مع التطور الواسع النطاق للألياف الكيميائية، تتزايد أنواعها وتتنوع. فإلى جانب الألياف العامة، ظهرت أنواع جديدة عديدة، كالألياف الخاصة والمركبة والمعدلة. ولتسهيل إدارة الإنتاج وتحليل المنتجات، بات من الضروري تحديد الألياف النسيجية علميًا.
يشمل تحديد الألياف تحديد الخصائص المورفولوجية والفيزيائية والكيميائية. ويُستخدم الفحص المجهري عادةً لتحديد السمات المورفولوجية.
هناك العديد من الطرق لتحديد الخصائص الفيزيائية والكيميائية، مثل طريقة الاحتراق، وطريقة الذوبان، وطريقة تلوين الكواشف، وطريقة نقطة الانصهار، وطريقة الكثافة النوعية، وطريقة الانكسار المزدوج، وطريقة حيود الأشعة السينية، وطريقة مطيافية امتصاص الأشعة تحت الحمراء، وما إلى ذلك.
1. طريقة الملاحظة بالمجهر
يُعدّ استخدام المجهر لمراقبة الشكل الطولي والعرضي للألياف الطريقة الأساسية لتحديد أنواع الألياف النسيجية المختلفة، ويُستخدم غالبًا لتصنيفها. لكل ليف من الألياف الطبيعية شكل مميز يمكن تمييزه بدقة تحت المجهر. على سبيل المثال، ألياف القطن مسطحة في الاتجاه الطولي، ذات التواء طبيعي، ومقطع عرضي دائري، وتجويف مركزي. أما الصوف، فهو ملتف طوليًا، وله حراشف على سطحه، ومقطع عرضي دائري أو بيضاوي. بعض أنواع الصوف لها لب في المنتصف. بينما يتميز الجوت بعقد أفقية وخطوط عمودية في الاتجاه الطولي، ومقطع عرضي متعدد الأضلاع، وتجويف مركزي كبير.
2. طريقة الاحتراق
إحدى الطرق الشائعة لتحديد الألياف الطبيعية هي الاحتراق. ونظرًا لاختلاف التركيب الكيميائي للألياف، تختلف خصائص احتراقها أيضًا. ويمكن التمييز بين ألياف السليلوز والألياف البروتينية بناءً على سهولة احتراقها، وما إذا كانت لدنة حراريًا، والرائحة المنبعثة أثناء الاحتراق، وخصائص الرماد الناتج بعد الاحتراق.
تحترق ألياف السليلوز مثل القطن والقنب والفيسكوز بسرعة عند ملامستها للهب، وتستمر في الاحتراق بعد ابتعادها عن اللهب، مصحوبة برائحة الورق المحترق، تاركة كمية صغيرة من الرماد الرمادي الناعم بعد الاحتراق؛ أما ألياف البروتين مثل الصوف والحرير فتحترق ببطء عند ملامستها للهب، وبعد ابتعادها عن اللهب تستمر في الاحتراق ببطء، مصحوبة برائحة الريش المحترق، تاركة رمادًا أسود مقرمشًا بعد الاحتراق.
| نوع الشبكة | بالقرب من اللهب | مشتعلة | اترك اللهب | رائحة احتراق | نموذج البقايا |
| ألياف تينسل | لا ذوبان ولا انكماش | يحترق بسرعة | استمر في الاشتعال | ورق محترق | رماد رمادي أسود |
ألياف مودال | لا ذوبان ولا انكماش | يحترق بسرعة | استمر في الاشتعال | ورق محترق | رماد رمادي أسود |
| ألياف الخيزران | لا ذوبان ولا انكماش | يحترق بسرعة | استمر في الاشتعال | ورق محترق | رماد رمادي أسود |
| ألياف الفسكوز | لا ذوبان ولا انكماش | يحترق بسرعة | استمر في الاشتعال | ورق محترق | كمية صغيرة من الرماد ذي اللون الأبيض المائل للصفرة |
| ألياف البوليستر | انكماش ذوبان | أولاً قم بإذابة المحلول ثم قم بحرقه، ثم قم بتقطير المحلول. | يمكن أن يطيل فترة الحرق | رائحة مميزة | كرة صلبة زجاجية بنية داكنة |
3. طريقة الإذابة
تُصنّف الألياف وفقًا لذوبانها في مذيبات كيميائية مختلفة. غالبًا ما يُذيب مذيب واحد أنواعًا متعددة من الألياف، لذا عند استخدام طريقة الذوبان لتحديد الألياف، من الضروري إجراء اختبارات ذوبان متكررة باستخدام مذيبات مختلفة لتأكيد نوع الألياف المُحددة. عند تحديد المكونات المختلطة للمنتجات المخلوطة، يُمكن استخدام مذيب واحد لإذابة ألياف أحد المكونات، ثم استخدام مذيب آخر لإذابة ألياف المكون الآخر. يُمكن أيضًا استخدام هذه الطريقة لتحليل تركيب ومحتوى الألياف المختلفة في المنتجات المخلوطة. يختلف ذوبان الألياف باختلاف تركيز المذيب ودرجة حرارته.
يمكن وضع الألياف المراد تحديدها في أنبوب اختبار، وحقنها بمذيب معين، وتحريكها بقضيب زجاجي، ثم مراقبة ذوبانها. في حال كانت كمية الألياف ضئيلة جدًا، يمكن وضع العينة على شريحة زجاجية مقعرة، وتقطير المذيب عليها، ثم تغطيتها بشريحة زجاجية أخرى، وفحصها مباشرةً تحت المجهر. عند استخدام طريقة الذوبان لتحديد الألياف، يجب التحكم بدقة في تركيز المذيب ودرجة حرارة التسخين، مع الانتباه إلى سرعة ذوبان الألياف. تتطلب هذه الطريقة فهمًا دقيقًا للخصائص الكيميائية المختلفة للألياف، كما أن إجراءات الفحص معقدة.
توجد طرق عديدة لتحديد الألياف النسيجية. عمليًا، لا يمكن الاعتماد على طريقة واحدة فقط، بل يلزم استخدام عدة طرق لإجراء تحليل وبحث شاملين. وتتمثل آلية التحديد المنهجي للألياف في الجمع العلمي بين عدة طرق لتحديدها.
تاريخ النشر: 6 أكتوبر 2022