纺织纤维的鉴别

1实验1显微镜认识各种纤维凡对用来制成纺织制品的纤维称为纺织纤维。纺织纤维细而长，有一定的强度，柔韧而有弹性，耐磨，有一定的抱合力。纺织纤维按其来源分为天然纤维和化学纤维两大类。天然纤维又可分为植物纤维、动物纤维和矿物纤维。植物纤维的主要组成物质是纤维素，所以又称为天然纤维素纤维。植物纤维又分种籽纤维（棉、木棉）、茎纤维（苎麻、亚麻、黄麻等）和叶纤维（剑麻、蕉麻）等。动物纤维的主要组成物质是蛋白质，所以又称蛋白质纤维。它分为毛发（绵羊毛、山羊绒、骆驼毛、兔毛等）和腺分泌物（桑蚕丝、柞蚕丝、蓖麻蚕丝等）。矿物纤维主要有石棉等。化学纤维是经过化学工艺加工和纺丝成形而制得的纺织纤维。按其所用原料和加工方法不同，化学纤维又可氛围再生纤维、醋酯纤维和合成纤维几类。再生纤维是以天然高聚物为原料，经过化学处理与机械加工而再生制得的纤维。如粘胶纤维、富强纤维、铜氨纤维等再生纤维素纤维和再生蛋白质纤维。醋酯纤维是以天然纤维素纤维为原料制成的、组成成分为醋酸纤维素酯的纤维。合成纤维是利用低分子化合物为原料，经过化学合成与机械加工制得的纤维。其主要品种有：聚酯纤维（涤纶）、聚酰胺纤维（锦纶6、锦纶66等）、聚丙烯腈纤维（腈纶）、聚乙烯醇纤维（维纶），聚丙烯纤维（丙纶）及乙烯纤维（氯纶）等。此外，还有玻璃纤维、金属纤维和碳素纤维等。纺织纤维集合体的表现认识，通常应用手感目测方法，根据纤维的外观形态、色泽、手感及手拉强度等的特征来区分天然纤维或化学纤维。例如：天然纤维的长度差异很大，长度整齐度差，而化学纤维的长度一般均较整齐。棉纤维细而柔软，长度短；麻纤维手感较粗硬；羊毛纤维有卷曲、柔软而富有弹性；蚕丝具有特殊光泽，手感特别柔软；化学纤维中的粘胶纤维的干湿强度差异大；而合成纤维用手感目测法较难区别，必须应用其他方法加以区别。认识和鉴别纺织纤维，包括实验1----实验2，共2个实验。一、显微镜认识各种纤维实验的目的要求使用普通生物显微镜观察和认识各种纤维的表面形态及其特征，同时了解普通生物显微镜的构造并掌握正确的使用方法。二、试验仪器和试样试验一起为普通生物显微镜。试样为棉、羊毛、蚕丝、苎麻、粘胶纤维、涤纶、锦纶等各种纺织纤维的切片标本若干。并需准备载玻片、盖玻片、擦镜头纸和蒸馏水等。2三、基本知识表1-1各种纺织纤维的纵向和截面形态特征1、纺织纤维的纵向和截面形态特征使用普通生物显微镜可以观察各种纤维的纵向和截面的形态。由于各种纤维有其独特的形态特征，因此不仅可以用来鉴别纤维，同时对纱质量和产品性质也有影响。各种纤维的纵向和截面的形态各有不同，如表1-1所列。化学纤维生产所用的喷丝孔形状不同，可产出不同截面形状的纤维，如三角形、五叶形、Y形、中空形等。2、显微镜结构普通生物显微镜由底座、镜臂、目镜、物镜、载物台、光阑及集光器等组成，如图1-1所示。显微镜的总放大倍数等于物镜放大倍数和目镜放大倍数的乘积。四、试验方法和程序1、试样准备（观察纤维纵向特征）（1）取试样一小束，手扯整理平直，用右手拇指和食指夹取约20-30根纤维，将夹取端的纤维按在载玻片上，用左手覆上盖玻片，并抽去多余的纤维，是附在载玻片上的纤维保持纤维种类纵向形态截面形态棉有天然转曲腰圆形，有中腔羊毛表面有鳞片圆形或接近圆形，有些有毛髓桑蚕丝平滑不规则三角形苎麻有横节竖纹腰圆形，有中腔及裂缝亚麻有横节竖纹多角形，中腔小黄麻有横节竖纹多角形，中腔较大粘胶纤维纵向有沟槽锯齿形，有皮芯层富强纤维平滑圆形醋酯纤维有1-2根沟槽三叶形或不规则锯齿形维纶有1-2根沟槽腰圆形，有皮芯层腈纶平滑或1-2根沟槽圆形或哑铃形氯纶平滑接近圆形涤纶、锦纶、丙纶平滑圆形3平直。（2）在盖玻片的两对顶角上各滴一滴蒸馏水，是盖玻片粘着并增加视野的清晰度。2、显微镜调节（1）识别显微镜各主要部件的位置，并检查其状态是否正常，包括粗调和微调装置、物镜和目镜移动装置、集光器和光阑等。（2）将显微镜面对北光，扳动镜臂，使其适当倾斜，以适应自己能比较舒适地坐着观察。（3）选择适当倍数的目镜放在镜筒上，竟低倍物镜转至镜筒中心线上，以便调焦。（4）将集光器升至最高位置，并开启光阑至最大，用一目从目镜中观察，调节反射镜，使整个视野明亮而均匀。（5）除去目镜，观察物镜后透镜，调节反射镜和集光器中心，使在物镜后透镜处光线均匀明亮，再调节光阑，使明亮光阑与物镜后透镜大小相一致或小些。（6）装上目镜，用粗调装置将镜筒稍许升高，把试样玻片放载物台上的移动装置中。（7）旋转粗调装置，将镜筒放至最低位置，物镜不触及盖玻片，调节移动装置，是试样移在物镜中心。（8）从目镜下视，旋转粗调装置，缓慢升起镜筒，至见到试样像后，再调节微调装置，是试样成像清晰。（9）若视野中光线太强，可将集光器稍稍降落，但不要随意改动光阑大小，以免影响通过集光器进入物镜的光锥顶角。（10）如果采用高倍物镜，一般先用低倍物镜，然后转动物镜转换器，使高倍物镜代替低倍物镜。此时，只要稍微旋转微调装置，便可得到清晰的物像。（11）为了充分利用高倍物镜的数值孔径，在用高倍物镜观察时，集光器光阑可适当放大些。3、观察纤维（1）显微镜调节完毕后，可在目镜中观察各种纤维的纵向和截面的形态。（2）用笔将纤维形态描绘在纸上，并说明纤维的形态特征。（3）实验完毕，将显微镜擦拭干净，并使镜臂恢复垂直位置，镜筒降至最低位置。五、注意事项（1）必须先把镜筒放至最低位置，再转动粗调装置使物镜逐渐上升找出物像，以保护物镜。4（2）擦盖玻片时，需将其放在载玻片上，不可握在手中擦拭，以免弄碎。（3）观察时，两眼同时睁开，一眼观察，一眼照顾绘图，并可两眼轮流使用，以调节眼睛的疲劳。思考题：1、棉和苎麻的截面形态是否一样，并说明其各自的形态特征？2、在显微镜操作时应注意哪些事项？实验中有何体会？实验2纺织纤维的鉴别一、目的要求根据纺织纤维的外观形态特征和内在性质，采用物理或化学方法，认识并区别各种未知纤维。通过实验掌握鉴别纺织纤维的几种常用方法。纤维鉴别不仅经常用于纤维集合体的识别，而且经常用于区别纱线织物以及混纺制品的纤维组成。二、试验仪器和试样试验仪器为普通生物显微镜。试样为各种未知纤维、纱线或织物。使用的化学试剂有盐酸、硫酸、间甲酚、氢氧化钠、二甲基甲酰胺、二甲苯等及碘——碘化钾溶液。并需备载玻片、盖玻片、酒精灯及试管等。三、基本知识纺织纤维的种类很多，随着化学纤维的大量发展，混纺和交织的纺织品也日益增加，而纺织品的性能与组成该纺织品的纤维性能密切相关。因此，在纺织生产管理或产品分析中，对纤维进行科学鉴别就更为重要。各种纺织纤维的外观形态或内在性质有相似的地方，也有不同之处。纤维鉴别就是利用纤维外观形态或内在性质差异，采用各种方法把它们区分开来。各种天然纤维的形态差别较为明显，而同一种类的纤维形态基本上保持一定。因此，鉴别天然纤维主要是根据纤维外观形态特征。许多化学纤维特别是一般合成纤维的外观形态基本相似，其截面多数为圆形，但随着异形纤维的发展，同一种类的化学纤维可以制成不同的截面形态，这就很难从形态特征上分清纤维品种，因而必须结合其他方法进行鉴别。由于各种化学纤维的物质组成和结构不同，它们的物理化学性质差别很大。因此，化学纤维主要根据纤维物理和化学性质的差异来进行鉴别。鉴别纤维的方法有显微镜观察法、燃烧法、溶解法、药品着色法、熔点法、密度法及双折射法等。此外，也可以根据纤维分子结构鉴别纤维，如X射线衍射法及红外线吸收光5谱法等。四、实验方法和程序1.显微镜观察法利用显微镜观察纤维的纵向和截面形态特征来鉴别各种纤维，是广泛采用的一种方法。它既能单一成分的纤维，也可以用于多种成分混合而成的混纺产品的鉴别。天然纤维有其独特的形态特征，如棉纤维的天然转曲，羊毛的鳞片，麻纤维的横节竖纹，蚕丝的三角形截面等，用生物显微镜能正确地辨认出来。而化学纤维的截面多数呈圆形，纵向平滑，呈棒状，在显微镜下不易区分，必须与其他方法结合才能鉴别。2.燃烧法燃烧法是鉴别纤维的常用方法之一，它是利用纤维的化学组成不同，其燃烧性能也不同来区分纤维的种类。取一小束待鉴别的纤维，用镊子夹住，缓慢地移进酒精灯火焰，仔细观察纤维接近火焰、在火焰中和离开火焰后的燃烧状态，燃烧时发出的气味，以及在燃烧后的灰烬特征，对照纤维燃烧特征表，粗略地鉴别其类别。燃烧法实用于纯纺产品，不实用于混纺产品，或经过防火、防燃及其他整理的纤维和纺织品。几种常见的纤维的燃烧特征见表2-1。3.药品着色发药品着色法是根据各种纤维对某种化学药品的着色性能不同来迅速鉴别纤维品种的方法。此法实用于未染色的纤维或纯纺纱线和织物。鉴别纺织纤维用的着色剂和通用着色剂两种。前者用以鉴别某一类特定纤维，后者是有各种染料混合而成，可对各种纤维染成各种不同的颜色，然后根据所染颜色的不同鉴别纤维。通常采用的着色剂有碘-碘化钾溶液和HI纤维鉴别着色剂。碘-碘化钾溶液是将碘20g溶解于100ml的碘化钾饱和溶液中，把纤维浸入溶液中0.5—1min，取出后水洗干净，根据着色不同，判别纤维品种。HI纤维鉴别着色剂是中国纺织大学和上海印染公司共同研制的一种着色剂。具体鉴别时可将式样放入微沸的拙涩溶液中，沸染1min，时间从放入试样后染液微沸开始计算。染完后倒去染液，冷水清洗，凉干。对羊、丝和锦纶可采用沸染3s的方法，扩大色相差异。染好后的标准样对照，根据色相确定纤维类别。几种纺织纤维的着色反应见表2-2。4.溶解法溶解法是利用各种纤维在不同的化学溶剂中的溶解性能来鉴别纤维的方法，它适用于各种纺织纤维，包括染色纤维或混纺成分的纤维、纱线与织物。此外没，溶解法还广泛用于分析混纺产品中的纤维含量。对单一成分的纤维，鉴别时可将少量待鉴别的纤维放入试管中，注入某种溶剂，用玻璃棒搅动，观察纤维在溶剂中的溶解情况，如：溶解、微溶解、部分溶解和不溶解等几种情况。若混合成分的纤维或纤维量极少，则可放在显微镜载台物上放上具有凹6面的载玻片，然后在凹面处放入试样，滴上溶剂，盖上玻璃片，直接在显微镜中观察，根据不同的情况，判别纤维类别。有的溶剂需要加热，此时要控制一定的温度。由于溶剂的浓度和加热温度不同，对纤维的溶解性能也表现不一，因此在用溶解法鉴别纤维时，应严格控制溶剂的浓度和温度，同时也需要注意纤维在溶剂中的溶解速度。表2-1几种常见的纤维燃烧特征纤维名称接近火焰在火焰中离开火焰残渣形态气味棉、麻、纤维、富纤羊毛、蚕丝涤纶锦纶腈纶维纶丙纶氯纶不容，不缩收缩收缩，熔融收缩，熔融收缩，熔融，发焦收缩，微融缓慢收缩收缩迅速燃烧逐渐燃烧先熔后烧，有溶液滴下先熔后烧，有溶液滴下熔融燃烧，有发光小火花燃烧熔融燃烧熔融燃烧，有大量黑烟继续燃烧不易燃烧能燃烧能燃烧继续燃烧继续燃烧继续燃烧不能燃烧少量灰白色的烟松脆黑灰玻璃状黑褐色硬球玻璃状黑褐色硬球松脆黑色硬块松脆黑色硬块硬黄黑色球松脆黑色硬块烧纸味烧毛发味特殊芳香味氨臭味有辣味有特殊甜味轻微的沥青味带有氨化氢臭味表2-2几种纺织纤维的着色反应纤维种类Hi纤维鉴别着色剂着色用碘—碘化钾液着色棉灰不染色麻(苎麻)青莲不染色蚕丝深紫淡黄羊毛红莲淡黄粘胶纤维绿黑蓝青铜氨纤维黑蓝青醋酯纤维桔红黄褐维纶玫红蓝灰锦纶酱红黑褐腈纶桃红褐色涤纶红玉不染色氯纶不染色丙纶鹅黄不染色氨纶姜黄7常见纤维的溶解性能见表3-3表2-3常见纤维的溶解性能溶剂.纤维种类盐酸(30%,24℃)硫酸(75%,24℃氢氧化钠(5%,煮沸)甲酸(85%,24℃)冰醋酸(24℃)间甲酚（24℃二甲基甲酰胺（24℃二甲苯（24℃棉ISIIIIII羊毛IISIIIII蚕丝SSSIIIII麻ISIIIIII粘胶纤维SSIIIIII醋酯纤维SSPSSSSI涤纶IIIIISIII锦纶SSISISII腈纶ISSIIIISI维纶SSISISII丙纶IIIIIIIS氯纶IIIIIISI注：S—溶解；SS——微溶；P——部分溶解；I——不溶解5．熔点法熔点法是根据化学纤维的熔融特性，在化学熔点仪上或在附有热台和测问装置的偏光显微镜下，观察纤维消光时的温度来测定纤维的熔点，从而鉴别纤维。由于某些化纤的熔点比较接近，较难区分，又有些纤维没有