紫外可见反射光谱法检验纤维的研究

紫外可见反射光谱法检验纤维的研究

徐来

辽宁警察学院 刑事技术系    辽宁省大连市     116036

摘要：紫外可见反射光谱法是一种准确、快速、无损的检验方法，本研究从样品的种类、颜色、老化程度等方面对纤维进行紫外可见反射光谱检验方法的初步探索，使用紫外可见光谱仪的积分球附件对纤维进行大致的分类鉴别。

关键词：紫外可见光谱；无损检验；纤维

1  引言

纤维作为现场中常见的检材，具有容易脱落，性质稳定易保存等特点，一直是司法鉴定人员研究的对象之一。纤维常用的检验方法有外观检验、偏振光显微镜、显微红外光谱、显微拉曼光谱等方法[1]。本研究使用紫外可见光谱仪对不同颜色、不同成分、人工老化不同程度的纤维进行无损检验，分析其光谱特性。旨在丰富纤维检验的手段，为有关案件的侦破提供一定参考。

2  实验部分

2.1仪器及实验参数测定

UV-2450型紫外可见分光光度计(日本,岛津公司),附反射附件ISR-240A积分球，BaSO4标准参比粉末,波长范围:200～800mm；中速扫描；采样向隔：0.5nm;狭缝宽:1.0 nm；光源转换波长：360nm。

3  实验结果与讨论

3.1 相同颜色不同成分纤维布料光谱

比较6种白色纤维布料的紫外反射光谱图，根据谱图的峰形、峰位、峰数以及反射率值，可将6种样品大致分为Ⅳ类（如图1所示）：第Ⅰ类样品为100%苎麻，其峰形与其他5种样品明显不同，反射率变化范围在80～100%，有1个明显波峰，在357nm处，2个波谷，分别在297nm、400nm处。第Ⅱ类样品为65%棉35%聚酯纤维，其峰形也与其他5中样品明显不同，没有明显吸收峰，反射率在800～400nm范围内基本不变，400～300nm范围内急剧下降；第Ⅲ类样品为100%棉、50%棉50%亚麻，吸收峰不明显，反射率在800～400nm范围内基本不变，400～200nm范围内缓慢下降；第Ⅳ类样品为100%苎麻、97％棉3％氨纶，同样没有明显吸收峰，反射率在800～540nm范围内基本不变，540～200nm范围内缓慢下降。从峰形上看，第Ⅲ、Ⅳ类相似，在同一波长的反射率有所不同。

同理比较6种粉色纤维布料的紫外反射光谱图，6种样品大致分为Ⅲ类（如2所示）：第Ⅰ类样品为100%棉、50%棉50%亚麻，峰形相似，谱图几乎重合，有1个明显波谷，在555～558nm处在同一波长位置，反射率变化不大；第Ⅱ类样品为65%棉35%聚酯纤维、100%苎麻，其峰形也比较相似，没有明显波峰波谷，反射率在600～560nm范围内急剧下降，560～360nm范围内基本不变，其他波长范围内同一波长处反射率有明显差别；第Ⅲ类样品为100%亚麻、97％棉3％氨纶，同样没有明显波峰波谷，反射率在630～570nm范围内急剧下降，570～340nm范围内变化缓慢。从峰形上看，第Ⅱ、Ⅲ类相似，在同一波长的反射率有所不同。

图1 白色不同成分布料光谱图图2 粉色不同成分布料光谱图

3.2 成分相同颜色不同的纤维布料光谱图

将相同成分不同颜色（白色和粉色）的纤维布料分为6组，将每组谱图进行比对分析，100％棉和100％亚麻白色均无明显波峰波谷，粉色有1个明显波谷。100%苎麻，白色谱线有2个明显的波谷，有1个明显波峰；粉色谱线有1个明显的波谷。97％棉3％氨纶，白色谱线没有明显的波峰和波谷；粉色谱线有1个明显的波峰。65％人棉35％聚酯纤维，白色谱线没有明显波峰和波谷；粉色光谱图有1个明显的波谷，在520～530nm之间，无明显波峰；在50％棉50％亚麻，白色谱线没有明显波峰和波谷；粉色谱线有1个明显波峰，有2个明显波谷。

3.3 人工老化后的纤维布料光谱图

将红色100%棉、红色100%亚麻两组纤维布料在烘箱100℃条件下，分别进行人工老化1、4、7h后进行紫外可见反射光谱检验，每组检材紫外可见反射光谱图及实验数据均无较大差异。红色100%棉谱图，加热0h反射率范围为2.687～100％,1h反射率范围为2.678～99.675％,4h反射率范围为1.482～99.707％,7h反射率范围为3.065～100.249％。红色100%亚麻，加热0h反射率范围为1.492～8.693％,1h反射率范围为3.551～8.313％,4h反射率范围为5.342～100.346％,7h反射率范围为4.379～99.712％。两组纤维布料在200～800nm波长范围内谱图走向基本都无明显变化，或在一定波长范围内有细微差别，特征峰个数有较小出入，特征峰的峰值非常接近，反射率波长范围也基本一致，所以并不能通过此种方法检测出这类纤维的老化程度。

4  结论

本文采用紫外可见反射光谱法对不同纤维做了快速鉴别，根据颜色不同、成分不同可以对不同的纤维进行种类区分。同时还考察了重现性及人工老化的影响。结果显示，同一颜色不同成分的纤维、成分相同颜色不同的布料均有其各自的波谱特征。对纤维的老化程度的检验发现，在

200～800nm波长范围内谱线走向基本一致，对比特征峰峰位、特征峰个数、反射率值范围也无较大区别，所以并不能通过紫外可见反射光谱检验棉、麻这两类纤维的老化程度。但是也给了我们新的研究思路与方向，可以在后续研究方向上，加深人工老化时间，甚至在纤维能明显看到颜色变化后，利用紫外可见反射光谱检验，进行谱图分析[2]。

参考文献：

[1]刘海霞,权养科.纤维物证检验技术的现状及发展[J].刑事技术,2011(03):39-42.

[2]于剑锋,张健,赵栋,胡雪峰,章琪超,虞鹤群,唐志荣.天然彩色棉纤维紫外-可见漫反射光谱特性初探[J].现代纺织技术,2013,21(05):17-20.

通讯作者:孙雪,辽宁警察学院 刑事技术系.

辽宁警察学院2022年大创项目“紫外可见反射光谱法检验纤维的研究;

项目编号：X202211432012。