纤维中结构检测方案(激光拉曼光谱)

无纺布是一种不需要纺纱织布而形成的织物。它不是由一根一根的纱线交织、编结在一起。以多种纤维和各种形式组合而成的无纺布，其最大特征是能够轻松优化组合，改变其功能及形状来配合使用目的。在衣服、家具、车辆、能源、宇航工业等广泛范畴均被有效地利用。无纺布有多种制造方法：机械结合( 纺粘无纺布)，高压水流喷射( 水刺无纺布)、热密封粘合（热合无纺布）等。用于热合的纤维像铅笔般有着芯鞘结构，即芯部和鞘部的两个部分具有不同类型的树脂结构。每种树脂的立体构造均对无纺布的功能产生极大影响。因此，有必要对纤维内部的成分分布进行详细的观察。红外光谱制图法常被用于树脂成分的识别，但需要截面切片，或是用树脂包埋技术制样，无法在非破坏的情况下检测树脂内部。而激光拉曼显微镜使用共聚焦拉曼系统阻挡散焦信号，仅检测集中在一定深度位置的信号，取得透明样品的内部光谱图。利用这种特质对多组分树脂进行深度方向的拉曼成像，便可在非破坏的基础上观察树脂内部的成分分布。芯鞘纤维的截面拉曼成像用拉曼成像观察鞘芯结构把一条拥有芯鞘双层构造的芯鞘纤维的横切面进行拉曼成像。RAMANtouch 在平面及深度方向分别有超过350 nm 及1μm 的空间分辨率，本次测量使用1.40 数值孔径的油浸物镜，使空间分辨率更为上升。线照明的超高速成像功能在细微结构的成像分析中发挥突出表现。观察芯部跟鞘部的纤维截面图，通过拉曼谱图可得知: 芯部含有PET ( 聚对苯二甲酸乙二酯) 鞘部则是PE ( 聚乙烯) 构成。另外，芯部同时混合了锐钛矿型的TiO?( 二氧化钛) 以白色标示。因此，RAMANtouch 能够在亚微米的空间分辨率下提供精细的成分分布。值得一提的是，红外光谱分析甚至是ATR 都无法获得这样的平面高空间分辨率，先前提及的显微红外光谱分析法，即使使用在平面方向有高空间分辨率的衰减全反射方式，也无法制作出能捕捉μm 级微弱成分的细致图像。此外，红外光谱很可能无法检测到TiO?的特有峰值，因为标准的MCT 检测器（HgCdT 检测器）在低波段表现的灵敏度较低。拉曼光谱的绝对优势是可以识别出物质在低波段的峰位，如金属氧化物等。芯鞘纤维的立体拉曼成像3D(XYZ) 拉曼成像功能可以改变焦平面的高度获得多个XY 拉曼成像，重组成3D 数据表现出来。图片是以3D 拉曼成像通过分析芯鞘纤维结构测量的结果。以3D 方式进行分布观察，能用直觉捕捉到用XY 成像时难以理解的TiO?分布情况。虽然无法在XY 图像上清晰显现，但3D 拉曼成像后清晰可见。信息量在三维显著增加，可识别肉眼不可见的缺陷部件、涂层的厚薄不均、异物混入过程的分析等。用RAMANtouch 拉曼显微镜，无需切断纤维，便能轻易的从多种角度对纤维的三维结构进行分析。   从不同角度观察纤维结构的拉曼成像详细应用请联系我们，欢迎交流探讨~