董翔 木棉纤维是一种天然非棉纤维,有白色、黄色和黄棕色三种,纤维长约8~32 mm,直径约20~45μm。木棉纤维与棉纤维有很多相似之处,但它在保暖性方面更具优势。木棉纤维中空度高,密度低,具有疏水性,在浮力材料、吸油擦布、填充料及隔热产品领域均具应用前景。目前,关于棉/木棉混纺产品中两种纤维含量的测定方法不多,采用纤维细度仪测量是一种较快速可行的方法,但该方法在测量过程中存在一定的不确定度,因此进行不确定度的评定十分必要。
1 测量方法概述 棉和木棉均为纤维素纤维,混纺后用化学分析法很难准确地测定各组分的含量,也无法用机械方法将其分开,但可在分析棉与木棉纤维形态结构差异的基础上,采用显微镜目测分辨方法进行确定。 木棉纤维与棉纤维的结构差异较大。棉纤维呈腰圆形,中空较少,结构较紧密,且有天然扭曲;而木棉纤维呈圆柱形,中空度较高,外壁光滑,且结构较为松散。图1和图2为使用CU纤维细度仪拍摄到的棉与木棉纤维图片。 图1 棉纤维 图2 木棉纤维 将试样用哈氏切片器切取一定长度的纤维束,制成观察样本,使用纤维细度仪分辨和计数一定量的纤维,测量纤维的直径和数量,从而计算出木棉纤维的面积折算系数,最后求出棉与木棉混纺产品的含量百分比。测量10次,取平均值。
2不确定度评定2.1不确定度来源分析 本试验过程的不确定度主要有4个来源:随机因素产生的A类不确定度,测量纤维直径产生的不确定度,纤维细度分析仪测定系统分辨力时产生的不确定度,以及显微镜放大倍率产生的不确定度。2.2建立数学模型 根据其检测原理建立数学模型,作为不确定度的评定依据。式中:y——木棉纤维含量; m1——木棉纤维质量; m——试样总质量。2.3不确定度分量的量化2.3.1 A类不确定度 在相同的测量条件下,对棉与木棉纤维含量进行测定,测试数据见表