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摘要：本文采用紅外光譜建模法對(duì)竹原纖維、苧麻和亞麻的定性鑒別進(jìn)行了研究。結(jié)果表明建立的紅外光譜綜合判別模型的準(zhǔn)確度高，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)三種纖維簡(jiǎn)單、準(zhǔn)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、廉價(jià)、資源豐富的纖維素纖維，因具有良好的理化性能，近年來(lái)受到了越來(lái)越多人的青睞[1-4]。然而，由于竹原纖維與苧麻、亞麻具有極其相似的形態(tài)結(jié)構(gòu)或理化性質(zhì)，竹原纖維與苧麻、亞麻的有效鑒別成為當(dāng)前研究的難題，至今尚未有鑒別方法的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[5-6]。當(dāng)前，針對(duì)竹原纖維的鑒別，人們采用一些常規(guī)檢測(cè)方法進(jìn)行了探索研究，但在適用性和有效性上仍有欠缺[7-10]。本文廣泛收集國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的竹原纖維、苧麻和亞麻，應(yīng)用近紅外聚類分析方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)竹原纖維和苧麻、亞麻的鑒別。

1 試驗(yàn)
1.1 材料
實(shí)驗(yàn)材料見(jiàn)表1。

竹原纖維由四川班博竹業(yè)發(fā)展有限公司、福建正和竹紡有限公司提供，苧麻、亞麻由湖南省纖維檢驗(yàn)局提供。
1.2儀器
（SEM-EDS）MPA型多功能傅立葉變換近紅外光譜儀（Bruker）。

2結(jié)果與討論
2.1近紅外光譜圖分析與處理
三種纖維使用相同的漫反射條件采集的近紅外光譜圖見(jiàn)圖1。

(a) 苧麻

(b)竹原纖維

(c)亞麻

圖1 三種纖維的近紅外光譜圖

三種纖維近紅外光譜的吸收峰峰形及峰強(qiáng)非常相似，無(wú)法進(jìn)行纖維區(qū)分。因此，對(duì)近紅外光譜經(jīng)一階導(dǎo)數(shù)+矢量歸一化預(yù)處理后，采用Ward’s algorithm定義距離、基于系統(tǒng)聚類分析法（Hierarchical Cluster Analysis，HCA）[11]建立了三種纖維判別模型，并進(jìn)行準(zhǔn)確度驗(yàn)證。
系統(tǒng)聚類分析法就是采用

圖2三種纖維的近紅外光譜判別模型

（坐標(biāo)值代表的群體之間的距離值）

2.3近紅外光譜判別模型準(zhǔn)確度驗(yàn)證
使用驗(yàn)證集樣品的近紅外光譜圖對(duì)各判別模型進(jìn)行準(zhǔn)確度驗(yàn)證，在與建模樣品相同的條件下，使用漫反射方法分別采集四種竹原纖維、苧麻和亞麻驗(yàn)證集樣品的近紅外光譜圖，進(jìn)行一階導(dǎo)數(shù)+矢量歸一化預(yù)處理后，對(duì)判別模型進(jìn)行準(zhǔn)確度驗(yàn)證。驗(yàn)證集樣品的近紅外光譜圖（部分列舉）見(jiàn)圖3，近紅外光譜判別模型驗(yàn)證結(jié)果（部分列舉）見(jiàn)圖4，綜合判別模型驗(yàn)證結(jié)果如表2所示。

圖3 驗(yàn)證集樣品的近紅外光譜圖（部分列舉）

(a) 竹原纖維

(b)苧麻

(c)亞麻纖維

圖4 近紅外光譜判別模型驗(yàn)證結(jié)果（部分列舉）

表2 三種纖維的判別模型驗(yàn)證結(jié)果

由圖4 和表2可知，聚類判別模型對(duì)三種纖維可以進(jìn)行準(zhǔn)確的鑒別。使用系統(tǒng)聚類分析法建模時(shí)，樣品的代表性強(qiáng)和種類的齊全程度高直將獲得更高的準(zhǔn)確程度。因此，紅外光譜判別模型仍具有很大的拓展和優(yōu)化空間。

3 結(jié)論
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，以漫反射法進(jìn)行樣品采譜，經(jīng)一階導(dǎo)

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（作者單位：上海市纖維檢驗(yàn)所）