近紅外光譜分析技術助力中山檢驗檢疫局測定紡織纖維成分

近紅外完譜分析技術助力中山檢驗檢疫局測定麵料纖維成分

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編者按：我國是麵料品出口大國，但近年來麵料品工作裝標簽標識組分和實際組分不符、麵料品摻假和質量低下的現象未能及時得到有效遏製。中山檢驗檢疫局應用近紅外完譜分析技術快速測定麵料纖維含量的研究目前已取得了階段性突破，該技術堪稱纖維鑒定中的“DNA”技術。日前，中山檢驗檢疫局科技人員申報的創造專利“一種纖維組分含量標準樣品的製備方法”已被國家專利局受理並公布。通過使用近紅外完譜檢測儀，檢測人員同時在聚酯和棉混紡化纖織物、棉和氨綸、棉和絲、聚酯和粘膠、聚酯和氨綸5種混紡化纖織物產品上試用該技術。而一並配套開發的“麵料品纖維含量分布統計軟件”，則能把市麵上成分分布多達2萬餘種的樣品濃縮為能覆蓋80%纖維成分分布的2641個標準樣品。中山檢驗檢疫局檢測人員已製成標準樣品500餘個，經實際檢測，標準樣品賦值精確、均勻性好、穩定耐用，能夠滿足近紅外完譜分析技術建站模型的使用要求。在麵料工業領域中，紅外完譜分析主要應用於成分的定性。對於混紡化纖織物織物，由於譜圖的疊加，特征峰的位置模糊，限製了其在麵料檢測中的進展。國內外的研究僅局限於天然纖維和合成纖維的混紡化纖織物，即譜圖差異較大的兩種纖維的混紡化纖織物。近紅外完譜技術是一種間接分析技術，它首先利用常規分析手段獲得建模樣品集的組分或性質的基本數據，再運用化學計量學方法建站校正模型，從而實現對未知樣本的定量分析。可以說，近紅外完譜分析成功應用於纖維成分含量檢測，近紅外設備研製、用於賦值的標準品製備、計算機技術結合化學計量技術建站含量模型三者缺一不可。不同成分和纖維成分含量不同的麵料材料有著不同的圖譜形狀，正是基於這個原理，在麵料材料的纖維鑒定中引進近紅外完譜分析（NIR）技術，隻需把測試探頭放在均勻一致、表麵完潔的成品樣上一掃描，探頭收集測試樣品的圖譜模塊後和測試設備內存的標準物質模型圖譜模塊相比較，就能檢測出麵料品的成分百分率。我國是世界上大的麵料品工作裝生產國、出口國和消費國，麵料行業是我國第二大出口創彙行業，僅2012年麵料原材料及麵料製品累計出口貿易額達2549.2億美元 ，全年增長2.8%，占整個出口貿易額的20%，從業人員3000多萬，是我國重要的一支出口創彙支柱產業。布料品曆來具有資源優勢和低成本的勞動力優勢，在世界布料品工作裝生產和出口中占有重要地位，麵料、工作裝行業在國民經濟中也占有舉足輕重的地位。麵料品在生產、銷售過程中，首先要考慮的是織物中的纖維類型、成分多少。無論是麵料品生產還是貿易，對布料品纖維的定性鑒別和定量分析往往是人們先關懷的。用什麼原材料，原材料的投入比是多少，往往是組織生產者首先要考慮的問題。而在貿易中，為預防欺詐，非常要對產品進行標識說明。強製性標準GB5296.4《消費品使用說明 麵料品和工作裝使用說明》引用了FZ/T 01053《麵料品 纖維成分含量的標識》，使後者也具有強製性，從而使麵料纖維的鑒別和定量分析在眾多檢測項目中占有重要的地位。近紅外技術和現有的麵料品組分分析方法相比，有三大突破：一是檢測周期大大縮短。傳統檢測方法檢測周期長，從布料品製樣，樣品烘燥，化學溶化剝離，溶化後樣品烘燥，到後計算結果，測試打算環節及檢測環節等需耗時10多個小時。而近紅外技術隻需將測試樣往探頭處一放，短短幾分鍾甚至幾十秒即可“讀”出纖維含量的具體數值。二是生態環保。傳統的麵料品成分定量測試采納化學溶化法或顯微鏡法，化學溶化法使用大量強酸、強堿和有毒有害化學試劑，嚴峻影響檢測人員身體健康，所以要求試驗在通風櫥中進行，試驗排出的大量強酸、強堿又對環境造成極大汙染。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據各有偏差，且差異較大，不利於評判麵料品纖維含量的精確性。近紅外技術不需化學試劑，不會損害檢測人員身體健康和破壞自然生態環境。三是愛護樣品。傳統檢測方法需破壞檢測樣品，這樣就增加了送樣托付檢測單位的樣品損耗量，非常是某些高檔進口工作裝，由於工作裝售價昂貴，用傳統方法檢測，就必須破壞樣品，一旦破壞，經銷商損失可能高達幾千元。近紅外技術無須損害樣品，且檢測過的樣品也不會發生染色堅牢度、縮水率等變化，有利於政府監管部門對進口工作裝布料品的有效監管，更好地維護國內消費者的權益。近紅外完譜技術在麵料品原材料組分定量方麵的應用將顛覆傳統麵料品原材料組分判定分析方法，使依賴於實驗室、化學試劑、具備麵料專業學問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完譜儀代替，分析時間由10多個小時縮短為3分鍾，極大地提高了布料品原材料組分的分析速度，為麵料品生產、市場監管和銷售等各個環節提供快速便利的分析技術，是麵料品原材料組分檢測技術的重大創新。

(來源：中國化工儀器網)

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