典型纺织纤维材料红外和太赫兹光谱的研究

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1、浙江理工大学硕士学位论文典型纺织纤维材料的红外和太赫兹光谱研究摘要红外光谱是由分子中振动能级的跃迁而产生的，分子中基团的振动和转动频率都是在红外阶段，是_二种常用的检测手段。太赫兹辐射是上世纪末兴起的一种辐射源，其光谱特征对物质分子间弱的作用力、大分子骨架振动、晶格振动等具有较强的敏感性，所以目前被广泛地用于物质的探测及化合物内部结构分析。论文应用红外光谱和太赫兹光谱对几组同类天然纤维和化学纤维进行了光谱分析，实现了部分同类纤维的鉴别：对几种不同纤维织物和相同纤维不同紧度织物进行了太赫兹光谱测试，探讨了织物种类及结构与其在太赫兹波段共振特性之间的

2、关系，为太赫兹光谱在安检中的进一步应用提供了理论依据；基于量子化学理论对几种化学纤维的乒体进行了理论模拟，探明了涤纶、锦纶、腈纶在远红外、太赫兹波段的共振机理。研究结果表明，太赫兹光谱在同类纤维鉴别领域具有一定的应用前景，而织物与纤维在太赫兹波段共振机理的研究，为太赫兹光谱在安检中的应用提供了一定的依据，进而推动太赫兹技术在纺织领域的应用。论文的主要研究工作如下：l、采用红外光谱对不同加工工艺的三类涤纶纤维(POY，FDY，DTY)进行了定量测试并加以分析，结果表明，三种纤维在红外波段的吸收峰位置相同，但由于三者的结晶度和取向度存在差异，导致吸收

3、峰面积具有明显差别，因此可以基于吸收强度的不同实现对三者的鉴别；2、应用红外光谱和太赫兹光谱对三组同类纤维(大麻和苎麻，白棉和棕棉，羊绒和紫绒)进行了测试、分析，结果表明，由于同类纤维具有相同的官能团和振动基团，红外光谱不能从图谱中直观地反应它们的差异，而太赫兹光谱对分子间弱的作用力、大分子骨架振动等具有较强的敏感性，可以有效的对同类纤维实现鉴别；3、对几种纤维织物及三种不同紧度的蚕丝织物进行太赫兹光谱测试、分析，探讨了织物种类及结构与其在太赫兹波段共振特性之间的关系。结果表明：不同纤维织物其太赫兹光谱的吸收特性不同，但各种织物在太赫兹波段的吸收

4、系数均随频率增加而增加。对于相同材料不同紧度的织物，其在太赫兹波段的吸收系数也有差异，其中在低频阶段太赫兹光谱的吸收系数与织物的紧度成正向关系，在高频阶段成反向关系；4、基于量子化学理论采用Gussian03软件利用密度泛函理论对涤纶、锦纶和腈纶三种化浙江理1j大学硕士学佗论文学纤维的循环单体在0～18THz频域内的共振特性进行了理论分析，结合实验和理论模拟光谱，对它们在此波段的振动频率进行了归属，探明了三种纤维在太赫兹波段的共振机理。．关键词：太赫兹光谱；纺织纤维；织物；纤维循环单体；理论模拟浙江理：『=人学硕士学位论文StudyontheTH

5、zandInfraredSpectroscopyofTypicalTextileFiberMaterialsAbstractInfraredspectrumemergewhenvibronicleveltransitinmolecule，whichisoneofthenormaldetection．Thevibrationandrotationalfrequencyofperssadarebothintheinfraredband．THzradiationnewlydevelopedattheendoflastcentury，havingmany

6、uniqueadvantages．Itissensitivetotheweakforcebetweenmolecules，skeletalvibrationandlatticevibration．Soitiswidelyusedindetectionofmaterialsandanalysisofmoleculestructure．Inthispaper，wedetectedseveralgroupsofnaturalfibersandchemicalfiberswithinfraredspectroscopyandTHzTime-Domains

7、pectroscopy，analyzedtheirspectralcharacterinthisband，andidentifiedthefibersofsamecategory．WealsodetectedseveralfabricsofdifferentmaterialsandthreesilkfabricsofdifferentcompactnesswithTime-Domainspectroscopy，discussingtherelationshipbetweendescriptionandcompactnessoffabricsand

8、THzspectracharacter，whichsetatheoreticalfoundationfortheapplicationo