探究紗線橫截面切片的方法

　　在紡織品成分分析過程中，會遇到根據纖維縱截面無法準確判斷纖維種類的情況，這時，就需要對紗線做橫截面切片，通過觀察紗線中纖維的橫截面形態來判定纖維的種類。目前國內廣泛應用的火棉膠包埋纖維技術，具有簡單易行的特點，是一種觀察纖維橫截面形狀的快捷方法，然而采用哈氏切片法獲得的紗線橫截面圖像中，存在著纖維與纖維之間相互擠壓變形的問題，不利于紡織品檢測過程中纖維橫截面特征參數的準確表現[2]。本文分別使用哈氏切片法和樹脂包埋法對紗線進行包埋切片，對比分析了獲得的紗線橫截面圖像的優劣。

　　1 試驗部分

　　1.1 試驗原料

　　甲基丙烯酸甲酯(化學純CP，國藥集團化學試劑有限公司)、甲基丙烯酸正丁酯(化學純CP，國藥集團化學試劑有限公司)、聚甲基丙烯酸甲酯(化學純CP，國藥集團化學試劑有限公司)、丙三醇(分析純，宜興市第二化學試劑廠)、膠棉液(化學純，上海燙金材料廠)、過氧化二苯甲酰(化學純，北京化學試劑公司)。

　　1.2 試驗儀器

　　哈氏切片器，DGG-9030A 型電熱恒溫鼓風干燥箱，S21-2 恒溫磁力攪拌器，JT302N 電子分析天平，DZG-6020 型真空干燥箱，Leica RM 2126RT 型手搖切片機，YG002C 型纖維檢測系統。

　　1.3 試驗方法

　　1.3.1 哈氏切片法[3-4]

　　取一束羊毛纖維，用手扯法將其整理平直，將一根紗線包覆在羊毛中一同放入哈氏切片器的凹槽中，填充的羊毛數量應以輕拉羊毛束時稍有移動為宜;用鋒利的單面刀片切去露在哈氏切片器正反面外的纖維，將螺座轉回原位，旋轉精密螺絲半格或一格，使纖維束稍微伸出金屬板表面，然后在露出的纖維上涂上薄薄一層火棉膠，待火棉膠干后，使用鋒利的單面刀片沿金屬板表面以10°左右的角度切片。

　　在切片的過程中，用力要均勻，刀片和金屬板間夾角在10°左右，并且保持角度不變，這樣才能得到厚薄均勻、質量較好的切片。

　　1.3.2 樹脂包埋法

　　(1) 包埋劑的配制

　　將甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸正丁酯(BMA)按3 ∶ 2.6(體積比)的比例混合，加入少量的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，置于恒溫磁力攪拌器上攪拌5 個小時左右，以使PMMA 充分溶解于MMA/BMA 混合單體中。向包埋單體溶液中加入1%(按包埋單體的總重量計)的過氧化二苯甲酰(BPO)，攪拌半個小時左右，即可制得所需包埋劑。

　　(2) 紗線包埋體的制作

　　用縫紉線將紗線的兩端固定，將準備好的試樣放入一端密封的聚丙烯管中，將包埋劑倒入聚丙烯管中，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。密封后可以通過拉動縫紉線使紗線在塑料硬管中保持平行順直。將制好的試樣置于烘箱中，在65℃下聚合8h，制得紗線包埋體。

　　烘箱溫度的高低對包埋試樣能否成功有著決定性的作用。烘箱溫度高則聚合反應較快，但是溫度過高容易發生爆聚，導致試驗失敗;烘箱溫度低則聚合反應所需時間

　　較長，但是成功率高。因此，本試驗選擇的試驗溫度為65℃，在該溫度下聚合8h 所得的樹脂塊軟硬適中，且成功率高。

　　(3) 切片的制作

　　除去聚丙烯管取出纖維包埋體， 夾在Leica RM2126RT 型手搖切片機的載物臺上進行切片。

　　將用兩種方法制好的切片試樣放在滴有甘油的載玻片上，蓋上蓋玻片后使用YG002C 纖維檢測系統觀察紗線的橫截面。

　　2 紗線橫截面圖像分析

　　紗的橫截面圖像，哈氏切片法的混紡紗中纖維分布緊密，相互擠壓、粘連，變形嚴重，不利于纖維種類的鑒別;樹脂包埋法的棉纖維和粘纖的橫截面邊界清晰，分散程度很高，特征明顯，易于分辨。

　　由此可見，無論是天然纖維還是化學纖維，使用樹脂包埋法所得的紗線橫截面切片中，纖維的分散程度高，對纖維的擠壓較小，纖維邊界清晰，纖維的橫截面特征明顯，易于纖維鑒別，明顯優于哈氏切片法所得的紗線橫截面圖像。

　　3 結論

　　(1)采用哈氏切片法獲得的紗線切片的質量同操作者的熟練程度有很大關系，相較之下，樹脂包埋法對紗線進行包埋切片的制作過程對操作人員的熟練程度要求較低，可操作性強，使得紗線橫截面切片試驗的重現性和穩定性大幅度提高。

　　(2)采用哈氏切片法獲得的紗線橫截面的圖像質量較差，且紗線在切片過程中受到很大的擠壓，導致紗線內纖維之間的粘連較多，纖維橫截面變形，邊界也不清晰。

　　(3)樹脂包埋法對紗線進行包埋切片有效降低了切片過程中對紗線的擠壓，獲得的紗線橫截面切片清晰可辨，有效降低了在制樣過程中由于纖維之間相互擠壓造成的纖維直徑等定量指標的系統誤差值，有利于提高顯微鏡檢測方法的效率和質量。