酯混紡織物 13994710.1.1纖維原料特性 13794210.1.2分析方法 132560510.2實例二：羊毛/聚酰胺混紡織物 141726710.2.1纖維原料特性 141358710.2.2分析方法 14791410.3實例三：粘膠/萊賽爾混紡織物 14664410.3.1纖維原料特性 142485310.3.2分析方法 143203210.4實例四：多種纖維混紡織物分析及鑒別技巧總結 15第1章緒論1.1紡織品纖維分析的意義紡織品纖維分析作為紡織品質量檢測與控制的重要環(huán)節(jié)，具有舉足輕重的地位。纖維是紡織品的原材料，其性質、結構和組成直接影響到紡織品的功能、舒適度、耐用性及美觀度。因此，對紡織品纖維進行深入分析具有以下意義：（1）保證紡織品的質量：通過對纖維的物理和化學性質進行分析，可以保證紡織品的質量符合標準要求，從而保障消費者權益。（2）指導紡織品生產：纖維分析結果可以為紡織品的生產過程提供依據，如選材、工藝參數調整等，有助于提高生產效率和產品質量。（3）研究新型纖維材料：通過對新型纖維的研究與分析，可以推動纖維材料的創(chuàng)新與發(fā)展，為紡織品行業(yè)注入新的活力。（4）纖維功能優(yōu)化：通過對纖維功能的深入研究，可以優(yōu)化纖維的加工工藝，提高纖維的性價比，降低生產成本。1.2纖維鑒別的常用方法纖維鑒別是紡織品纖維分析的重要環(huán)節(jié)，其主要目的是確定纖維的種類和性質。纖維鑒別的常用方法有以下幾種：（1）顯微鏡法：通過顯微鏡觀察纖維的截面形態(tài)、表面結構和縱向形態(tài)等，可以初步判斷纖維的種類。（2）燃燒法：根據纖維在燃燒過程中的現(xiàn)象（如燃燒速度、燃燒氣味、燃燒后的殘留物等）來鑒別纖維種類。（3）溶解法：利用不同纖維在不同溶劑中的溶解功能差異，通過溶解實驗來判斷纖維的種類。（4）紅外光譜法：通過分析纖維的紅外光譜圖，可以確定纖維的化學結構和種類。（5）X射線熒光光譜法：通過對纖維進行X射線熒光光譜分析，可以獲取纖維中的元素組成信息，從而進行纖維鑒別。（6）熱分析：通過測定纖維在加熱過程中的熱穩(wěn)定性、熱分解溫度等參數，來鑒別纖維的種類。第2章天然纖維2.1棉纖維2.1.1棉花的生長與收獲描述棉花植物的生物學特性、生長周期、收獲方法以及原棉的處理過程。2.1.2棉纖維的結構與性質詳細闡述棉纖維的細胞結構、化學成分、物理功能以及其吸濕、透氣等基本性質。2.1.3棉纖維的鑒別特征介紹通過顯微鏡觀察、燃燒實驗、染色實驗等方法識別棉纖維的技巧和特征。2.2羊毛纖維2.2.1羊毛的來源與分類敘述羊毛的來源、不同品種羊的羊毛特點以及羊毛的分類方法。2.2.2羊毛纖維的結構與性質分析羊毛的皮質層、髓質層結構，以及其保暖性、彈性和縮絨性等性質。2.2.3羊毛纖維的鑒別方法論述利用顯微鏡觀察、化學試驗（如蛋白質含量檢測）、燃燒實驗等手段區(qū)分羊毛纖維的步驟和特點。2.3絲纖維2.3.1蠶絲的制備與種類描述家蠶的飼養(yǎng)、蠶絲的收集和加工過程，以及天然絲和人造絲的種類。2.3.2絲纖維的結構與性質講解絲纖維的蛋白質分子結構、光澤度、強度和柔韌性等物理特性。2.3.3絲纖維的鑒別技術說明通過顯微鏡檢查、溶解試驗、紅外光譜分析等方法來鑒定絲纖維的技巧。2.4麻纖維2.4.1麻類植物的種植與利用敘述麻類植物的種類、種植條件、收獲方式以及纖維提取過程。2.4.2麻纖維的結構與特性分析麻纖維的細胞結構、化學成分和其具有的強度高、透氣性好、吸濕性強等特性。2.4.3麻纖維的識別要點論述通過顯微鏡觀察、燃燒實驗、化學處理等方法辨識麻纖維的步驟和關鍵特征。第3章合成纖維3.1聚酯纖維3.1.1纖維特征聚酯纖維是一種具有良好彈性、強度和回彈性的合成纖維，廣泛應用于服裝、家紡等領域。其主要成分為聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）。3.1.2鑒別方法（1）燃燒法：聚酯纖維燃燒時，火焰呈黃色，有黑煙，燃燒速度較快，離火即滅，燃燒后有硬質的熔滴。（2）溶解法：聚酯纖維可溶于甲酸、硫酸等溶劑，不溶于水、乙醇等。（3）顯微鏡觀察：聚酯纖維截面呈圓形或異形，表面光滑。3.2聚酰胺纖維3.2.1纖維特征聚酰胺纖維，又稱尼龍纖維，具有良好的強度、耐磨性和彈性，廣泛用于襪子、運動服等。其主要成分為聚己內酰胺。3.2.2鑒別方法（1）燃燒法：聚酰胺纖維燃燒時，火焰呈藍色，有黑煙，燃燒速度較快，離火即滅，燃燒后有硬質的熔滴。（2）溶解法：聚酰胺纖維可溶于濃硫酸、濃硝酸等，不溶于水、乙醇等。（3）顯微鏡觀察：聚酰胺纖維截面呈圓形或異形，表面較光滑。3.3聚丙烯腈纖維3.3.1纖維特征聚丙烯腈纖維，又稱腈綸纖維，具有良好的耐日光性、耐腐蝕性和強度，廣泛用于仿羊毛制品。其主要成分為聚丙烯腈。3.3.2鑒別方法（1）燃燒法：聚丙烯腈纖維燃燒時，火焰呈黃色，有黑煙，燃燒速度較快，離火即滅，燃燒后有硬質的熔滴。（2）溶解法：聚丙烯腈纖維可溶于二甲基甲酰胺、二甲基亞砜等溶劑，不溶于水、乙醇等。（3）顯微鏡觀察：聚丙烯腈纖維截面呈圓形或異形，表面較粗糙。3.4聚乙烯醇纖維3.4.1纖維特征聚乙烯醇纖維，又稱維尼綸纖維，具有良好的吸濕性、保暖性和生物降解性，應用于醫(yī)療、衛(wèi)生等領域。其主要成分為聚乙烯醇。3.4.2鑒別方法（1）燃燒法：聚乙烯醇纖維燃燒時，火焰呈藍色，有黑煙，燃燒速度較慢，離火可繼續(xù)燃燒，燃燒后無熔滴。（2）溶解法：聚乙烯醇纖維可溶于熱水，不溶于乙醇、乙醚等有機溶劑。（3）顯微鏡觀察：聚乙烯醇纖維截面呈不規(guī)則形狀，表面較粗糙。第4章再生纖維4.1粘膠纖維4.1.1粘膠纖維的制備粘膠纖維是一種以天然纖維素為原料，經化學處理后制成的再生纖維。其制備過程主要包括纖維素漿粕的制備、老化、黃化、溶解、過濾、凝固、洗滌、牽伸和干燥等步驟。4.1.2粘膠纖維的結構與功能粘膠纖維具有光滑的表面、良好的吸濕性和透氣性，但其強度和彈性模量相對較低。纖維結構呈現(xiàn)出不規(guī)則的多孔形態(tài)，有利于提高其吸濕性和染色性。4.1.3粘膠纖維的鑒別方法（1）燃燒法：粘膠纖維燃燒時具有特殊的刺激性氣味，灰燼呈黑色小球狀。（2）顯微鏡觀察：粘膠纖維的橫截面呈不規(guī)則的圓形或多邊形，表面有細微的凹凸不平。（3）化學試劑法：粘膠纖維在碘碘化鉀溶液中呈棕黃色。4.2萊賽爾纖維4.2.1萊賽爾纖維的制備萊賽爾纖維是一種以木漿為原料，通過有機溶劑溶解纖維素后再生而成的纖維。其制備過程主要包括預處理、溶解、干噴濕紡、凝固、洗滌、牽伸和干燥等步驟。4.2.2萊賽爾纖維的結構與功能萊賽爾纖維具有類似棉花的結構和功能，具有良好的強度、模量和伸長率，同時具有優(yōu)異的生物降解性和可再生性。4.2.3萊賽爾纖維的鑒別方法（1）燃燒法：萊賽爾纖維燃燒時具有類似紙張的燃燒特性，燃燒速度較快，灰燼呈淺灰色。（2）顯微鏡觀察：萊賽爾纖維的橫截面呈圓形或橢圓形，表面有明顯的縱向條紋。（3）紅外光譜法：萊賽爾纖維的紅外光譜圖呈現(xiàn)出特有的吸收峰，可與其他纖維區(qū)分。4.3聚乳酸纖維4.3.1聚乳酸纖維的制備聚乳酸纖維是一種以玉米等谷物為原料，通過發(fā)酵提取乳酸，再經聚合、熔融紡絲等工藝制成的生物降解性纖維。4.3.2聚乳酸纖維的結構與功能聚乳酸纖維具有良好的生物降解性、生物相容性和可再生性。其強度和模量相對較低，但具有較好的柔韌性和伸長率。4.3.3聚乳酸纖維的鑒別方法（1）燃燒法：聚乳酸纖維燃燒時具有輕微的熔滴現(xiàn)象，燃燒速度較慢，灰燼呈白色。（2）顯微鏡觀察：聚乳酸纖維的橫截面呈不規(guī)則形狀，表面有明顯的凹凸不平。（3）紅外光譜法：聚乳酸纖維的紅外光譜圖呈現(xiàn)出特有的吸收峰，可與其他纖維進行區(qū)分。第5章纖維分析方法概述5.1顯微鏡法顯微鏡法是纖維分析的基本方法之一，通過對紡織品纖維進行顯微鏡觀察，可初步判斷纖維的種類和形態(tài)。此方法主要采用光學顯微鏡，對纖維進行放大觀察，依據纖維的形態(tài)特征，如截面形狀、表面紋理、縱向形態(tài)等，進行纖維的定性分析。5.2燃燒法燃燒法是一種快速、簡便的纖維鑒別方法。通過對紡織品纖維進行點燃，觀察燃燒過程中的現(xiàn)象，如燃燒速度、火焰顏色、煙霧、灰燼等，以及燃燒后的氣味，可對纖維種類進行初步判斷。此方法適用于多種纖維的鑒別，但需注意安全及環(huán)境因素。5.3紅外光譜法紅外光譜法是一種基于纖維分子結構的分析方法。通過獲取纖維樣品的紅外光譜圖，分析光譜圖中的特征吸收峰，可對纖維的種類進行準確鑒別。此方法具有快速、無損、高靈敏度等特點，適用于各種天然和化學纖維的鑒別。5.4X射線衍射法X射線衍射法是利用X射線對纖維晶體結構進行分析的方法。通過對纖維樣品進行X射線衍射，得到衍射圖譜，分析圖譜中的衍射峰位置、強度和形狀，可以判斷纖維的晶體結構和結晶度。此方法對于鑒別不同纖維種類具有較高的準確性，尤其適用于天然纖維和再生纖維的鑒別。第6章顯微鏡法纖維分析6.1光學顯微鏡6.1.1概述光學顯微鏡是通過可見光光源、物鏡、目鏡等光學元件對纖維進行觀察和分析的儀器。本章主要介紹光學顯微鏡在紡織品纖維分析中的應用。6.1.2儀器及設備（1）光學顯微鏡：包括生物顯微鏡、纖維顯微鏡等。（2）物鏡：不同倍數的物鏡，如4倍、10倍、40倍、100倍等。（3）目鏡：10倍、15倍等。（4）光源：鹵素燈、LED燈等。（5）載玻片、蓋玻片、切片刀等。6.1.3纖維觀察方法（1）制備纖維切片：將待分析的纖維樣品固定在載玻片上，蓋上蓋玻片。（2）調整顯微鏡：開啟顯微鏡，調整光源，選擇合適的物鏡和目鏡。（3）觀察纖維：將切片放置在顯微鏡的物鏡下，調整焦距，觀察纖維的形態(tài)、結構等特征。6.2掃描電子顯微鏡6.2.1概述掃描電子顯微鏡（SEM）是一種利用電子束掃描樣品表面，通過檢測二次電子信號來獲得樣品表面形貌的高分辨率顯微鏡。本章介紹SEM在紡織品纖維分析中的應用。6.2.2儀器及設備（1）掃描電子顯微鏡。（2）真空泵、樣品臺、探測器等。（3）樣品制備設備：如冷凍干燥儀、離子濺射儀等。6.2.3纖維觀察方法（1）樣品制備：將纖維樣品進行冷凍干燥、離子濺射等處理，使其表面導電。（2）放置樣品：將處理后的樣品固定在樣品臺上。（3）調整SEM：開啟SEM，調整加速電壓、工作距離等參數。（4）觀察纖維：用電子束掃描樣品表面，觀察纖維的形貌、表面特征等。6.3顯微鏡法操作步驟及注意事項6.3.1操作步驟（1）樣品準備：根據不同的顯微鏡方法，進行纖維樣品的制備。（2）儀器調整：根據顯微鏡類型，調整光源、物鏡、目鏡等參數。（3）觀察纖維：將制備好的樣品放置在顯微鏡下進行觀察，記錄纖維的形態(tài)、結構等特征。（4）數據記錄與分析：對觀察到的纖維特征進行記錄、分析，為纖維鑒別提供依據。6.3.2注意事項（1）操作過程中要保證樣品的完整性，避免損壞纖維結構。（2）根據纖維類型，選擇合適的顯微鏡方法進行觀察。（3）觀察時，要保證顯微鏡的焦距、光源等參數穩(wěn)定，以保證觀察結果的準確性。（4）在分析纖維時，要結合其他分析方法，如化學分析、物理功能測試等，以提高鑒別結果的可靠性。第7章燃燒法纖維分析7.1燃燒特征紡織品的纖維成分可通過燃燒法進行分析與鑒別。不同類型的纖維在燃燒過程中表現(xiàn)出獨特的特征，以下為常見纖維的燃燒特征：7.1.1天然纖維（1）棉纖維：燃燒時火焰較小，伴有輕微的爆裂聲，灰燼呈細小粉末狀。（2）麻纖維：燃燒速度較快，伴有明顯的爆裂聲，灰燼呈淺灰色。（3）羊毛：燃燒時有焦糊味，火焰較小，灰燼呈黑色小球狀。（4）絲：燃燒時有特殊的氣味，灰燼呈淺灰色。7.1.2合成纖維（1）聚酯：燃燒時有明顯的熔滴，火焰較大，灰燼呈透明小球狀。（2）尼龍：燃燒時有熔滴，火焰較大，伴有刺激性氣味，灰燼呈淺棕色。（3）聚丙烯：燃燒時有熔滴，火焰較小，灰燼呈透明小球狀。（4）聚丙烯腈：燃燒時有熔滴，火焰較大，伴有特殊氣味，灰燼呈黑色。7.2燃燒法操作步驟及注意事項7.2.1操作步驟（1）準備樣品：從紡織品中抽取適量樣品，保證樣品具有代表性。（2）燃燒實驗：將樣品放置在酒精燈火焰上，觀察其燃燒特征。（3）記錄現(xiàn)象：詳細記錄樣品燃燒時的火焰、氣味、熔滴和灰燼等特征。（4）對比分析：根據燃燒特征，對比各類纖維的標準特征，進行纖維成分鑒別。7.2.2注意事項（1）實驗過程中，需保持實驗室通風良好，避免煙霧和有害氣體對實驗人員造成傷害。（2）進行燃燒實驗時，應佩戴防護眼鏡和手套，保證實驗安全。（3）樣品燃燒時，避免直接接觸火焰，以免影響燃燒特征。（4）實驗過程中，要嚴格控制燃燒時間和溫度，防止樣品燃燒過度，影響判斷。（5）在對比分析時，要綜合考慮樣品的燃燒特征，避免單一特征導致的誤判。第8章紅外光譜法纖維分析8.1紅外光譜原理紅外光譜法是一種基于分子振動能級躍遷的光譜技術。當樣品受到特定波長的紅外光照射時，分子中的化學鍵將發(fā)生振動，吸收特定波長的光能，從而產生紅外吸收光譜。每種纖維的化學結構有其特定的紅外吸收特征，通過分析這些特征，可以實現(xiàn)纖維種類的鑒別。8.2纖維紅外光譜特征纖維的紅外光譜特征主要表現(xiàn)在以下幾方面：8.2.1纖維素纖維纖維素纖維在紅外光譜圖上表現(xiàn)出明顯的特征峰，如1020cm1附近的CO伸縮振動峰，1160cm1附近的CCO伸縮振動峰，以及3400cm1附近的OH伸縮振動峰。8.2.2蛋白質纖維蛋白質纖維的紅外光譜特征主要表現(xiàn)在酰胺鍵的吸收峰，如1600cm1附近的酰胺Ⅰ帶，以及酰胺Ⅱ帶（1500cm1附近）。8.2.3合成纖維合成纖維如聚酯、尼龍等，具有特定的官能團吸收峰。例如，聚酯纖維在1720cm1附近有C=O伸縮振動峰，而尼龍纖維則在1650cm1附近出現(xiàn)酰胺C=O伸縮振動峰。8.3紅外光譜法操作步驟及注意事項8.3.1操作步驟（1）樣品制備：將待測纖維剪成細小片段，采用KBr壓片法制備樣品。（2）儀器校準：使用標準多聚物進行光譜儀校準，保證測試準確性。（3）光譜采集：將制備好的樣品放置在紅外光譜儀的樣品室內，進行光譜掃描。（4）數據處理：采用適當的軟件對光譜數據進行處理，包括基線校正、峰歸一化等。（5）纖維鑒別：分析樣品光譜圖，與標準光譜圖進行比對，確定纖維種類。8.3.2注意事項（1）樣品制備過程中，盡量避免污染和損傷纖維結構。（2）操作過程中需保持儀器清潔，避免產生噪聲和誤差。（3）對于不同類型的纖維，選擇合適的測試參數，以保證光譜圖的準確性。（4）在分析過程中，要充分了解各種纖維的紅外光譜特征，避免誤判。第9章X射線衍射法纖維分析9.1X射線衍射原理X射線衍射法是基于X射線與晶體物質相互作用時產生衍射現(xiàn)象的分析方法。當X射線入射到晶體上時，由于晶體中原子的規(guī)則排列，X射線會發(fā)生衍射。衍射的強度、角度和位置與晶體的結構密切相關。通過測量衍射圖譜，可以獲取晶體結構的詳細信息，從而實現(xiàn)對纖維材料的分析。9.2纖維X射線衍射特征纖維材料的X射線衍射特征主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）衍射峰位置：衍射峰的位置與纖維晶體的晶面間距有關，可以通過布拉格公式計算得出。（2）衍射峰強度：衍射峰的強度與晶體中原子排列的有序程度有關，反映了纖維晶體的結晶度。（3）衍射峰形狀：衍射峰的形狀可以反映晶體的尺寸、形狀以及微觀應力等。（4）衍射峰寬度：衍射峰的寬度與晶體尺寸有關，可通過謝樂公式計算出晶體尺寸。9.3X射線衍射法操作步驟及注意事項操作步驟：（1）樣品準備：將纖維樣品剪成細小片段，平鋪在樣品臺上。（2）儀器校準：使用標準樣品對X射線衍射儀進行校準，保證測試數據的準確性。（3）數據采集：將樣品放入X射線衍射儀，設置適當的掃描范圍、步長和曝光時間，進行數據采集。（4）數據處理：對采集到的衍射數據進行背景扣除、歸一化處理，得到衍射圖譜。（5）分析結果：根據衍射圖譜，分析纖維的結晶度、晶體尺寸等參數。注意事項：（1）在操作過程中，要注意安全，避免X射線輻射對人體的危害。（2）樣品準備時要保證纖維片段均勻、無損傷，以保證測試結果的準確性。（3）儀器校準過程中，要選擇與纖維樣品性質相近的標準樣品。（4）數據采集時，要根據纖維樣品的結晶度、晶體尺寸等特性，合理設置掃描范圍和步長。（5）數據處理時，要充分扣除背景，避免背景信號對衍射峰的干擾。同時注意選擇合適的衍射峰進行擬合分析。第10章纖維分析與鑒別實例10.1實例一：棉/聚酯混紡織物10.1.1纖維原料特性棉纖維具有良好的吸濕性、透氣性和保暖性；聚酯纖維則具有高強度、耐磨性和抗皺性。棉/聚酯混紡織物