便携式近红外光纤光谱在纺织品文物纤维无损检测中的应用

摘要

利用便携式近红外光纤光谱仪,选取了棉、麻、丝、毛、聚酯及16种天然染料作为研究对象,分析了5种染色纤维的近红外光谱的特征吸收峰位.丝的amide A/Ⅱ与amide B/Ⅱ吸收带分别在2058 nm(4859 cm-1)和2200 nm(4545 cm-1),毛的amide A/Ⅱ与amide B/Ⅱ吸收带分别在2052 nm(4873 cm-1)和2177 nm(4593 cm-1),这两个吸收带可作为毛与丝的判据.聚酯的特征吸收在1660 nm(6024 cm-)处,来自于聚酯纤维链段中的苯环,可作为聚酯纤维判定的依据.棉和麻的近红外光谱十分接近,无法直接识别,通过Thermo scientific TQ Analyst 8分析软件的判别分析方法(discriminant analysis)建立鉴别模型(标准样品集图谱个数分别为棉70、麻100、丝60、毛67、聚酯70,验证集图谱个数分别为棉20、麻20、丝20、毛20、聚酯20,选取波段为1600～1800 nm和2000～2100 nm),计算未知材料到每个类别中心的马氏距离,可判断未知样品与棉和麻标准样品的相似性.结果 表明:模型性能指数(Performance Index)为95.649,说明模型预测准确,可快速鉴别棉和麻.此外,染料,媒染剂对纤维的特征吸收峰峰位影响较小,在实际应用中不影响判定结果.将该方法应用于四件古代或近代纺织品文物的纤维鉴定,得到了较好的光谱比对结果,并证明了该方法在纺织品文物纤维无损鉴定中的可行性和实用性.