紡織纖維的吸收光譜及用途

各種紡織纖維對不同波長(cháng)（或每厘米波數）紅外輻射的吸收程度是不同的，因此當不同波長(cháng)（或波數）的紅外輻射依次照射到樣品纖維時(shí)，由于某些波長(cháng)的輻射能被樣品纖維選擇吸收而減弱，從而形成紅外吸收光譜。通常用透射率（或吸收率）與波長(cháng)（或波數）所作的紅外吸收光譜曲線(xiàn)來(lái)表征各種纖維的紅外吸收光譜，一般，圖中縱坐標表示透過(guò)率百分數；橫坐標表示每厘米波數，它與波長(cháng)成倒數關(guān)系。
' R* B0 y/ ?9 d5 y6 H由于不同物質(zhì)具有不同的分子結構，從而會(huì )吸收不同的紅外輻射能量而產(chǎn)生相應的紅外吸收光譜，因此用儀器測繪纖維試樣的紅外吸收光譜，然后根據各種纖維的紅外特征吸收峰位置、數目、相對強度和形狀（峰寬）等參數，就可推斷出試樣纖維中存在的基團和價(jià)鍵，并確定其分子結構，這就是紅外吸收光譜的定性和結構分析的依據。同一物質(zhì)不同濃度時(shí)，在同一吸收峰位置具有不同的吸收峰強度，在一定條件下試樣物質(zhì)的濃度與其特征吸收峰強度成正比關(guān)系，這就是紅外吸收光譜的定量分析依據。
3 v- @4 M0 ]" F" @! z& X' ]: h紡織纖維的紅外光譜分析主要用于纖維鑒別，紅外光譜鑒別主要是“測譜”和“讀譜”，測譜即實(shí)測待檢樣品；讀譜則是對已測紅外光譜圖進(jìn)行特征峰的確定或直接與已知譜圖進(jìn)行比對。目前讀譜可以根據已有的實(shí)樣圖譜對照，也可以由計算機圖譜直接完成識別。下圖給出了部分常見(jiàn)紡織纖維的紅外光譜圖。

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部分紡織纖維的紅外光譜基本特征

高能量光子被物質(zhì)吸收后，若其能量高于外層電子的能級時(shí)，將可能激活原子發(fā)射較低能量的光子。因此，在近紫外光源照射下，不少物質(zhì)將會(huì )輻射可見(jiàn)光和紅外光的發(fā)射譜，則這些人眼也能觀(guān)察并分辨物質(zhì)激發(fā)的可見(jiàn)光，稱(chēng)為熒光。不少物質(zhì)在紫外線(xiàn)照射停止后，仍能繼續發(fā)射一些可見(jiàn)光，稱(chēng)為磷光。一些常用纖維的熒光和磷光見(jiàn)表。
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紡織纖維的熒光和磷光

纖維品種	熒光顏色	磷光顏色	磷光半衰時(shí)間（ｓ）
成熟棉	淡黃	淡黃	２０
未成熟棉	淡藍	淡黃	１７
絲光后棉	淡紅	淡黃	２７．５
綿羊毛（凈毛）	淡黃	暗	—
桑蠶絲（脫膠后）	淡藍	淡黃	２３．５
黃麻（熟）	淡黃	黃	１５
亞麻（原麻）	紫褐	暗	—
黏膠纖維	白帶紫光	黃	１０
錦綸	淡藍	淡黃	２２．５
滌綸	白帶藍光	白帶藍光	２５．３
轉基因熒光桑蠶絲	綠色	綠色	—
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1 C  _/ r% Y* @" z由于各種合成纖維是由相同結構的單體聚合形成的高分子化合物，因此它們具有相同的基本結構單元，即可以根據它們的官能團在特征頻率區中的吸收峰位置基本確定其結構。天然纖維的情況比合成纖維復雜，因此僅靠對特征頻率區吸收峰的分析還不夠準確。纖維素纖維（包括棉、麻等天然纖維和黏膠纖維、銅氨纖維等再生纖維）的基本結構都有羥基（—ＯＨ）、亞甲基（—ＣＨ２—）和苷鍵（—Ｃ—Ｏ—），而不同種類(lèi)的纖維素纖維在指紋區的結構各不相同，如麻纖維中含有半纖維素等其他成分；黏膠纖維、銅氨纖維的聚合度、結晶度要比棉纖維低，則與棉纖維的紅外圖譜相比時(shí)，它們在與結晶度有關(guān)的吸收峰上，明顯比棉纖維弱；天然蛋白質(zhì)纖維包括綿羊毛、山羊絨、駱駝絨、兔毛、牦牛毛、牦牛絨、蠶絲等，情況比較復雜，但由于它們的基本結構是蛋白質(zhì)，含有酰胺鍵，而且在側基上通常含有甲基，因此它們在特征頻率區的共同特點(diǎn)是在３３００ｃｍ－１有氨基（—Ｎ—Ｈ）、１６４０ｃｍ－１有羰基（—Ｃ?Ｏ）、２９６０ｃｍ－１有甲基的伸縮振動(dòng)特征峰，又由于蛋白質(zhì)是由２０多種氨基酸組成的復雜結構，而且不同種類(lèi)的蛋白質(zhì)纖維
其組成中氨基酸種類(lèi)、數量、排列順序以及立體結構都不同，因此只能根據它們在指紋區的特征，結合實(shí)踐經(jīng)驗加以區別。
由于具有全反射及反射光進(jìn)入纖維表面的性質(zhì)，采用高折射率玻璃梯形測塊，可以檢測出纖維表面０．５～０．７μｍ厚度薄層中的紅外吸收光譜，并由此可以分析纖維表面薄層中的成分和結構特征，則此光譜可稱(chēng)為表面全反射紅外光譜。