項目3 紡織檢測技術發展

【學習目標】

1.了解現代紡織品檢測技術發展趨勢。

2.了解現代分析測試技術在紡織品檢測中的應用。

一、現代紡織品檢測技術的發展趨勢

生態紡織品標準體系的基本框架主要由兩大部分組成：一是在對有害化學物質可能對人體健康造成的危害進行評估的基礎上，建立有害物質限量及相關產品標準；二是與上述限量及產品標準相配套的有害物質檢測及相關試驗方法標準。

從檢測內容來看，現代紡織品檢測技術今后的發展方向將側重生態紡織品檢測。只要是涉及紡織品安全健康，以及生態環保方面的檢測，都已被國外發達國家和地區視為首要檢測項目。歐洲一些國家和地區，通過實施近十年來的生態紡織品標準（Oeko-Tex Standard 100），更加完善了紡織品的安全性能檢測體系。為了與REACH法規的實施相配合，許多發達國家和地區進一步對紡織品所使用的化學品物質以及配置品進行鑒別。近年來，美國加大了對兒童用品鉛含量的控制。日本對紡織品甲醛含量的控制則更加嚴格，該國家標準明確規定進口幼兒服裝絕對不能有甲醛成分。在歐洲等發達國家和地區，掛有生態標簽的紡織產品是當地大多數人的選擇對象，生態紡織品在未來的國際紡織品市場中將成為主流產品。

科學信息技術的發展極大地推動了紡織檢測技術的進步。計算機技術、自動化技術、通信技術在紡織檢測領域的應用，極大地提升了現代紡織檢測的手段與能力。目前，紡織檢測設備的功能日趨完善，儀器的智能化、自動化程度越來越高，向著多功能、高速、高效率方向發展。利用先進的設備，人們已經能夠由對傳統原料性能的檢驗轉變為通過對纖維、紗線性能的檢驗評估，對產品的加工過程和成品質量進行快速可靠的預測。如澳大利亞聯邦科學技術研究所（CSIRO）的Sirolan紗線檢測儀成套設備能從棉條性質預測紗線質量，縮小了從纖維到織物質量預測和質量控制的差距。測試試驗室向網絡化發展，一些大型儀器廠商，如烏斯特公司已在開發基于計算機網絡技術的試驗儀器數據分析系統。利用該系統可實現試驗儀器與中心計算機聯網，由中心計算機從所有聯網的儀器中獲取數據并進行處理，最后將所需結果匯聚在一張實驗室報告單上。

二、新技術在纖維檢測中的應用

隨著科學技術的發展，一些新型技術開始進入定性定量分析領域。

1.拉曼光譜法 拉曼光譜是一種散射光譜，拉曼光譜分析法是基于拉曼散射效應，對與入射光頻率不同的散射光譜進行分析以得到分子振動、轉動方面信息，并應用于分子結構研究的一種分析方法。拉曼光譜是一種純粹的光學檢測方法，需要樣品量少，無須前處理，測試時間短，對樣品無損，不產生化學污染物。依據不同纖維的拉曼光譜指紋特性，可以完成對其定性分析的目的。

2.近紅外光譜法 近紅外光譜區介于可見光與紅外之間，波長范圍是780～2526nm。近紅外光譜法作為一種簡單、快速、非破壞性的定量分析方法，能同時測定多組分樣品中各組分的含量，且無須大量的樣品制備過程，非常適于紡織材料的表征和鑒別。近紅外技術在纖維定性定量方面已有大量研究。近紅外光譜在不破壞樣品的情況下，可以快速鑒別竹原纖維、黏膠纖維、苧麻纖維和桑蠶絲等纖維。

3.蛋白質分析法 基于蛋白質的分析法鑒別羊絨和羊毛，是利用不同動物纖維中某種氨基酸或蛋白質成分的差異進行纖維鑒別，鑒別方法主要有氨基酸分析法和蛋白質分析法。氨基酸分析法是通過甲酸萃取蛋白質，分析羊絨和綿羊毛纖維中甘氨酸和酪氨酸含量的差異進行鑒定的。蛋白質分析法則是利用動物纖維中的Ⅱ型角蛋白N-末端和C-末端結構域的物種特異性差異進行纖維鑒別。

4.DNA分析方法 DNA脫氧核糖核酸（Deoxyribonucleic acid， DNA）在細胞中作為遺傳信息的載體，生物體所有的遺傳信息都儲存在DNA堿基的排列順序之中，可以通過檢測分析DNA來鑒定其物種來源。提取纖維毛干中線粒體DNA，通過PCR擴增線粒體DNA細胞色素b基因的保守區，選擇合適的酶切位點分析相應保守區的單核苷酸多態性，根據酶切后片段長度的多態性鑒定纖維的來源，快速、準確地區分山羊絨和綿羊毛。

5.計算機技術的廣泛應用 國際上新近推出的一種新型計算機控制的原棉和羊毛線密度快速氣流法測定儀，只需3～5g纖維樣品。在單纖維強伸度試驗中，新型儀器都采用計算機進行數據收集、處理和顯示，如隔距長度和斷裂伸長率的設置能在設計范圍內通過計算機軟件事先調節。

6.數字圖像處理技術的應用 光學纖維直徑分析儀（OFDA）運用數字圖像處理技術測定羊毛纖維平均直徑和直徑分布，每分鐘可測試纖維1萬根。OFDA的最大價值不僅在測試纖維直徑和直徑分布，還可測試髓質毛、死毛和纖維的卷曲度。

7.激光技術的應用 澳大利亞的激光掃描儀（Sirolan）同OFDA一樣用于羊毛纖維直徑的快速測定，所不同的是它采用激光掃描計算機控制技術，利用纖維直徑的粗細與硅光電池上檢測到激光能量衰減的線性相關性，在數分鐘內完成測試的全過程，并打印出纖維直徑的平均值、CV值（變異系數）和有效根數及其分布圖。

三、現代分析測試技術在紡織品檢測中的應用

現代分析測試技術在生態紡織品檢測中起到了重要作用?，F代分析測試技術發展飛速，用大型儀器進行精密測量的一些手段也得到了普及推廣。在生態紡織品檢測技術中，色譜技術和原子光譜技術獨占鰲頭，其中運用最多的是色譜技術。

色譜法是一種分離技術，這種分離技術應用于分析化學中，就是色譜分析。它以其具有高分離效能、高檢測性能、分析時間快速而成為現代儀器分析方法中應用最廣泛的一種方法。它的分離原理是，混合物中各組分在兩相進行分配，其中一相不動，稱為固定相；另一相是攜帶混合物流過此固定相的流體，稱為流動相。當流動相中所含混合物經過固定相時，會與固定相發生作用。由于各組分在性質和結構上的差異，與固定相發生作用的大小、強弱也有差異，因此在同一推動力作用下，不同組分在固定相中的滯留時間有長有短，從而按照先后不同的次序從固定相中流出。這種借鑒兩相間分配原理而使混合物中各組分分離的技術，稱為色譜法。

1.氣相色譜 氣相色譜法（GC）是采用氣體作為流動相的一種色譜法。

氣相色譜法采用氣相色譜儀進行測試。氣相色譜儀的主要組成部分包括色譜柱和檢測器。色譜柱作為色譜分離的關鍵，對分離分析效果的好壞具有直接的作用，目前應用最為普遍的是毛細管色譜柱。檢測器有多種，主要有熱導檢測器（TCD）、火焰離子化檢測器（FID）、火焰光度檢測器（FPD）、電子捕獲檢測器（ECD）和質譜檢測器（MSD）。

將氣相色譜和質譜（MS）串聯使用，即將色譜的高分離能力與MS的結構鑒定能力結合起來，便成為GC—MS聯用技術。

在紡織品檢測方面，主要使用氣相色譜和氣相色譜質譜聯用技術檢測染料、農藥殘留、阻燃劑、揮發性有機物、多環芳烴、富馬酸二甲酯（DMF）以及各種紡織助劑等。并且分析結果準確可靠，靈敏度、精密度、線性關系良好，回收率高。

2.液相色譜（LC） 液相色譜（LC）是指流動相為液體的色譜技術。在液體柱色譜法的基礎上，引入氣相色譜法的理論，這種柱色譜技術稱為高效液相色譜法（HPLC）。氣相色譜法雖然具有分離能力好、靈敏度高、操作方便等優點，但是受技術條件限制，沸點太高的物質或熱穩定性差的物質都難于應用氣相色譜進行分析。而高效液相色譜法，只要求試樣能制成溶液，而不需要氣化，因此不受試樣揮發性的限制。對于高沸點、熱穩定性差、相對分子質量大（400以上）的有機物，原則上都可以用高效液相色譜法進行分離、分析。

液相色譜配置質譜檢測器后即為LC—MS聯用技術，質譜部分能夠給出每個色譜峰對應的質譜圖，也就提供了化合物的分子結構信息。因此，LC—MS聯用技術能更好地進行定性分析。LC—MS聯用技術的分析范圍廣，幾乎可以檢測所有的化合物，比較容易地解決了分析熱不穩定化合物的難題；分離能力強，即使被測物在色譜上沒有完全分離，但通過特征離子質量色譜圖也能分別給出它們各自的色譜圖來進行定性定量分析，并且可以給出每一個組分豐富的結構信息和分子量；檢測限低，靈敏度高，可以在微克水平下檢測樣品。通過選擇離子檢測方式，其檢測能力還可以提高一個數量級以上；分析時間快，由于使用的液相色譜柱為窄徑柱，縮短了分析時間，提高了分離效果。

因為液相色譜及液相色譜質譜聯用技術具有高靈敏性、高準確性、高選擇性、寬分析檢測范圍以及其定性、定量方面的強大功能等特點，已廣泛應用于紡織品分析，主要檢測甲醛、染料以及各種紡織助劑等。

3.原子吸收光譜分析（AAS） 原子吸收光譜分析（AAS）又稱原子吸收分光光度分析，是基于物質所產生的原子蒸氣對特定譜線的吸收作用來進行定量分析的一種方法。原子吸收分析技術的主要特點是靈敏度高、穩定性好、使用范圍廣，可測定70多種元素，加之儀器較簡單、操作方便，廣泛應用于各個領域，如測定礦物、金屬、合金、化工產品、土壤、食品、環境污染等。近幾年，分析化學工作者利用這種技術在紡織品分析領域也開展了很多工作，主要用于紡織品中重金屬離子的檢測。

4.電感耦合等離子體分析技術（ICP） 電感耦合等離子體分析技術（ICP）是以等離子放電方式作為發射光源，常作為原子發射光譜分析中的激發光源。由于物質吸收光的程度與其金屬離子濃度存在著線性關系，因此，可以利用外標法對某種元素進行定量分析，適用于紡織助劑中多種重金屬元素的快速測定，操作簡便，準確度、靈敏度和回收率高。

【復習思考題】

1.寫出下列標準的意義。

GB/T 7573—2009：

GB 18401—2010：

FZ/T 12016—2006：

2.比較ISO 9000與ISO 1400。

3.查閱標準SA 8000并分析它對我國紡織企業的影響。

4.查閱新版標準Oeko-Tex standard 100并進行評價。

5.收集整理常用生態紡織品標志并講述其意義與應用。

6.簡述我國生態紡織品的發展。