项目3 纺织检测技术发展

【学习目标】

1.了解现代纺织品检测技术发展趋势。

2.了解现代分析测试技术在纺织品检测中的应用。

一、现代纺织品检测技术的发展趋势

生态纺织品标准体系的基本框架主要由两大部分组成：一是在对有害化学物质可能对人体健康造成的危害进行评估的基础上，建立有害物质限量及相关产品标准；二是与上述限量及产品标准相配套的有害物质检测及相关试验方法标准。

从检测内容来看，现代纺织品检测技术今后的发展方向将侧重生态纺织品检测。只要是涉及纺织品安全健康，以及生态环保方面的检测，都已被国外发达国家和地区视为首要检测项目。欧洲一些国家和地区，通过实施近十年来的生态纺织品标准（Oeko-Tex Standard 100），更加完善了纺织品的安全性能检测体系。为了与REACH法规的实施相配合，许多发达国家和地区进一步对纺织品所使用的化学品物质以及配置品进行鉴别。近年来，美国加大了对儿童用品铅含量的控制。日本对纺织品甲醛含量的控制则更加严格，该国家标准明确规定进口幼儿服装绝对不能有甲醛成分。在欧洲等发达国家和地区，挂有生态标签的纺织产品是当地大多数人的选择对象，生态纺织品在未来的国际纺织品市场中将成为主流产品。

科学信息技术的发展极大地推动了纺织检测技术的进步。计算机技术、自动化技术、通信技术在纺织检测领域的应用，极大地提升了现代纺织检测的手段与能力。目前，纺织检测设备的功能日趋完善，仪器的智能化、自动化程度越来越高，向着多功能、高速、高效率方向发展。利用先进的设备，人们已经能够由对传统原料性能的检验转变为通过对纤维、纱线性能的检验评估，对产品的加工过程和成品质量进行快速可靠的预测。如澳大利亚联邦科学技术研究所（CSIRO）的Sirolan纱线检测仪成套设备能从棉条性质预测纱线质量，缩小了从纤维到织物质量预测和质量控制的差距。测试试验室向网络化发展，一些大型仪器厂商，如乌斯特公司已在开发基于计算机网络技术的试验仪器数据分析系统。利用该系统可实现试验仪器与中心计算机联网，由中心计算机从所有联网的仪器中获取数据并进行处理，最后将所需结果汇聚在一张实验室报告单上。

二、新技术在纤维检测中的应用

随着科学技术的发展，一些新型技术开始进入定性定量分析领域。

1.拉曼光谱法 拉曼光谱是一种散射光谱，拉曼光谱分析法是基于拉曼散射效应，对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息，并应用于分子结构研究的一种分析方法。拉曼光谱是一种纯粹的光学检测方法，需要样品量少，无须前处理，测试时间短，对样品无损，不产生化学污染物。依据不同纤维的拉曼光谱指纹特性，可以完成对其定性分析的目的。

2.近红外光谱法 近红外光谱区介于可见光与红外之间，波长范围是780～2526nm。近红外光谱法作为一种简单、快速、非破坏性的定量分析方法，能同时测定多组分样品中各组分的含量，且无须大量的样品制备过程，非常适于纺织材料的表征和鉴别。近红外技术在纤维定性定量方面已有大量研究。近红外光谱在不破坏样品的情况下，可以快速鉴别竹原纤维、黏胶纤维、苎麻纤维和桑蚕丝等纤维。

3.蛋白质分析法 基于蛋白质的分析法鉴别羊绒和羊毛，是利用不同动物纤维中某种氨基酸或蛋白质成分的差异进行纤维鉴别，鉴别方法主要有氨基酸分析法和蛋白质分析法。氨基酸分析法是通过甲酸萃取蛋白质，分析羊绒和绵羊毛纤维中甘氨酸和酪氨酸含量的差异进行鉴定的。蛋白质分析法则是利用动物纤维中的Ⅱ型角蛋白N-末端和C-末端结构域的物种特异性差异进行纤维鉴别。

4.DNA分析方法 DNA脱氧核糖核酸（Deoxyribonucleic acid， DNA）在细胞中作为遗传信息的载体，生物体所有的遗传信息都储存在DNA碱基的排列顺序之中，可以通过检测分析DNA来鉴定其物种来源。提取纤维毛干中线粒体DNA，通过PCR扩增线粒体DNA细胞色素b基因的保守区，选择合适的酶切位点分析相应保守区的单核苷酸多态性，根据酶切后片段长度的多态性鉴定纤维的来源，快速、准确地区分山羊绒和绵羊毛。

5.计算机技术的广泛应用 国际上新近推出的一种新型计算机控制的原棉和羊毛线密度快速气流法测定仪，只需3～5g纤维样品。在单纤维强伸度试验中，新型仪器都采用计算机进行数据收集、处理和显示，如隔距长度和断裂伸长率的设置能在设计范围内通过计算机软件事先调节。

6.数字图像处理技术的应用 光学纤维直径分析仪（OFDA）运用数字图像处理技术测定羊毛纤维平均直径和直径分布，每分钟可测试纤维1万根。OFDA的最大价值不仅在测试纤维直径和直径分布，还可测试髓质毛、死毛和纤维的卷曲度。

7.激光技术的应用 澳大利亚的激光扫描仪（Sirolan）同OFDA一样用于羊毛纤维直径的快速测定，所不同的是它采用激光扫描计算机控制技术，利用纤维直径的粗细与硅光电池上检测到激光能量衰减的线性相关性，在数分钟内完成测试的全过程，并打印出纤维直径的平均值、CV值（变异系数）和有效根数及其分布图。

三、现代分析测试技术在纺织品检测中的应用

现代分析测试技术在生态纺织品检测中起到了重要作用。现代分析测试技术发展飞速，用大型仪器进行精密测量的一些手段也得到了普及推广。在生态纺织品检测技术中，色谱技术和原子光谱技术独占鳌头，其中运用最多的是色谱技术。

色谱法是一种分离技术，这种分离技术应用于分析化学中，就是色谱分析。它以其具有高分离效能、高检测性能、分析时间快速而成为现代仪器分析方法中应用最广泛的一种方法。它的分离原理是，混合物中各组分在两相进行分配，其中一相不动，称为固定相；另一相是携带混合物流过此固定相的流体，称为流动相。当流动相中所含混合物经过固定相时，会与固定相发生作用。由于各组分在性质和结构上的差异，与固定相发生作用的大小、强弱也有差异，因此在同一推动力作用下，不同组分在固定相中的滞留时间有长有短，从而按照先后不同的次序从固定相中流出。这种借鉴两相间分配原理而使混合物中各组分分离的技术，称为色谱法。

1.气相色谱 气相色谱法（GC）是采用气体作为流动相的一种色谱法。

气相色谱法采用气相色谱仪进行测试。气相色谱仪的主要组成部分包括色谱柱和检测器。色谱柱作为色谱分离的关键，对分离分析效果的好坏具有直接的作用，目前应用最为普遍的是毛细管色谱柱。检测器有多种，主要有热导检测器（TCD）、火焰离子化检测器（FID）、火焰光度检测器（FPD）、电子捕获检测器（ECD）和质谱检测器（MSD）。

将气相色谱和质谱（MS）串联使用，即将色谱的高分离能力与MS的结构鉴定能力结合起来，便成为GC—MS联用技术。

在纺织品检测方面，主要使用气相色谱和气相色谱质谱联用技术检测染料、农药残留、阻燃剂、挥发性有机物、多环芳烃、富马酸二甲酯（DMF）以及各种纺织助剂等。并且分析结果准确可靠，灵敏度、精密度、线性关系良好，回收率高。

2.液相色谱（LC） 液相色谱（LC）是指流动相为液体的色谱技术。在液体柱色谱法的基础上，引入气相色谱法的理论，这种柱色谱技术称为高效液相色谱法（HPLC）。气相色谱法虽然具有分离能力好、灵敏度高、操作方便等优点，但是受技术条件限制，沸点太高的物质或热稳定性差的物质都难于应用气相色谱进行分析。而高效液相色谱法，只要求试样能制成溶液，而不需要气化，因此不受试样挥发性的限制。对于高沸点、热稳定性差、相对分子质量大（400以上）的有机物，原则上都可以用高效液相色谱法进行分离、分析。

液相色谱配置质谱检测器后即为LC—MS联用技术，质谱部分能够给出每个色谱峰对应的质谱图，也就提供了化合物的分子结构信息。因此，LC—MS联用技术能更好地进行定性分析。LC—MS联用技术的分析范围广，几乎可以检测所有的化合物，比较容易地解决了分析热不稳定化合物的难题；分离能力强，即使被测物在色谱上没有完全分离，但通过特征离子质量色谱图也能分别给出它们各自的色谱图来进行定性定量分析，并且可以给出每一个组分丰富的结构信息和分子量；检测限低，灵敏度高，可以在微克水平下检测样品。通过选择离子检测方式，其检测能力还可以提高一个数量级以上；分析时间快，由于使用的液相色谱柱为窄径柱，缩短了分析时间，提高了分离效果。

因为液相色谱及液相色谱质谱联用技术具有高灵敏性、高准确性、高选择性、宽分析检测范围以及其定性、定量方面的强大功能等特点，已广泛应用于纺织品分析，主要检测甲醛、染料以及各种纺织助剂等。

3.原子吸收光谱分析（AAS） 原子吸收光谱分析（AAS）又称原子吸收分光光度分析，是基于物质所产生的原子蒸气对特定谱线的吸收作用来进行定量分析的一种方法。原子吸收分析技术的主要特点是灵敏度高、稳定性好、使用范围广，可测定70多种元素，加之仪器较简单、操作方便，广泛应用于各个领域，如测定矿物、金属、合金、化工产品、土壤、食品、环境污染等。近几年，分析化学工作者利用这种技术在纺织品分析领域也开展了很多工作，主要用于纺织品中重金属离子的检测。

4.电感耦合等离子体分析技术（ICP） 电感耦合等离子体分析技术（ICP）是以等离子放电方式作为发射光源，常作为原子发射光谱分析中的激发光源。由于物质吸收光的程度与其金属离子浓度存在着线性关系，因此，可以利用外标法对某种元素进行定量分析，适用于纺织助剂中多种重金属元素的快速测定，操作简便，准确度、灵敏度和回收率高。

【复习思考题】

1.写出下列标准的意义。

GB/T 7573—2009：

GB 18401—2010：

FZ/T 12016—2006：

2.比较ISO 9000与ISO 1400。

3.查阅标准SA 8000并分析它对我国纺织企业的影响。

4.查阅新版标准Oeko-Tex standard 100并进行评价。

5.收集整理常用生态纺织品标志并讲述其意义与应用。

6.简述我国生态纺织品的发展。