儀器儀表微觀察技術在棉紡織業(yè)的作用!
前言:紡織纖維顧名思意是用于制成紡織品之纖維,亦即是組成紗線及織物之基本單元,.紡織纖維由直徑幾微米至幾十微米,,長度由幾毫米至幾十毫米,,甚至更長不等,.內有天然纖維,如植物中棉,麻;動物中之羊,蠶絲;礦物中,如石棉等,另一類化學纖維包括人造纖維,合成纖維等,由純粹的化學方法或者通過化學方法,用天然材料產生之再生纖維等,除供應衣服飾物產品外,亦能為工業(yè)及其它產業(yè)提供重要材料。
不論何種纖維,其結構上是具有固定的特征,而此特征亦是纖維的本質屬性,不同的纖維有著其不同之物理性及化學性,此等性質亦是決定著該種纖維的使用特征,這些特性原于纖維本身的結構及內含,我們可以由纖維之外形至內層,甚至由深入至纖維分子組成之形態(tài),觀察纖維的結構,了解纖維基本單元相互之作用及排列形式.結構內含直接影響著纖維各項性質的內在原因.探索纖維的基本特性,在現(xiàn)時開發(fā)化學纖維之新型纖維上,已被廣泛利用,而天然纖維則較少應用.纖維微觀察之發(fā)展:纖維微型觀察結構研究,由19世紀至近代三四十年內,不論是理論上,分析方法上,儀器發(fā)展上都大有突破,尤其各種新型纖維之誕生,從宏觀結構進入微觀結構領域,已達新紀元..隨著各種光學顯微鏡及其技術之**,令微觀察技術應用在纖維鑒別法上更為成熟.
(一)微觀光學儀及各項方法之發(fā)展現(xiàn)今各類光學儀器,林林總總,配合不同需要及不同工藝,例如:
(1)掃瞄電子顯微鏡SEM(SCANNING ELECTRONMICROSCOPE)—由光學系統(tǒng)及掃瞄系統(tǒng),信號檢測系統(tǒng)和圖像顯示系統(tǒng),記錄系統(tǒng)等組成.電子束從電子槍射出后,經磁透鏡聚焦,并受到兩組掃描線圈的偏轉作用,然后投射到試樣上作光柵狀掃描的細電子束,在顯像管的熒光屏得到圖像信息。其圖像立體感強,試樣厚度無限制。
(2)透射電子顯微鏡TEM(TRANSMISSION ELECTRONMICROSCOPE)—由電子槍,聚光鏡等成像系統(tǒng)及圖像和記錄系統(tǒng)組成.
(3)掃瞄隧道顯微鏡STM(SCANNING TUNNELLING MICROSCOPE)及
(4)原子力顯微鏡AFM(ATOMIC FORCE MICROSCOPE)
(5)偏振光顯微鏡(POLARIZEDMICROSCOPE)—能使光線產生偏振,并在偏振之下觀察微細結構的顯微鏡.可測量纖維的雙折射和取向度。
(二)纖維結構鑒別法:
(1)X射線和電子衍射法(X-ray&Electrondiffraction)—可利用X射線照射不同纖維時所得的衍射圖像的差別來鑒別各類纖維.
(2)紅外光譜法(Infre-red)—利用各種纖維的特征及化學基團,在紅外線光譜中,具有的特征及吸收譜帶來鑒別纖維.
(3)紫外光(Ultraviolet),熒光(Fluorescence)—利用不同元素發(fā)射的熒光X射線的波長各有不同,再利用光譜分析.
(4)核磁共振法NMR(Nuclear magneticresonance)—由自旋動量或角動量不為零的原子核,在恒定的外磁埸中,其核磁矩可取各種量子化的方位,在另一個給定頻率的電磁波作用下,原子核的磁能級之間所發(fā)生的共振躍遷現(xiàn)象,可以分析分子內原子團或原子排列的順序和化學鍵的性質。
(5)其它,如喇曼光譜法(Raman spectrum),表面分析法(Surfaceanalysis)等.加上各種電子顯微術(Electron microscopy)等。
纖維亦可由物理性及化學性能推測纖維結構,其方法:
(a)有熱分析法(Thermalanalysis),動態(tài)和斷裂力學法:是在過程控制溫度下,測量物質的物理性質與溫度關系的一種技術,在化學纖維領域上,應用*多的常用方法,例如,測試質量變化有熱重法(TG)及逸出氣分析(EGA),測試溫度變化有差熱分析(DTA),測試熱含變化有示差掃描量熱法(DSC),測試尺寸變化有熱膨脹法,測試力學特性有熱機械分析(TMA),及動態(tài)機械分析(DTMA),測試光學特性有熱光學法。
(B)質譜分析法(Mass spectrometry):試樣經離子化后,形成質譜的分析方法。
可以測定有機物分子量及結構方式,以及鑒定有機物及其結構,通過離子感光板取得強度不同的譜線,稱為質譜圖,根據質譜圖可叛斷物質的分子量和結構型式。
隨著器材及方法之**,使大家對各種纖維深入了解,微觀察技術應用在纖維鑒別上外,更可利用了解纖維的各項特性結構,從而在后工序上作配合性改良,使能生產更上等之紗線及織物,從而對紡織業(yè)上作進一步之發(fā)展。
天然纖維以棉纖維為主,占整個紡織產業(yè)的比例很大,棉紡業(yè)之發(fā)展,除機械上,工藝上之改良,棉花之質量結構,直接影響著成紗之各項物理指標,現(xiàn)用之各項檢測儀器,方法,及標準,祇能提供一些數(shù)據,大都是平均值,而紡廠按數(shù)據控制生產工藝,往往未能了解該批棉纖真正情況,各批棉纖之特性是否接近而配搭,引致成紗后問題出現(xiàn)。