显微镜—仪器仪表微观察技术在棉纺织业应用
发布时间 2012-01-03

不论何种纤维,其结构上是具有固定的特征,而此特征亦是纤维的本质属性,不同的纤维有着其不同之物理性及化学性,此等性质亦是决定着该种纤维的使用特征,这些特性原于纤维本身的结构及内含,我们可以由纤维之外形至内层,甚至由深入至纤维分子组成之形态,观察纤维的结构,了解纤维基本单元相互之作用及排列形式。结构内含直接影响着纤维各项性质的内在原因。探索纤维的基本特性,在现时开发化学纤维之新型纤维上,已被广泛利用,而天然纤维则较少应用。纤维微观察之发展:纤维微型观察结构研究,由19世纪至近代三四十年内,不论是理论上,分析方法上,仪器发展上都大有突破,尤其各种新型纤维之诞生,从宏观结构进入微观结构领域,已达新纪元。.随着各种光学显微镜及其技术之创新,令微观察技术应用在纤维鉴别法上更为成熟。

(一)微观光学仪及各项方法之发展现今各类光学仪器,林林总总,配合不同需要及不同工艺,例如:

(1)扫瞄电子显微镜SEM(SCANNINGELECTRONMICROSCOPE)—由光学系统及扫瞄系统,信号检测系统和图像显示系统,记录系统等组成。电子束从电子枪射出后,经磁透镜聚焦,并受到两组扫描线圈的偏转作用,然后投射到试样上作光栅状扫描的细电子束,在显像管的荧光屏得到图像信息。其图像立体感强,试样厚度无限制。

(2)透射电子显微镜TEM(TRANSMISSIONELECTRONMICROSCOPE)—由电子枪,聚光镜等成像系统及图像和记录系统组成。

(3)扫瞄隧道显微镜STM(SCANNINGTUNNELLINGMICROSCOPE)

(4)原子力显微镜AFM(ATOMICFORCEMICROSCOPE)

(5)偏振光显微镜(POLARIZEDMICROSCOPE)—能使光线产生偏振,并在偏振之下观察微细结构的显微镜。可测量纤维的双折射和取向度。

(二)纤维结构鉴别法:

(1)X射线和电子衍射法(X-ray&Electrondiffraction)—可利用X射线照射不同纤维时所得的衍射图像的差别来鉴别各类纤维。

(2)红外光谱法(Infre-red)—利用各种纤维的特征及化学基团,在红外线光谱中,具有的特征及吸收谱带来鉴别纤维。

(3)紫外光(Ultraviolet),荧光(Fluorescence)—利用不同元素发射的荧光X射线的波长各有不同,再利用光谱分析。

(4)核磁共振法NMR(Nuclearmagneticresonance)—由自旋动量或角动量不为零的原子核,在恒定的外磁埸中,其核磁矩可取各种量子化的方位,在另一个给定频率的电磁波作用下,原子核的磁能级之间所发生的共振跃迁现象,可以分析分子内原子团或原子排列的顺序和化学键的性质。

(5)其它,如喇曼光谱法(Ramanspectrum),表面分析法(Surfaceanalysis)等。加上各种电子显微术(Electronmicroscopy)等。

纤维亦可由物理性及化学性能推测纤维结构,其方法:

(a)有热分析法(Thermalanalysis),动态和断裂力学法:是在过程控制温度下,测量物质的物理性质与温度关系的一种技术,在化学纤维领域上,应用最多的常用方法,例如,测试质量变化有热重法(TG)及逸出气分析(EGA),测试温度变化有差热分析(DTA),测试热含变化有示差扫描量热法(DSC),测试尺寸变化有热膨胀法,测试力学特性有热机械分析(TMA),及动态机械分析(DTMA),测试光学特性有热光学法。

(b)质谱分析法(Massspectrometry):试样经离子化后,形成质谱的分析方法。

可以测定有机物分子量及结构方式,以及鉴定有机物及其结构,通过离子感光板取得强度不同的谱线,称为质谱图,根据质谱图可叛断物质的分子量和结构型式。

随着器材及方法之创新,使大家对各种纤维深入了解,微观察技术应用在纤维鉴别上外,更可利用了解纤维的各项特性结构,从而在后工序上作配合性改良,使能生产更优质之纱线及织物,从而对纺织业上作进一步之发展。

    天然纤维以棉纤维为主,占整个纺织产业的比例很大,棉纺业之发展,除机械上,工艺上之改良,棉花之质量结构,直接影响着成纱之各项物理指标,现用之各项检测仪器,方法,及标准,祇能提供一些数据,大都是平均值,而纺厂按数据控制生产工艺,往往未能了解该批棉纤真正情况,各批棉纤之特性是否接近而配搭,引致成纱后问题出现。

                                                                          来源:中国化工仪器网

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