纱线横截面切片方法的研究

　　摘要：采用哈氏切片法获得的纱线横截面的图像质量较差，纱线内纤维的横截面受到挤压变形，不利于纤维的鉴别。树脂包埋法对纱线进行包埋切片有效降低了切片过程中对纱线的挤压，获得的纱线横截面图片清晰可辨，有助于纤维的鉴别和纤维直径等定量指标的准确获得。

　　关键词：纱线横截面；哈氏切片法；树脂包埋法

　　在纺织品成分分析过程中，会遇到根据纤维纵截面无法准确判断纤维种类的情况，这时，就需要对纱线做横截面切片，通过观察纱线中纤维的横截面形态来判定纤维的种类。目前国内广泛应用的火棉胶包埋纤维技术，具有简单易行的特点，是一种观察纤维横截面形状的快捷方法[1]，然而采用哈氏切片法获得的纱线横截面图像中，存在着纤维与纤维之间相互挤压变形的问题，不利于纺织品检测过程中纤维横截面特征参数的准确表现[2]。本文分别使用哈氏切片法和树脂包埋法对纱线进行包埋切片，对比分析了获得的纱线横截面图像的优劣。　　

　　1试验部分

　　1.1试验原料

　　甲基丙烯酸甲酯（化学纯CP，国药集团化学试剂有限公司）、甲基丙烯酸正丁酯（化学纯CP，国药集团化学试剂有限公司）、聚甲基丙烯酸甲酯（化学纯CP，国药集团化学试剂有限公司）、丙三醇（分析纯，宜兴市第二化学试剂厂）、胶棉液（化学纯，上海烫金材料厂）、过氧化二苯甲酰（化学纯，北京化学试剂公司）。

　　1.2试验仪器

　　哈氏切片器，DGG-9030A型电热恒温鼓风干燥箱，S21-2恒温磁力搅拌器，JT302N电子分析天平，DZG-6020型真空干燥箱，LeicaRM2126RT型手摇切片机，YG002C型纤维检测系统。

　　1.3试验方法

　　1.3.1哈氏切片法[3-4]

　　取一束羊毛纤维，用手扯法将其整理平直，将一根纱线包覆在羊毛中一同放入哈氏切片器的凹槽中，填充的羊毛数量应以轻拉羊毛束时稍有移动为宜；用锋利的单面刀片切去露在哈氏切片器正反面外的纤维，将螺座转回原位，旋转精密螺丝半格或一格，使纤维束稍微伸出金属板表面，然后在露出的纤维上涂上薄薄一层火棉胶，待火棉胶干后，使用锋利的单面刀片沿金属板表面以10°左右的角度切片。

　　在切片的过程中，用力要均匀，刀片和金属板间夹角在10°左右，并且保持角度不变，这样才能得到厚薄均匀、质量较好的切片。

　　1.3.2树脂包埋法

　　(1)包埋剂的配制

　　将甲基丙烯酸甲酯（MMA）和甲基丙烯酸正丁酯（BMA）按3∶2.6（体积比）的比例混合，加入少量的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），置于恒温磁力搅拌器上搅拌5个小时左右，以使PMMA充分溶解于MMA/BMA混合单体中。向包埋单体溶液中加入1%（按包埋单体的总重量计）的过氧化二苯甲酰（BPO），搅拌半个小时左右，即可制得所需包埋剂。

　　(2)纱线包埋体的制作

　　用缝纫线将纱线的两端固定，将准备好的试样放入一端密封的聚丙烯管中，将包埋剂倒入聚丙烯管中，并放入真空干燥器中抽真空，然后把聚丙烯管的另一端密封。密封后可以通过拉动缝纫线使纱线在塑料硬管中保持平行顺直。将制好的试样置于烘箱中，在65℃下聚合8h，制得纱线包埋体。

　　烘箱温度的高低对包埋试样能否成功有着决定性的作用。烘箱温度高则聚合反应较快，但是温度过高容易发生爆聚，导致试验失败；烘箱温度低则聚合反应所需时间

　　较长，但是成功率高。因此，本试验选择的试验温度为65℃，在该温度下聚合8h所得的树脂块软硬适中，且成功率高。

　　(3)切片的制作

　　除去聚丙烯管取出纤维包埋体，夹在LeicaRM2126RT型手摇切片机的载物台上进行切片。

　　将用两种方法制好的切片试样放在滴有甘油的载玻片上，盖上盖玻片后使用YG002C纤维检测系统观察纱线的横截面。

　　2纱线横截面图像分析

　　图1—图4分别列出了通过哈氏切片法和树脂包埋法制备的不同成分纱线的横截面切片的显微镜照片。图1是纯棉纱的横截面图像，哈氏切片法的棉纤维之间相互挤压，纤维的边界模糊，中腔也不够清晰；而树脂包埋法的棉纤维横截面呈腰圆形，纤维分散程度高，边界及中腔清晰可见。图2是纯粘纤纱的横截面图像，哈氏切片法的粘纤相互挤压严重，部分纤维发生变形；树脂包埋法的粘纤分散性好，纤维边界清晰，粘纤的锯齿形横截面清晰易辨。图3是纯莫代尔纱的横截面图像，哈氏切片法的莫代尔分布过于紧密，边界不清晰，存在一定的变形；树脂包埋法的莫代尔横截面呈哑铃形，边界分明。图4是棉/粘纤混纺

　　纱的横截面图像，哈氏切片法的混纺纱中纤维分布紧密，相互挤压、粘连，变形严重，不利于纤维种类的鉴别；树脂包埋法的棉纤维和粘纤的横截面边界清晰，分散程度很高，特征明显，易于分辨。

　　由此可见，无论是天然纤维还是化学纤维，使用树脂包埋法所得的纱线横截面切片中，纤维的分散程度高，对纤维的挤压较小，纤维边界清晰，纤维的横截面特征明显，易于纤维鉴别，明显优于哈氏切片法所得的纱线横截面图像。