摘要：本文采納紅外光譜建模法對竹原纖維、苧麻與亞麻的定性鑒別進(jìn)行了研究。結(jié)果表明建站的紅外光譜綜合判別模型的精確度高，能夠?qū)崿F(xiàn)對三種纖維容易、精確的鑒別。
　　關(guān)鍵詞：竹原纖維；苧麻；亞麻；近紅外光譜；鑒別

　　竹原纖維作為一種可再生、可降解、便宜、資源豐富的纖維素纖維，因具有良好的理化性能，近年來受到了越來越多人的青睞[1-4]。然而，由于竹原纖維和苧麻、亞麻具有極其相似的形態(tài)結(jié)構(gòu)或理化性質(zhì)，竹原纖維和苧麻、亞麻的有效鑒別成為當(dāng)前研究的難題，至今尚未有鑒別辦法的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[5-6]。當(dāng)前，針對竹原纖維的鑒別，人們采納一些常規(guī)檢測辦法進(jìn)行了探究研究，但在適用性與有效性上仍有欠缺[7-10]。本文廣泛收集國內(nèi)主要生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的竹原纖維、苧麻與亞麻，應(yīng)用近紅外聚類分析辦法，實現(xiàn)了對竹原纖維與苧麻、亞麻的鑒別。

　　1試驗
　　1.1材料
　　實驗材料見表1。

　　竹原纖維由四川班博竹業(yè)進(jìn)展有限公司、福建正與竹紡有限公司提供，苧麻、亞麻由湖南省纖維檢驗局提供。
　　1.2儀器
　?。⊿EM-EDS）MPA型多功能傅站葉變換近紅外光譜儀（Bruker）。

　　2結(jié)果和討論
　　2.1近紅外光譜圖分析和處理
　　三種纖維使用相同的漫反射條件采集的近紅外光譜圖見圖1。

　　三種纖維近紅外光譜的汲取峰峰形及峰強十分相似，無法進(jìn)行纖維區(qū)分。因此，對近紅外光譜經(jīng)一階導(dǎo)數(shù)+矢量回一化預(yù)處理后，采納Ward’salgorithm定義距離、基于系統(tǒng)聚類分析法（HierarchicalClusterAnalysis，HCA）[11]建站了三種纖維判別模型，并進(jìn)行精確度驗證。
　　系統(tǒng)聚類分析法就是采納分級聚類策略，先認(rèn)為每個樣本都自成一類，再規(guī)定類和類間的距離。開始時，因各樣本均自成一類，其類間距離等價，選擇距離小的一對合并成一個新的類，依此每次減少一類，直至全部的樣本都合成為一類為止。當(dāng)兩樣本合成新類之后，則必須以確定的距離定義來表示樣本和類或類和類之間的距離。不同的類和類之間距離的定義將會產(chǎn)生不同的系統(tǒng)聚類結(jié)果。本研究采納的Ward’salgorithm法是一種有效、常用的距離定義辦法，它采納不均勻的推斷規(guī)則，從方差分析的觀點出發(fā)，認(rèn)為正確的分類應(yīng)該使類內(nèi)方差完量小，而類間方差完量大。從而得到較好的結(jié)果。
　　2.2建站近紅外光譜判別模型
　　根據(jù)光譜預(yù)處理后的各纖維建模集樣品的近紅外光譜全譜數(shù)據(jù)圖，使用系統(tǒng)聚類分析辦法，建站三種纖維的近紅外光譜判別模型，如圖2所示。根據(jù)判別模型可以明顯區(qū)別三種纖維，從而實現(xiàn)纖維的鑒別。

　　2.3近紅外光譜判別模型精確度驗證
　　使用驗證集樣品的近紅外光譜圖對各判別模型進(jìn)行精確度驗證，在和建模樣品相同的條件下，使用漫反射辦法分離采集四種竹原纖維、苧麻與亞麻驗證集樣品的近紅外光譜圖，進(jìn)行一階導(dǎo)數(shù)+矢量回一化預(yù)處理后，對判別模型進(jìn)行精確度驗證。驗證集樣品的近紅外光譜圖（部分列舉）見圖3，近紅外光譜判別模型驗證結(jié)果（部分列舉）見圖4，綜合判別模型驗證結(jié)果如表2所示。

　　由圖4與表2可知，聚類判別模型對三種纖維可以進(jìn)行精確的鑒別。使用系統(tǒng)聚類分析法建模時，樣品的代表性強與種類的齊全程度高直將獲得更高的精確程度。因此，紅外光譜判別模型仍具有很大的拓展與優(yōu)化空間。

　　3結(jié)論
　　實驗結(jié)果表明，以漫反射法進(jìn)行樣品采譜，經(jīng)一階導(dǎo)數(shù)+矢量回一化光譜預(yù)處理，采納Ward’salgorithm定義距離，基于系統(tǒng)聚類分析法分離建站的竹原纖維、苧麻與亞麻判聚類別模型，可以實現(xiàn)對三種纖維的鑒別，具有操作容易、檢測速度快、精確性高、不損傷樣品等特點。

　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]隋淑英,李汝勤.竹纖維的結(jié)構(gòu)和性能研究[J].紡織學(xué)報，2003,24(6):535-536.
　　[2]LeeSunyoung,ChunSangjin,DohGeumhyun,etal.InfluenceofChemicalModificationandFillerLoadingonFundamentalPropertiesofBambooFibersReinforcedPolypropyleneComposites[J].JournalofCompositeMaterials，2009,43(15):1639-1657.
　　[3]馬順彬，吳佩云.竹漿纖維和粘膠纖維的鑒別及性能測試[J].毛紡科技，2010,38(1):42-46.
　　[4]張濤，鮑文斌，俞建勇.竹漿纖維鑒別辦法的研究[J].紡織學(xué)報，2004,25(5)：28-29.
　　[5]李衛(wèi)東.竹纖維鑒別辦法的研究發(fā)展[J].中國纖檢，2010，359(15):61-64.
　　[6]程隆棣,徐小麗,勞繼紅.竹纖維的結(jié)構(gòu)形態(tài)及性能分析[J].紡織導(dǎo)報，2003(5):101-103.
　　[7]田慧敏,蔡玉蘭.竹原纖維微觀形態(tài)及聚攏態(tài)結(jié)構(gòu)的研究[J].棉花紡織織技術(shù)，2008,36(9):544-547.
　　[8]WangYueping,WangGe,ChengHaitao,etal.StructuresofBambooFiberforTextiles.TextileResearchJournal[J].2010,80(4):334-343.
　　[9]何建新,章偉,王善元.竹纖維的結(jié)構(gòu)分析[J].紡織學(xué)報，2008,29(2):20-24.
　　[10]蔡玉蘭,王東偉.天然竹纖維的固態(tài)核磁共振譜表征[J].纖維素科學(xué)和技術(shù)，2009,17(1):2-6.
　　[11]劉建學(xué).有用近紅外光譜分析技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社,2007.

　　（作者單位：上海市纖維檢驗所）