纺织品近红外综述

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1、近红外光谱分析技术用于纺织品面料定量分析的研究1刖目在纺织品检测屮，纤维成分的定量分析是一项非常重要的检测内容，作为第三方的监督或质量认证部门，必须拥有准确、快速、环保的检测手段与仪器，来满足市场需求。然而，现有的纺织品成分定暈方法（显微镜法、化学溶解法、手工拆分法）检测周期长，检测步骤繁琐，化学试剂有毒有害，对环境造成污染人,同时检测过程对样品是一定的破坏性。因此为了满足生产、贸易和消费的需要，研究和开发一种快速、简捷、无须化学药剂的检测方法和仪器是长期以來纺织检测技术人员所期待的，也是全球性纺织品成分检测的重人需求。近研究屮，一些新

2、检测方法层出不穷，而检测周期短，操作方便，红外光谱分析技术（NIR）便是其屮一种。红外光谱区介于可见光和红外之间，按ASTM定义波长范围是780nm-2526mn的电磁波。近红外谱区的信息量非常丰富，主要吸收来源于有机物含氢基团的倍频和组合频吸收。NIR用于定性分析主要依据“相似相聚”的原理，通过不同的模式识别方法将同类样品聚在一起，对不同的样品进行分离，从而对样品的类别进行判定；定量分析是利用化学计量学方法将样品的光谱数据与待检测样品组份的经典检测值之间建立数学关系，从而对未知样品进行预测。近红外光作为一种简单、快速、非破坏性的定量分

3、析方法、并能同时测定多组分样品屮各组分的含量，非常适于纺织材料的表征和鉴定。随着近红外光谱技术的发展，在纺织工业屮应用近红外光谱技术进行质量监督、定量和定性分析织物的组分级物理参数等越来越广泛。近红外光谱在纺织品定性分析主要结合模式识别方法可以区别和鉴定不同聚合物的状态和性质。2近红外光谱分析技术用于纺织品面料定量分析2.1棉类混纺面料定量分析法国Ruckebush，C.等人收集了318个棉与聚酯混纺的纺织品样品，使聚酯与棉比例范围覆盖达到0-100%。采用近红外分析仪，在每个样品每个面选取不同的位置测试，利用多波长光谱数据采用偏最小二

4、乘法结合遗传学算法建立校正模型来分析了棉涤纶纤维比例，对棉的含量测试结果的预测标准差为2.3%。冯红年等人就涤纶和棉的混纺面料进行定量检测，研宄发现1000nin-L300mn光谱波段是近红外光谱的二级倍频区，信息较弱，并且受到染料的影响而不被采用。在这测试中选择了50个含量不同的涤棉混纺样品，根据根据均匀分布原则，选出30个特征含量样品作为回归样品，剩余的20个作预测使用，用来检验所建模型的好坏，棉和涤纶的检测精度为6%。用逐步回归法挑选出棉和涤纶的最佳回归波长，并在1300nm-1800nm波段建立的模型采用逐步回归法，对面料的棉和

5、涤纶含量进行了定量分析，得出分析结果。样品中某种待测成分的特征波长在一定的范围内有一定的偏差，但不会脱离待测成分的特征吸收谱带，这说明了近红外方法可以用于快速准确地检测面料的化学成分及含量。Wayne等人经过研宄，选用3〜4个波长进行回归就能准确的测定两者的比例，在实际的含棉量和近红外分析结果间进行相关分析，相关系数达0.99,预测标准差为0.85。王动民采用近红外光谱技术对50个棉-涤混纺面料进行了分析，利用一阶导数、二阶导数、Savitzky-Golay滤波等方法对光谱预处理，分析了纺织面料中棉成分的吸收特征，同时结合偏最小二乘法，

6、建立了定量分析面料中棉含量的模型。试验结果表明，定标均方差和预测均方差分别达到了0.022和0.018,分析误差控制在±0.05以内，基本满足了纺织领域快速定量检测的精度需求，为纺织品成分的定量分析提供了可靠、高效、绿色无损的检测手段。杨萌利用46个棉-氨样品建立了分析精度较高的用于检测棉-氨混纺面料中氨纶含量的近红外光谱分析模型，试验结果表明，相关系数达到0.99。桂家祥等人为了能将NIR应用于实际检测中，本研究利用PLS法建立了棉-聚酯、锦-氨、聚酯-氨、棉-氨等16种常见纺织品的系列定量分析模型，并针对每类纺织品的颜色、厚度、结构

7、等因素进行深入研究，采用分段建模方法建立了定量分析模型，试验结果表明模型的判定标准是指模型预测结果与经典结果的误差在土3范围内，判定为正确，否则为错误。结合统计学的理论，试验结果证明所建定量模型的预测结果与经典方法间不存在显著差异。2.2毛织物的混纺面料定量分析李晓薇等人用混纺毛织品的原料（纯羊毛、粘胶、涤纶）依不同的比例混合后作为标准样品，样品光谱在BRUKER公司的22N型傅里叶变换近红外光谱仪上用直径3mm的微量漫反射池取得，用五点三次平滑与二阶导数对光谱预处理，偏最小二乘法（PLS）分析标样集中近红外预测值与实际值之间的相关系数

8、0.982,对待测样品检验结果，预测值变异系数为4.1%。实验证明这样的数学模型可以用于预测不同颜色（染料）的混纺毛织成品，并得到了较好的结果。赵国梁等人利用近红外技术进行羊毛羊绒的鉴别分析，选用的波长为4