1. 無(wú)錫出入境檢驗(yàn)檢疫局，江蘇 無(wú)錫 214101;2. 無(wú)錫華檢質(zhì)量技術(shù)服務(wù)中心，江蘇 無(wú)錫 214101

木棉纖維是一種天然纖維素纖維，與棉纖維同屬單細(xì)胞纖維。棉纖維是種子纖維，它附著于種子上，由種子的表皮細(xì)胞發(fā)育、生長(zhǎng)而形成。木棉纖維是果實(shí)纖維，它附著于木棉果殼體內(nèi)壁，由內(nèi)壁細(xì)胞發(fā)育、生長(zhǎng)而形成[1]。一直以來(lái)，木棉纖維因其長(zhǎng)度短、強(qiáng)度低、抱合性差和缺乏彈性而難以單獨(dú)紡紗，這制約了其在紡織服裝方面的應(yīng)用和發(fā)展。進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著木棉纖維開發(fā)和加工技術(shù)的不斷進(jìn)步，木棉纖維在各個(gè)領(lǐng)域，特別是產(chǎn)業(yè)用紡織品領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。木棉纖維自身具有的綠色生態(tài)、中空超輕、保暖、天然抗菌、吸濕導(dǎo)濕和高效吸油等優(yōu)良特性，在服用和產(chǎn)業(yè)用紡織品等領(lǐng)域發(fā)揮了積極作用。

在許多領(lǐng)域，一種新產(chǎn)品從開發(fā)、研制到投放市場(chǎng)，其性能指標(biāo)的測(cè)試方法往往滯后于其開發(fā)，這常常會(huì)導(dǎo)致新產(chǎn)品市場(chǎng)上出現(xiàn)魚目混珠、以次充好等現(xiàn)象。木棉產(chǎn)品中，木棉/棉混紡產(chǎn)品是目前開發(fā)和應(yīng)用最普遍的產(chǎn)品，如何準(zhǔn)確、快速地對(duì)其成分含量進(jìn)行分析，已成為生產(chǎn)企業(yè)、貿(mào)易雙方、消費(fèi)者及市場(chǎng)監(jiān)管部門重點(diǎn)關(guān)注的問題，它也是纖維成分定量分析領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)和難點(diǎn)。

木棉纖維和棉纖維同屬天然纖維素纖維，它們都含有大量的纖維素成分。根據(jù)文獻(xiàn)資料顯示，木棉纖維含有約64.0%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的纖維素，約13.0% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))的木質(zhì)素，約8.6%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的水分，1.4%～3.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的灰分，4.7%～9.7%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的水溶性物質(zhì)，2.3%～2.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的木聚糖，以及約0.8%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的蠟質(zhì)；棉纖維含有約94.0%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的纖維素，伴生物含量較少，幾乎不含木質(zhì)素成分[1]。木棉纖維和棉纖維都具備良好的化學(xué)性能，它們?cè)诨瘜W(xué)試劑中的溶解性質(zhì)相似，耐酸性好，常溫下稀酸對(duì)其沒有影響，目前還沒有一種合適的試劑可以直接對(duì)兩者進(jìn)行鑒別。但是在顯微鏡下，木棉纖維和棉纖維的形態(tài)存在顯著差異。本文主要探討利用顯微鏡法進(jìn)行木棉纖維和棉纖維的含量分析。

1 木棉纖維和棉纖維的微觀形態(tài)

木棉纖維和棉纖維雖然同為天然纖維素纖維，但兩者在外觀形態(tài)結(jié)構(gòu)上有明顯差異。因此，觀察纖維微觀形態(tài)是目前區(qū)分木棉纖維與棉纖維的主要方法。

1.1 掃描電鏡觀察

本試驗(yàn)參照GB/T 14593—2008《山羊絨、綿羊毛及其混合纖維定量分析方法 掃描電鏡法》[2]進(jìn)行，采用日立SU1510型掃描電鏡。圖1、圖2所示為木棉纖維的微觀形態(tài)，可以明顯看出木棉纖維壁薄、中腔大的特征，纖維縱向呈圓柱形，表面光滑，無(wú)轉(zhuǎn)曲，橫截面為圓形或近似圓形。圖3、圖4所示為棉纖維的微觀形態(tài)，可以明顯看到棉纖維壁厚、中腔小、腰圓形橫截面的特征，纖維表面粗糙。

圖1 木棉纖維縱向掃描電鏡照片

圖2 木棉纖維橫截面掃描電鏡照片

圖3 棉纖維縱向掃描電鏡照片

圖4 棉纖維橫截面掃描電鏡照片

1.2 光學(xué)顯微鏡觀察

選取適量木棉纖維和棉纖維樣品，均勻平鋪于載玻片上，滴一滴石蠟油(注意不要帶入氣泡)，放在CU-6纖維細(xì)度分析儀的載物臺(tái)上，調(diào)節(jié)光源亮度，在200～1 000的放大倍數(shù)下進(jìn)行觀察。圖5、圖6所示分別為木棉纖維、棉纖維在光學(xué)顯微鏡下的縱向形態(tài)。

圖5 木棉纖維縱向光學(xué)顯微鏡照片

圖6 棉纖維縱向光學(xué)顯微鏡照片

從圖5可以看出，木棉纖維縱向幾乎沒有扭轉(zhuǎn)，呈輕薄透明狀，中腔內(nèi)充滿石蠟油，這表明了木棉纖維中空的特性。從圖6可以看出，棉纖維縱向呈扁平帶狀，有天然扭曲，壁厚不同，這是由成熟度不同導(dǎo)致的。

觀察木棉和棉纖維在光學(xué)顯微鏡下的橫截面形態(tài)，需要借助哈氏切片器。為了避免夾持過程對(duì)木棉纖維的中空結(jié)構(gòu)造成擠壓，影響其截面形狀，切片時(shí)宜采用比較松弛的夾持方式。將纖維松松地夾持于Y172哈氏切片器中，切去露出的纖維，轉(zhuǎn)動(dòng)適當(dāng)?shù)目潭?，涂上膠棉液；待膠棉液凝固后，均勻切成厚度為20～30 μm的纖維橫截面薄片，并移至滴有石蠟油的載玻片上，再蓋上蓋玻片，最后放在光學(xué)顯微鏡下進(jìn)行觀察。圖7、圖8所示分別為木棉纖維、棉纖維在光學(xué)顯微鏡下的橫截面形態(tài)。

圖7 木棉纖維橫截面光學(xué)顯微鏡照片

圖8 棉纖維橫截面光學(xué)顯微鏡照片

從圖7可以看到，木棉纖維橫截面近似圓形，壁薄和中腔大的結(jié)構(gòu)比較明顯。圖8顯示了棉纖維腰圓形截面的典型特征。因此，兩種纖維的微觀形態(tài)明顯不同。

2 試驗(yàn)

基于木棉纖維和棉纖維較明顯的微觀形態(tài)差異，考慮到試驗(yàn)設(shè)備的應(yīng)用普及性，本文采用光學(xué)顯微鏡等試驗(yàn)儀器來(lái)分析木棉/棉混紡產(chǎn)品的纖維含量。

2.1 試驗(yàn)儀器和設(shè)備

CU-6型纖維細(xì)度分析儀：由光學(xué)顯微鏡、視頻攝像頭，以及帶有圖像獲取、測(cè)量和數(shù)據(jù)分析處理功能軟件系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)組成，放大倍數(shù)200～1 000。扭力天平：JN-B-5型，量程5.00 mg，分度值0.01 mg。 哈氏切片器：Y172型。纖維切斷器：YG171型，纖維切斷寬度10.00 mm。膠棉液、石蠟油、載玻片、蓋玻片、稱量皿。

2.2 測(cè)試樣品

1#：廣西產(chǎn)純木棉纖維。

2#：印尼進(jìn)口純木棉纖維。

3#：新疆長(zhǎng)絨棉纖維。

4#：東華大學(xué)提供的木棉/棉本色紗，其中木棉35.0%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)，棉65.0%。

5#：東華大學(xué)提供的木棉/棉駝色織物的緯紗，其中木棉20.0%、棉80.0%。

6#：市購(gòu)金考拉牌木棉(是商業(yè)品名)大紅色內(nèi)衣，其中木棉20.8%、棉31.0%、腈綸46.4%、錦綸1.8%。

7#：市購(gòu)浪莎牌木棉白色襪，其吊牌上標(biāo)注“(木棉+棉)：77.4%”。

2.3 纖維直徑法

纖維直徑法是對(duì)由兩種橫截面都接近圓形的纖維混合而成的混合纖維，通過顯微鏡觀察，鑒別兩種纖維，分別計(jì)數(shù)，分別測(cè)量?jī)煞N纖維的直徑。由纖維根數(shù)、直徑和密度，計(jì)算出每種纖維的含量。參照FZ/T 01101—2008《紡織品 纖維含量的測(cè)定 物理法》[3]中“7.2.2”的規(guī)定進(jìn)行測(cè)試，并根據(jù)同一標(biāo)準(zhǔn)中“8.3.3.1”的規(guī)定計(jì)算每種纖維的含量。

3.3.1 取樣

取樣正確與否對(duì)試驗(yàn)結(jié)果至關(guān)重要。通常，所取試樣應(yīng)具有充分的代表性。如果發(fā)現(xiàn)樣品不均勻，則在樣品的不同位置分別取樣。對(duì)于從織物成品上拆下來(lái)的紗線等試樣，拆下后應(yīng)注意分類保存，確保不同組分的紗線不混淆。本試驗(yàn)分別采用1#木棉纖維、2#木棉纖維、3#棉纖維3種纖維原料，將木棉纖維和棉纖維兩兩混合后進(jìn)行試驗(yàn)。

3.3.2 操作步驟

(1) 用手排法，取適量1#木棉纖維、2#木棉纖維、3#棉纖維樣品，分別細(xì)致整理成小束，用 Y171型纖維切斷器切斷，待用。

(2) 分別從上述三種切斷試樣中，隨機(jī)取一定質(zhì)量的切斷的木棉纖維或者棉纖維，用扭力天平稱取其質(zhì)量并記錄，再將相應(yīng)的木棉纖維和棉纖維混合，形成不同質(zhì)量混紡比的木棉/棉混合試樣。

(3) 將上述混合試樣分別夾于哈氏切片器中，轉(zhuǎn)動(dòng)適當(dāng)?shù)目潭?，切取長(zhǎng)度為0.20～0.36 mm的纖維束。

(4) 將上述切下纖維束移至載玻片上，用吸管吸取一定量的石蠟油于載玻片上，充分混合均勻，然后蓋上蓋玻片，注意避免纖維流失。

(5) 將制備好的載玻片放在CU-6型纖維細(xì)度分析儀的載物臺(tái)上，調(diào)節(jié)放大倍數(shù)至500，根據(jù)纖維形態(tài)鑒別出哪些是木棉纖維，哪些是棉纖維，同時(shí)分別計(jì)數(shù)兩種纖維的根數(shù)，至少測(cè)試共1 000根纖維，否則須測(cè)試完載玻片上的所有纖維。

(6) 分別測(cè)試兩種纖維的直徑，每種纖維至少測(cè)試100根。

3.3.3 計(jì)算

木棉纖維的密度為0.29 g/cm3，棉纖維的密度為1.54 g/cm3，按式(1)和式(2)計(jì)算木棉纖維與棉纖維的含量：

(1)

X2=100-X1

(2)

式中：X1——木棉纖維含量，%；

n1——木棉纖維根數(shù)，根；

n2——棉纖維根數(shù)，根；

d1——木棉纖維直徑，μm；

d2——棉纖維直徑，μm；

ρ1——木棉纖維密度，g/cm3；

ρ2——棉纖維密度，g/cm3；

X2——棉纖維含量，%。

3.3.4 結(jié)果與分析

按照3.3.2節(jié)的操作步驟(1)～(5)，共完成5個(gè)混合試樣的測(cè)試，結(jié)果見表1。

表1 纖維直徑法測(cè)試結(jié)果

由表1可見，采用1#、2#木棉纖維，分別與3#棉纖維以不同的質(zhì)量比例混合，結(jié)果顯示，纖維直徑法實(shí)際測(cè)得混合含量與理論混合含量之間存在較大的偏差。分析原因，是兩種纖維的橫截面形態(tài)差異較大導(dǎo)致，雖然兩種纖維截面均可看作接近圓形，但是木棉是中空壁薄的圓形形態(tài)，而棉纖維是有較小中腔的厚壁腰圓形態(tài)。對(duì)木棉纖維和棉纖維，同時(shí)利用其直徑參與計(jì)算，本身就存在不合理性。纖維直徑法適合截面形態(tài)類似的兩種纖維的混合產(chǎn)品的含量分析。

因此，下面嘗試?yán)美w維截面積來(lái)進(jìn)行木棉/棉混紡產(chǎn)品的纖維含量分析。

3.4 纖維截面積法

參照FZ/T01101—2008《紡織品 纖維含量的測(cè)定 物理法》[3]中“7.2.1”及“8.3.3.2”的規(guī)定，測(cè)量纖維根數(shù)及其截面積，再結(jié)合纖維密度，得到兩種纖維的含量。利用CU-6型纖維細(xì)度分析儀等儀器，對(duì)試樣中木棉纖維和棉纖維的橫截面分別進(jìn)行涂描填充，測(cè)得每種纖維的填充面積，即木棉纖維和棉纖維在顯微鏡下呈現(xiàn)的截面積，同時(shí)記錄每種纖維的根數(shù)，最后根據(jù)纖維截面積、纖維根數(shù)、纖維密度計(jì)算每種纖維的含量。此方法與纖維直徑法相比，前者理論上更適合木棉纖維和棉纖維這兩種微觀形態(tài)不同的混合產(chǎn)品的纖維含量分析。

3.4.1 取樣

本試驗(yàn)采用1#～3#樣品進(jìn)行試驗(yàn)。取樣方式同3.3.1節(jié)。

3.4.2 操作步驟

(1) 按照3.3.2節(jié)的操作步驟(1)～(5)，獲得兩種纖維的根數(shù)。

(2) 將哈氏切片器繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)適當(dāng)?shù)目潭?，涂上膠棉液，待其凝固后，均勻切取厚度為20.0～30.0 μm 的纖維切片。

(3) 將纖維切片移至滴有石蠟油的載玻片上，蓋上蓋玻片，然后放在CU-6型纖維細(xì)度分析儀的載物臺(tái)上。

(4) 調(diào)節(jié)CU-6型纖維細(xì)度分析儀的放大倍數(shù)，使顯示器的纖維圖像放大倍數(shù)達(dá)1 000，選取合適的界面，進(jìn)行兩種纖維的鑒別和截面積的測(cè)量，對(duì)纖維橫截面進(jìn)行涂描填充，測(cè)得纖維橫截面的填充面積(即纖維截面積)，避免重復(fù)測(cè)量，每種纖維至少獲得100個(gè)截面的填充面積數(shù)值，如果不足100個(gè)， 須對(duì)載玻片上的纖維的截面積全數(shù)測(cè)量。

(5) 對(duì)于成品，隨機(jī)取一定根數(shù)的木棉/棉混紡紗，夾于哈氏切片器中，按照上述操作步驟(2)～(4)，獲得不同纖維的截面積。

3.4.3 計(jì)算

按式(3)和式(4)計(jì)算木棉纖維和棉纖維的含量：

(3)

X2=100-X1

(4)

式中：X1——木棉纖維含量，%；

n1——木棉纖維根數(shù)，根；

n2——棉纖維根數(shù)，根；

S1——木棉纖維截面積，μm2；

S2——棉纖維截面積，μm2；

ρ1——木棉纖維密度，g/cm3；

ρ2——棉纖維密度，g/cm3；

X2——棉纖維含量，%。

3.4.4 結(jié)果與分析

按照3.4.2節(jié)的操作步驟(1)～(4)，完成5個(gè)混合試樣的測(cè)試，結(jié)果見表2。

表2 纖維截面積法測(cè)試結(jié)果

從表2可見，纖維截面積法的測(cè)試誤差更大。分析其原因發(fā)現(xiàn)，為了獲得較好的混合試樣截面切片，混合試樣在哈式切片器中被夾持得較緊；另外，由于木棉纖維壁薄、易脆的形狀和特性，在混合試樣被哈氏切片器夾緊后所切得的截面切片中，木棉纖維并不呈中空狀的圓形橫截面，而是呈指狀囊形。圖9所示為1#木棉纖維被哈氏切片器較緊夾持后切取的橫截面。

比較圖7和圖9的1#木棉纖維橫截面，可以看到同一種纖維在光學(xué)顯微鏡下呈現(xiàn)明顯不同的截面特征。圖7是木棉纖維經(jīng)哈氏切片器松式夾持后獲得的橫截面，其近似圓形；圖9是木棉纖維經(jīng)哈氏切片器緊式夾持后獲得的橫截面，其呈指狀囊形。木棉纖維經(jīng)哈氏切片器緊式夾持、切片后，呈現(xiàn)出與其原始的近似圓形不一致的纖維截面形態(tài)。

本方法的實(shí)現(xiàn)依賴于試驗(yàn)中獲得的纖維截面積。表2中的纖維截面積測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)源于木棉纖維經(jīng)哈式切片器緊式夾持后呈現(xiàn)的指狀囊形截面。本方法中，對(duì)應(yīng)木棉纖維0.29 g/cm3的理論密度，理論上應(yīng)采集木棉纖維近似圓形、中空的截面積進(jìn)行計(jì)算，但實(shí)際上，用哈式切片器切片后，沒有獲得木棉纖維近似圓形、中空的截面積，這是導(dǎo)致纖維截面積法產(chǎn)生很大測(cè)試誤差的根本原因。

本文所要研究的木棉纖維和棉纖維含量測(cè)試，多數(shù)是針對(duì)木棉/棉混紡成品進(jìn)行的，可以推斷木棉纖維在紡紗、織布等過程中，不可避免地會(huì)受到擠壓等外力作用，所以其在混紡產(chǎn)品中的形態(tài)一定也發(fā)生了變化。為了驗(yàn)證這一推斷，下面采用7#樣品即木棉白色襪進(jìn)行驗(yàn)證，從7#樣品上拆取木棉/棉混紡紗，按照3.4.2節(jié)的操作步驟(5)進(jìn)行試驗(yàn)，其橫截面如圖10所示。

圖10 7#樣品中木棉/棉混紡紗橫截面

由圖10可以看出，7#樣品中的木棉纖維橫截面形態(tài)確實(shí)不是木棉纖維原始的中空?qǐng)A形。由此可見，木棉纖維在加工過程中受到擠壓，其橫截面形態(tài)發(fā)生了較大的改變，由中空?qǐng)A形變?yōu)楠M長(zhǎng)的指狀囊形。

綜上所述，木棉纖維密度為0.29 g/cm3，這是基于木棉纖維保持中空?qǐng)A形截面測(cè)得的纖維理論密度。但實(shí)際上，木棉纖維經(jīng)紡織加工后被碾壓或者發(fā)生破壁，其截面形態(tài)變化較大，實(shí)際的纖維密度值也必定發(fā)生較大改變。上述的纖維直徑法和纖維截面積法兩種方法均達(dá)不到理想的試驗(yàn)效果。那么如何用合理的方法，使紡織產(chǎn)品中木棉纖維被擠壓形成的狹長(zhǎng)指狀囊形回復(fù)原始的圓形壁薄中空形態(tài)，是本文研究的關(guān)鍵。

經(jīng)過探索，本文提出，對(duì)于木棉纖維，在確保其纖維周長(zhǎng)不變的前提下，先測(cè)得其周長(zhǎng)值，通過周長(zhǎng)還原其原始的圓形截面。在CU-6型纖維細(xì)度分析儀上，安裝“2007纖維縱向直徑測(cè)量”軟件，通過描涂木棉纖維周長(zhǎng)，并通過儀器軟件獲得木棉纖維的周長(zhǎng)值，繼而獲得木棉在還原成圓形截面下的當(dāng)量直徑，最后得到木棉纖維還原成圓形截面狀態(tài)下的當(dāng)量面積(以下稱為“當(dāng)量截面積”)，即把成品中被擠壓變化的木棉截面積還原成原始狀態(tài)的圓形截面積。木棉纖維當(dāng)量截面積與3.4節(jié)中描述的填充面積(即顯微鏡下呈現(xiàn)的截面積)之間的比值為面積修正系數(shù)K，其值應(yīng)大于等于1。

3.5 纖維當(dāng)量截面積法

本方法是對(duì)纖維截面積法的改良，在CU-6纖維細(xì)度分析儀上裝載“2007纖維縱向直徑測(cè)量”軟件，對(duì)棉纖維，完成其橫截面填充面積的測(cè)量；對(duì)木棉纖維，完成其橫截面填充面積的測(cè)量，同時(shí)還應(yīng)測(cè)量木棉纖維的當(dāng)量截面積。記錄每種纖維的根數(shù)，最后根據(jù)棉纖維截面積、木棉纖維當(dāng)量截面積、纖維根數(shù)和纖維密度，計(jì)算出兩種纖維各自的含量。

3.5.1 取樣

本試驗(yàn)采用1#～3#樣品進(jìn)行試驗(yàn)，取樣方式同3.3.1節(jié)。

3.5.2 操作步驟

(1) 按照3.3.2節(jié)的操作步驟(1)～(5)，獲得兩種纖維的根數(shù)。

(2) 將哈氏切片器繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)適當(dāng)?shù)目潭?，涂上膠棉液，待其凝固后，均勻切取厚度為20.0～30.0 μm的纖維切片。

(3) 將纖維切片移至滴有石蠟油的載玻片上，蓋上蓋玻片，然后放在CU-6型纖維細(xì)度分析儀的載物臺(tái)上。

(4) 調(diào)節(jié)CU-6型纖維細(xì)度分析儀的放大倍數(shù)，使顯示器的纖維圖像放大倍數(shù)達(dá)1 000，選取合適的界面，進(jìn)行木棉和棉兩種纖維的鑒別和截面積測(cè)量，對(duì)纖維橫截面進(jìn)行手動(dòng)涂描填充，測(cè)得纖維橫截面的填充面積，即纖維截面積，避免重復(fù)測(cè)量。每種纖維至少獲得100個(gè)截面的填充面積數(shù)值，如果不足100個(gè)，對(duì)載玻片上的纖維的截面積全數(shù)測(cè)量。

(5) 利用“2007纖維縱向直徑測(cè)量”軟件，選取合適的界面，再進(jìn)行木棉纖維當(dāng)量圓面積測(cè)量，對(duì)木棉纖維的周長(zhǎng)進(jìn)行手動(dòng)涂描填充，測(cè)得木棉纖維的周長(zhǎng)，測(cè)得其當(dāng)量截面積，避免重復(fù)測(cè)量。至少獲得100個(gè)當(dāng)量截面積數(shù)據(jù)，如果切片上的纖維截面數(shù)量不足，則全部測(cè)量。

(6) 對(duì)于成品，隨機(jī)取一定根數(shù)的木棉/棉混紡紗，夾于哈氏切片器中，按照上述操作步驟(2)～(5)，獲得不同纖維的不同截面積。

3.5.3 計(jì)算

按式(5)和式(6)計(jì)算木棉纖維與棉纖維的含量，按式(7)計(jì)算修正系數(shù)(K)：

(5)

X2=100-X1

(6)

K=S3/S1

(7)

式中：X1——木棉纖維含量，%；

n1——木棉纖維根數(shù)，根；

n2——棉纖維根數(shù)，根；

S1——木棉纖維截面積，μm2；

S2——棉纖維截面積，μm2；

S3——木棉纖維當(dāng)量截面積，μm2；

ρ1——木棉纖維密度，g/cm3；

ρ2——棉纖維密度，g/cm3；

K——修正系數(shù)。

3.5.4 結(jié)果與分析

按照3.5.2節(jié)的操作步驟(1)～(5)，完成5個(gè)混合試樣的測(cè)試，結(jié)果見表3。

表3 纖維當(dāng)量截面積法測(cè)試結(jié)果

(續(xù)表)

從表3可見，利用“2007纖維縱向直徑測(cè)量”軟件，將木棉纖維截面積還原至圓形當(dāng)量截面積后，5個(gè)混紡試樣的誤差均小于5%，顯示了較好的重現(xiàn)性。木棉纖維含量越低，誤差越小。

下面用纖維當(dāng)量截面積法對(duì)4#～7#樣品進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果見表4。

表4 4#～7#樣品纖維當(dāng)量截面積法測(cè)試結(jié)果

觀察表4中的數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)，針對(duì)4#～7#樣品，纖維當(dāng)量截面積法的測(cè)試結(jié)果與商品標(biāo)注值并不一致，兩者之間存在較大偏差，這一方面可能是制造商為了產(chǎn)品的商業(yè)宣傳，對(duì)木棉纖維含量虛高標(biāo)注；另一方面可能是木棉纖維的可紡性差，在紡織過程中產(chǎn)生較多的落棉，導(dǎo)致木棉含量比設(shè)計(jì)值偏低很多。但是可以看出，纖維當(dāng)量截面積法的測(cè)試結(jié)果比其他兩種方法更接近產(chǎn)品標(biāo)注值。

對(duì)于同一批經(jīng)過同種工藝加工的木棉紡織產(chǎn)品，不論是半成品還是成品，假定木棉纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)的改變程度接近，試驗(yàn)中推薦采集混紡產(chǎn)品中至少100個(gè)木棉纖維當(dāng)量截面積。表4中的K值可以反映出木棉纖維在加工過程中其中空形態(tài)變化的程度，變化程度越大，K值越大。

由此認(rèn)為，纖維當(dāng)量截面積法是一種可以應(yīng)用于木棉/棉混紡產(chǎn)品纖維含量分析的理想方法。

3 結(jié)論

由于木棉纖維和棉纖維的化學(xué)性能較相似，很難找到一種非常有效的化學(xué)試劑將兩者進(jìn)行化學(xué)分離。采用傳統(tǒng)的顯微鏡觀察法，如纖維直徑法，因?yàn)槟久蘩w維的中空橫截面形態(tài)和棉纖維的異形橫截面形態(tài)差異較大，利用纖維直徑進(jìn)行計(jì)算，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果偏差較大；再如纖維截面積法，其通過獲取顯微鏡下木棉纖維和棉纖維的截面積，結(jié)合纖維根數(shù)和密度進(jìn)行計(jì)算，由于制作纖維切片過程中木棉纖維被擠壓變形，也無(wú)法得到理想的測(cè)試結(jié)果。

本文提出的纖維當(dāng)量截面積法，減少木棉纖維因被擠壓而形態(tài)變化給測(cè)試帶來(lái)的影響，將木棉纖維因受到擠壓等外力作用而形成的指狀囊形截面，在保持其纖維周長(zhǎng)不變的情況下，有效轉(zhuǎn)換成木棉纖維原始的圓形截面，其測(cè)試結(jié)果更加符合纖維理論混合含量值或者成品標(biāo)注值，用于木棉/棉混紡產(chǎn)品的纖維含量分析具有一定的可操作性。

通過木棉與棉纖維混紡試驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，改良的纖維當(dāng)量截面積法的測(cè)試誤差低于5%。由于木棉/棉混紡產(chǎn)品可能存在木棉纖維虛高標(biāo)注現(xiàn)象，以及木棉纖維生產(chǎn)中落棉嚴(yán)重等問題，所以其含量實(shí)測(cè)值與產(chǎn)品標(biāo)注值之間存在一定誤差。修正系數(shù)K值能夠很好地反映木棉纖維在加工過程中其中空形態(tài)的變化程度，變化程度越大，K值越大。

改良的纖維當(dāng)量截面積顯微鏡法是一種用于木棉和棉纖維混紡產(chǎn)品含量分析的有效方法，值得推廣應(yīng)用。

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