纺织纤维的吸收光谱及用途

各种纺织纤维对不同波长（或每厘米波数）红外辐射的吸收程度是不同的，因此当不同波长（或波数）的红外辐射依次照射到样品纤维时，由于某些波长的辐射能被样品纤维选择吸收而减弱，从而形成红外吸收光谱。通常用透射率（或吸收率）与波长（或波数）所作的红外吸收光谱曲线来表征各种纤维的红外吸收光谱，一般，图中纵坐标表示透过率百分数；横坐标表示每厘米波数，它与波长成倒数关系。
, U/ t/ _1 e. M8 r由于不同物质具有不同的分子结构，从而会吸收不同的红外辐射能量而产生相应的红外吸收光谱，因此用仪器测绘纤维试样的红外吸收光谱，然后根据各种纤维的红外特征吸收峰位置、数目、相对强度和形状（峰宽）等参数，就可推断出试样纤维中存在的基团和价键，并确定其分子结构，这就是红外吸收光谱的定性和结构分析的依据。同一物质不同浓度时，在同一吸收峰位置具有不同的吸收峰强度，在一定条件下试样物质的浓度与其特征吸收峰强度成正比关系，这就是红外吸收光谱的定量分析依据。
纺织纤维的红外光谱分析主要用于纤维鉴别，红外光谱鉴别主要是“测谱”和“读谱”，测谱即实测待检样品；读谱则是对已测红外光谱图进行特征峰的确定或直接与已知谱图进行比对。目前读谱可以根据已有的实样图谱对照，也可以由计算机图谱直接完成识别。下图给出了部分常见纺织纤维的红外光谱图。

部分纺织纤维的红外光谱基本特征

- F: e* a; |4 \9 w6 }% X) l: d  ?0 U由于各种合成纤维是由相同结构的单体聚合形成的高分子化合物，因此它们具有相同的基本结构单元，即可以根据它们的官能团在特征频率区中的吸收峰位置基本确定其结构。天然纤维的情况比合成纤维复杂，因此仅靠对特征频率区吸收峰的分析还不够准确。纤维素纤维（包括棉、麻等天然纤维和黏胶纤维、铜氨纤维等再生纤维）的基本结构都有羟基（—ＯＨ）、亚甲基（—ＣＨ２—）和苷键（—Ｃ—Ｏ—），而不同种类的纤维素纤维在指纹区的结构各不相同，如麻纤维中含有半纤维素等其他成分；黏胶纤维、铜氨纤维的聚合度、结晶度要比棉纤维低，则与棉纤维的红外图谱相比时，它们在与结晶度有关的吸收峰上，明显比棉纤维弱；天然蛋白质纤维包括绵羊毛、山羊绒、骆驼绒、兔毛、牦牛毛、牦牛绒、蚕丝等，情况比较复杂，但由于它们的基本结构是蛋白质，含有酰胺键，而且在侧基上通常含有甲基，因此它们在特征频率区的共同特点是在３３００ｃｍ－１有氨基（—Ｎ—Ｈ）、１６４０ｃｍ－１有羰基（—Ｃ?Ｏ）、２９６０ｃｍ－１有甲基的伸缩振动特征峰，又由于蛋白质是由２０多种氨基酸组成的复杂结构，而且不同种类的蛋白质纤维
其组成中氨基酸种类、数量、排列顺序以及立体结构都不同，因此只能根据它们在指纹区的特征，结合实践经验加以区别。
由于具有全反射及反射光进入纤维表面的性质，采用高折射率玻璃梯形测块，可以检测出纤维表面０．５～０．７μｍ厚度薄层中的红外吸收光谱，并由此可以分析纤维表面薄层中的成分和结构特征，则此光谱可称为表面全反射红外光谱。

高能量光子被物质吸收后，若其能量高于外层电子的能级时，将可能激活原子发射较低能量的光子。因此，在近紫外光源照射下，不少物质将会辐射可见光和红外光的发射谱，则这些人眼也能观察并分辨物质激发的可见光，称为荧光。不少物质在紫外线照射停止后，仍能继续发射一些可见光，称为磷光。一些常用纤维的荧光和磷光见表。
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纺织纤维的荧光和磷光

纤维品种	荧光颜色	磷光颜色	磷光半衰时间（ｓ）
成熟棉	淡黄	淡黄	２０
未成熟棉	淡蓝	淡黄	１７
丝光后棉	淡红	淡黄	２７．５
绵羊毛（净毛）	淡黄	暗	—
桑蚕丝（脱胶后）	淡蓝	淡黄	２３．５
黄麻（熟）	淡黄	黄	１５
亚麻（原麻）	紫褐	暗	—
黏胶纤维	白带紫光	黄	１０
锦纶	淡蓝	淡黄	２２．５
涤纶	白带蓝光	白带蓝光	２５．３
转基因荧光桑蚕丝	绿色	绿色	—
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