實驗一、紡織材料原料認識與鑑別
一、 基本知識
凡對用來製成紡織製品的纖維稱為紡織纖維。紡織纖維細而長，有一定的強度，柔韌而有彈性，耐磨，有一定的抱合力。紡織纖維按其**分為天然纖維和化學纖維兩大類。
天然纖維又可分為植物纖維、動物纖維和礦物纖維。植物纖維的主要組成物質是纖維素，所以又稱為天然纖維素纖維，常見品種有棉和麻。動物纖維的主要組成物質是蛋白質，所以又稱蛋白質纖維，它分為毛和絲。
礦物纖維主要有石棉等。化學纖維是經過化學工藝加工和紡絲成形而製得的紡織纖維。按其所用原料和加工方法不同，化學纖維又可分為再生纖維、醋酯纖維和合成纖維幾類。
再生纖維是以天然高聚物為原料，經過化學處理與機械加工而再生制得的纖維。如粘膠纖維、富強纖維、銅氨纖維等。醋酯纖維是以天然纖維素纖維為原料製成的、組成成分為醋酸纖維素酯的纖維。
合成纖維是利用低分子化合物為原料，經過化學合成與機械加工制得的纖維，其主要品種有：聚酯纖維（滌綸）、聚醯胺纖維（錦綸6、錦綸66等）、聚丙烯腈纖維（腈綸）、聚乙烯醇纖維（維綸），聚丙烯纖維（丙綸）及乙烯纖維（氯綸）等。此外，還有玻璃纖維、金屬纖維和碳素纖維等。
紡織纖維的種類很多，隨著化學纖維的大量發展，混紡和交織的紡織品也日益增加，而紡織品的效能與組成該紡織品的纖維效能密切相關。因此，在紡織生產管理或產品分析中，對纖維進行科學鑑別就更為重要。
各種紡織纖維的外觀形態或內在性質有相似的地方，也有不同之處。纖維鑑別就是利用纖維外觀形態或內在性質差異，採用各種方法把它們區分開來。各種天然纖維的形態差別較為明顯，而同一種類的纖維形態基本上保持一定。
因此，鑑別天然纖維主要是根據纖維外觀形態特徵。許多化學纖維特別是一般合成纖維的外觀形態基本相似，其截面多數為圓形，但隨著異形纖維的發展，同一種類的化學纖維可以製成不同的截面形態，這就很難從形態特徵上分清纖維品種，因而必須結合其他方法進行鑑別。由於各種化學纖維的物質組成和結構不同，它們的物理化學性質差別很大。
因此，化學纖維主要根據纖維物理和化學性質的差異來進行鑑別。
紡織材料（織物）僅由一種紡織纖維構成的為純紡織物；紡織材料（織物）由兩種或兩種以上紡織纖維構成的則為混紡織物、交織織物或復合織物。由於紡織材料的混合、交織使用，及對這些材料的改性或後整理，使得紡織材料的原料鑑別更加複雜化。因此，需對紡織材料進行全面的鑑別。
鑑別紡織材料所含原料的主要方法有：手感目測法、燃燒鑒別法、顯微鏡鑒別法、溶解鑒別法、熔點鑒別法。此外，還有紅外吸收光譜鑒別法、著色試驗法、密度梯度法、雙折射率測定法、x射線衍射法等，而後幾種在鑑別實驗中較少應用。
二、 實驗目的
該實驗要求學生通過眼看手摸（手感目測）來觀察、感知纖維的長度、細度及其分布、捲曲、色澤及其含雜型別、剛柔性、彈性、冷暖感等來認識各種纖維。選用科學有效的方法，快速、簡便、正確地鑑別未知的纖維或織物的纖維原料。鑑別纖維是一門實用性很強的技術，在生產、管理、**和新產品分析中經常遇到，鑑別纖維就是要根據各種纖維外觀形態和內在性質的差異，採用物理或化學方法，如手感目測法、顯微鏡法、燃燒法、化學溶解法、著色法、熔點法、紅外吸收譜法等來區別纖維，各種方法的鑑別機理、適用場合及其達到的精度有所不同。
通過實驗使學生掌握不同纖維材料效能與特徵，掌握各種鑑別方法，並能針對不同的纖維設計出合理、快速的鑑別方案，提高學生分析問題、解決問題的能力。本實驗為所有紡織類專業的最基本實驗。
三、 試驗儀器及試樣
試驗儀器：
有普通生物顯微鏡、纖維細度儀、哈氏切片器、纖維熔點儀、多種化學試劑、酒精燈等。
試樣：棉、羊毛、蠶絲、苧麻、粘膠纖維、滌綸、錦綸等各種紡織纖維或織物。並需準備載玻片、蓋玻片、擦鏡頭紙、雙面刀片、火棉膠、甘油和蒸餾水等。
利用哈氏切片器切割10—30μm厚的纖維橫截面試樣。
四、 實驗原理及方法
1、 顯微鏡鑒別法
使用普通生物顯微鏡可以觀察各種纖維的縱向和截面的形態。由於各種纖維有其獨特的形態特徵，因此不僅可以用來鑑別纖維，同時對紗質量和產品性質也有影響。各種纖維的縱向和截面的形態各有不同，如表1-1所列。
化學纖維生產所用的噴絲孔形狀不同，可產出不同截面形狀的纖維，如三角形、五葉形、y形、中空形等。
將纖維縱向與橫截面放置在顯微鏡下，觀察其外觀形態、縱向形態及橫截面的情況，對照纖維的標準顯微**或標準資料鑑別未知纖維的類別。此方法可用於各種純紡、混紡、交織織物中纖維的鑑別，是廣泛採用的一種方法。但對於化學纖維的具體品種的鑑別比較困難，特別是異形仿天然纖維的進一步應用，使鑑別問題更加突出，必須與其他方法結合才能鑑別。
表1-1 各種紡織纖維的縱向和截面形態特徵
2、燃燒鑒別法
燃燒法是鑑別纖維的常用方法之一，它是利用纖維的化學組成不同，其燃燒效能也不同來區分纖維的種類。取一小束待鑑別的纖維，用鑷子夾住，緩慢地移進酒精燈火焰，仔細觀察纖維接近火焰、在火焰中和離**焰後的燃燒狀態，燃燒時發出的氣味，以及在燃燒後的灰燼特徵，對照纖維燃燒特徵表，粗略地鑑別其類別。
燃燒法實用於純紡產品，不適用於混紡產品或經過防火、防燃及其他整理的纖維和紡織品。幾種常見的纖維的燃燒特徵見表1-2。
表1-2 幾種常見的纖維燃燒特徵
3、溶解鑒別法
溶解法是利用各種纖維在不同的化學溶劑中的溶解效能來鑑別纖維的方法，它適用於各種紡織纖維，包括染色纖維或混紡成分的纖維、紗線與織物。此外沒，溶解法還廣泛用於分析混紡產品中的纖維含量。
對單一成分的纖維，鑑別時可將少量待鑑別的纖維放入試管中，注入某種溶劑，用玻璃棒攪動，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，則可放在顯微鏡載台物上放上具有凹面的載玻片，然後在凹面處放入試樣，滴上溶劑，蓋上玻璃片，直接在顯微鏡中觀察，根據不同的情況，判別纖維類別。
有的溶劑需要加熱，此時要控制一定的溫度。
由於溶劑的濃度和加熱溫度不同，對纖維的溶解效能也表現不一，因此在用溶解法鑑別纖維時，應嚴格控制溶劑的濃度和溫度，同時也需要注意纖維在溶劑中的溶解速度。常見纖維的溶解效能見表1-4
表1-4常見纖維的溶解效能
注：s—溶解；ss——微溶；p——部分溶解；i——不溶解
4、藥品著色法
藥品著色法是根據各種纖維對某種化學藥品的著色效能不同來迅速鑑別纖維品種的方法。此法實用於未染色的纖維或純紡紗線和織物。鑑別紡織纖維用的著色劑和通用著色劑兩種。
前者用以鑑別某一類特定纖維，後者是有各種染料混合而成，可對各種纖維染成各種不同的顏色，然後根據所染顏色的不同鑑別纖維。通常採用的著色劑有碘-碘化鉀溶液和hi纖維鑑別著色劑。
碘-碘化鉀溶液是將碘20g溶解於100ml的碘化鉀飽和溶液中，把纖維浸入溶液中0.5—1min，取出後水洗乾淨，根據著色不同，判別纖維品種。hi纖維鑑別著色劑是東華大學和上海印染公司共同研製的一種著色劑。
具體鑑別時可將式樣放入微沸的拙澀溶液中，沸染1min，時間從放入試樣後染液微沸開始計算。染完後倒去染液，冷水清洗，涼幹。對羊、絲和錦綸可採用沸染3s的方法，擴大色相差異。
染好後的標準樣對照，根據色相確定纖維類別。幾種紡織纖維的著色反應見表1-3。
表1-3 幾種紡織纖維的著色反應
5、熔點法
熔點法是根據化學纖維的熔融特性，在化學熔點儀上或在附有熱臺和測問裝置的偏光顯微鏡下，觀察纖維消光時的溫度來測定纖維的熔點，從而鑑別纖維。由於某些化纖的熔點比較接近，較難區分，又有些纖維沒有明顯的熔點/、。因此，熔點法一般不單獨應用，而是作為證實某種纖維的輔助方法。
幾種化學的熔點見表1-5。
表1-5幾種化學纖維的熔點
6．比重法
利用各種纖維比重的特點來鑑別纖維的方法。通常採用密度梯度法測定纖維的比重，然後根據測得的纖維比重，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組成及其排列有關，不同纖維具有不同的折射率和雙折射。因此，可用測定纖維雙折射來鑑別各種紡織纖維。纖維的折射率和雙折射測定通常應用液體侵沒法和補償法。
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部結構的方法。由於各種纖維的內部結構具有不同特徵性，因而也可用來鑑別纖維，用紅外吸收光譜法鑑別纖維更有效。
當x射線照射到纖維結晶區時，x射線被晶體的原子面所衍射，其衍射角度決定於x射線的波長和晶體中原子晶面之間的距離。由於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準的纖維衍射圖相對照，從而鑑別未知纖維的品種。
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