[發明專利]一種基于拉曼光譜定性鑒別紡織纖維的方法

無效

• 申請號: 200710160388.1
• 申請日: 2007-12-21
• 公開（公告）號: CN101187635A
• 公開（公告）日: 2008-05-28
• 發明（設計）人: 戴連奎;包鑫;吳儉儉
• 申請（專利權）人: 浙江大學;浙江出入境檢驗檢疫局檢驗檢疫技術中心
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 韓介梅

技術領域

本發明屬于紡織材料領域，具體地說涉及一種利用激光拉曼光譜對紡織纖維進行定性鑒別的方法。

背景技術

我國作為紡織大國，其紡織品出口量占世界第一。對各地出入境檢驗檢疫局而言，紡織品出口檢驗工作繁重，而紡織品纖維含量檢測又是法定檢驗的重要項目。目前，在紡織品含量定性分析中，一般采用下列紡織行業標準：

FZ/T?01057.1-1999《紡織纖維定性鑒別??一般說明》；

FZ/T?01057.2-1999《紡織纖維定性鑒別??燃燒試驗方法》；

FZ/T?01057.3-1999《紡織纖維定性鑒別??顯微鏡觀察方法》；

FZ/T?01057.4-1999《紡織纖維定性鑒別??化學溶解方法》；

FZ/T?01057.5-1999《紡織纖維定性鑒別??著色試驗方法》；

FZ/T?01057.6-1999《紡織纖維定性鑒別??含氮和含氯呈色試驗方法》；

FZ/T?01057.7-1999《紡織纖維定性鑒別??熔點試驗方法》；

FZ/T?01057.8-1999《紡織纖維定性鑒別??紅外吸收光譜試驗方法》。

上述標準明確規定了對紡織纖維定性檢驗的方法，如顯微鏡觀察法、燃燒法、化學溶解法、熔點試驗法、紅外光譜分析法等。

在目前實驗室常用的檢驗方法中，顯微鏡觀察、燃燒等方法判斷織物都有一定的局限性，只能定性鑒別天然纖維或合成纖維大類；對于大部分織物，尤其是合成纖維的混紡織物，只能采用化學溶解法進行判斷。而采用化學溶解法進行分析時，常需使用劇毒的有機溶劑，如苯酚、二甲基甲酰胺等，不僅對實驗人員身體健康有害，污染大氣環境，而且操作繁瑣，耗時很長。因此無論從工作環境還是效率來說，都不能令人滿意。紅外吸收光譜法雖然能準確定性鑒別紡織纖維，但對測試環境溫濕度要求相當高，樣品制作也很麻煩，檢測周期較長，不能滿足快速檢測的要求。

為此，如何在人力、試驗場地、試驗儀器等有限的條件下，采用環保、快速的檢驗方法有效而準確地檢測紡織品纖維含量，已成為各類紡織品檢驗實驗室一直追求的目標。

發明內容

本發明的目的在于提供一種無損、環保而快速的基于拉曼光譜定性鑒別紡織纖維的方法，以解決現有技術存在的局限。

本發明所提出的基于拉曼光譜定性鑒別紡織纖維的方法，包括以下步驟：

1)用拉曼光譜儀直接獲取紡織品的激光拉曼譜圖；

2)對紡織品的拉曼譜圖進行基線校正，消除熒光背景；

3)對基線校正后的拉曼譜圖進行最大值歸一化，再利用紡織品譜圖特征峰對紡織纖維進行定性鑒別。

然而，激光拉曼光譜易受多種干擾影響，例如：熒光背景、激光器光強、光檢測器與面料之間的距離、光檢測器靈敏度與分辨率等。為盡可能減少熒光背景的干擾，拉曼光譜儀的激發光源宜選用中心波長處于785～1064nm之間的近紅外窄帶穩頻激光器。為確保特征峰清晰，宜選用分辨率小于10cm^-1的拉曼光譜儀。

本發明中所說的基線校正，其步驟如下：

1)采用移動窗口多項式微分算法，求取原始拉曼譜圖的一階微分光譜；

2)對一階微分光譜進行自動分段，除起點與終點外，中間分段點的選擇應滿足：每個分段點的鄰域內不存在有效譜圖信號，所說的領域是指以該點為中心、半窗寬為w的2×w+1個數據；

3)對一階微分分段光譜進行零均值化變換，設某段一階微分光譜為{d(k)|k＝i₁，i₂，L，i_n}，變換后的一階微分光譜為{d(k)-d₀|k＝i₁，i₂，L，i_n}，其中d₀為該段一階微分光譜的算術平均值，in為光譜數據點數；

4)對分段零均值化的微分光譜進行積分運算，獲得基線校正后的拉曼光譜。

本發明的有益效果在于：該鑒別方法需要樣品量少，樣品無需前處理，測試時間短，測試結果準確，測試過程對樣品無損，不產生化學污染物，具有實用價值，適宜于對各類紡織品的纖維定性鑒別。

附圖說明

圖1是用拉曼光譜儀直接獲取的六種被測紡織纖維的拉曼光譜，其中：a)為純棉，b)為錦綸，c)為滌綸，d)為晴綸，e)為羊毛，f)為真絲；

圖2純棉拉曼光譜的處理過程，其中：a)中虛線為一階微分光譜，b)為經基線校正后的拉曼光譜；