技术摘要：
本发明涉及纤维性能检测技术领域，公开了一种检测纤维含水率和含油率的低成本方法，步骤为：（1）用国家标准方法分别测定标准纤维样品的含水率和含油率；（2）用纤维比电阻仪和介电常数测定仪分别测定标准纤维样品的比电阻值和介电常数值；（3）通过步骤（1）和（2）的  全部
背景技术：
化学纤维本身摩擦因数较大，吸湿性较差并且容易产生静电，从而导致其可纺性 差。因此，在化学纤维的纺丝过程中，需要添加一定量的纺丝油剂进行上油处理，可以赋予 纤维良好的平滑、集束、抗静电等性能，改善其可纺性。当使用纺丝油剂时，以去离子水和油 剂配制成乳液喷涂于纤维表面，经上油处理的纤维是由水分、油剂、干燥无油纤维组成的三 组分混合体(以下称为“纤维混合体”或“混合体”)，其中纤维含水率是指附着在纤维表面的 水分与干燥无油纤维质量的百分比，纤维含油率是指附着在纤维表面的油剂与干燥无油纤 维质量的百分比。在化学纤维生产过程中，纤维的含水率、含油率直接影响到纺丝的顺利进 行和纺织品的最终品质，是重要的质控参数，其中纤维含水率变化会引起纤维重量和一系 列性质的变化，含水率控制不当，会严重影响纺丝质量，纤维含水率的检测是纺织行业最为 普遍的检测项目；纤维含油率也必须控制在合理范围内，含油率过低，会导致毛丝、断头等 现象；含油率过高，容易产生黏缠现象，增加结焦、发烟及白粉等问题，影响纺丝和产品质 量。简而言之，在纺丝过程中，纤维含水率和含油率检测对于准确地把握和控制上油量具有 非常重要的意义。 现有技术中，用于检测纤维含水率的常用方法是干燥称重法，依据国家标准的回 潮率试验方法，称量纤维的湿重和干重以计算纤维含水率，该方法时间长、效率低。传统的 纤维含油率检测方法是萃取法，利用油剂可溶解于特定的有机溶剂，将纤维上的油剂萃取 出来，称量油剂和纤维质量以计算纤维含油率，该方法繁琐、耗时且效率低，并且萃取剂毒 性大，对人体伤害大。新兴的核磁共振法是一种高效且环保的检测方法，例如，在中国专利 文献上公开的“一种检测纤维含水率和含油率的方法”，其公告号CN103728197A，包括以下 步骤：步骤1：用卤素水分测定仪检测纤维含水率；步骤2：采用直接滴油法在核磁仪上将核 磁标准信号和含油率线性拟合；步骤3：取一定质量的样品放入核磁仪中，找出对应已知浓 度的纺丝原油的标准曲线，测试纤维的含油率。该方法省时、方便，但设备价格较高，检测成 本高，难以大规模广泛应用。
技术实现要素：
本发明是为了克服现有技术中用传统的干燥称重法和萃取法检测纤维的含水率 和含油率时，方法繁琐、耗时长、效率低，并且萃取剂毒性大，对人体伤害大；用核磁共振法 等新兴的高效环保方法检测时，又存在设备价格较高，检测成本高，难以大规模广泛应用的 问题，提供一种检测纤维含水率和含油率的低成本方法，用纤维比电阻仪和介电常数测定 仪来联合检测纤维含水率和含油率，具有简单易操作、成本低、检测结果精准、可重复性好 的优点。 3 CN 111595906 A 说　明　书 2/8 页 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案： 一种检测纤维含水率和含油率的低成本方法，包括如下步骤： (1)用国家标准方法分别测定标准纤维样品的含水率wW和含油率wO； (2)用纤维比电阻仪和介电常数测定仪分别测定标准纤维样品的比电阻值ρmix和介电 常数值εmix； (3)通过步骤(1)和(2)的测量数据分别拟合得到纤维比电阻值ρmix及介电常数值εmix与 wW和wO的函数关系式： ρmix＝ρmix(wW,wO)            ① εmix＝εmix(wW,wO)            ②； (4)用纤维比电阻仪和介电常数测定仪分别测定待测纤维样品的比电阻值和介电常数 值，并通过步骤(3)中得到的函数关系式计算出待测纤维样品的含水率和含油率。 作为优选，步骤(3)的①式中，纤维比电阻值ρmix与wW和wO的函数关系满足： 其中A1、B1、C1、D为常数。 作为优选，步骤(3)的②式中，纤维介电常数值εmix与wW和wO的函数关系满足：εmix＝ εmix(wW,wO)＝A2·wW B2·wO C2，其中A2、B2、C2为常数。 作为优选，步骤(1)中通过GB/T  6503-2008《化学纤维回潮率试验方法》中的方法 测定标准纤维样品的含水率。 作为优选，步骤(1)中通过GB/T  6504-2008《化学纤维含油率试验方法》中的萃取 法测定标准纤维样品的含油率。 作为优选，步骤(1)、(2)和(4)中的测定工作在相同的温度和湿度范围内进行。 作为优选，所述温度范围为8～40℃，湿度范围为30～80％RH。 本发明先根据标准样品的测试数据拟合出纤维比电阻值和介电常数值与纤维含 水率和含油率之间的函数关系，然后通过纤维比电阻仪和介电常数测定仪两种单元的测量 值ρmix、εmix来联合检测纤维的含水率和含油率，根据宏观物性来间接反映纤维的含量组成。 不同测试条件下拟合出的函数关系式不同，可适用于不同油剂、不同纤维品种、不同测试环 境下纤维含水率和含油率的检测，适用范围广；纤维比电阻仪测量误差小于±5％，介电常 数测定仪测量误差小于±1.5％，纤维含水率检测的最大相对偏差可以小于±0.41％，纤维 含油率检测的最大相对偏差可以小于±2.337％，检测结果精准、可重复性好；同时纤维比 电阻仪和介电常数测定仪操作简便、检测效率高，并且成本低，可以实现纤维含水率和含油 率的简单、精确、低成本检测。 纺丝油剂中有良好的抗静电剂，可赋予纤维良好的抗静电性能，纤维比电阻是对 其抗静电性的间接反映，纤维比电阻值越低，其抗静电性能越好。一般，上油后的纤维与干 燥无油纤维相比，其比电阻值会大幅降低，有数量级上的变化，纤维含油率的高低变化对纤 维混合体的比电阻值影响较为明显，因此本发明选用纤维比电阻值作为测量纤维含水率和 含油率的参数之一。 经纺丝上油后的纤维是干燥无油纤维(F)、水分(W)和油剂(O)的混合体，经纤维比 电阻仪测定的比电阻值是该混合体的比电阻值，因此它是关于混合体中水分、油剂、干燥无 油纤维质量分率的函数。根据纤维含水率、含油率定义(纤维含水率是指附着在纤维表面的 水分与干燥无油纤维质量的百分比，纤维含油率是指附着在纤维表面的油剂与干燥无油纤 4 CN 111595906 A 说　明　书 3/8 页 维质量的百分比)，混合体中水分、油剂质量分率为wF·wW、wF·wO，(其中wF为干燥无油纤维 占纤维混合体的质量分率)，而： wF·wW wF·wO wF＝1，则有： wF＝1/(wW wO 1) 故纤维混合体的比电阻值满足①式： ρmix＝ρmix(wF·wW,wF·wO,wF)＝ρmix(wW,wO)        ① 即，混合体的比电阻值是关于纤维含水率和含油率(wW、wO)的函数。 水分的介电常数比干燥无油纤维大很多倍，如室温下、测试频率为1kHz时，水的介 电常数为78.5，而常见的涤纶介电常数在2.9～3.4，纤维含水率的高低变化对纤维混合体 的介电常数值影响较为明显，因此本发明选用介电常数值作为测量纤维含水率和含油率的 另一个参数。 同理，经纺丝上油后的纤维是干燥无油纤维、水分和油剂的混合体，经介电常数测 定仪测定的介电常数值是该混合体的介电常数值，它是混合体中水分、油剂、干燥无油纤维 质量分率的函数。纤维混合体的比电阻值满足②式： εmix＝εmix(wF·wW,wF·wO,wF)＝εmix(wW,wO)         ② 即，混合体的介电常数值是关于纤维含水率和含油率(wW、wO)的函数。 又因为比电阻是衡量材料导电性能的指标，介电常数是衡量材料极化特性的指 标，两者之间没有相关性，因此，纤维比电阻仪测量值ρmix和介电常数测定仪测量值εmix两者 相互独立或无关，方程组①、②有唯一解。因此将待测纤维样品的纤维比电阻仪测量值ρmix 和介电常数测定仪测量值εmix代入拟合出的方程组，即可计算出待测纤维样品的含水率和 含油率。 因此，本发明具有如下有益效果： (1)根据不同的测试条件拟合出的函数关系式不同，可适用于不同油剂、不同纤维品 种、不同测试环境下纤维含水率和含油率的检测，适用范围广； (2)纤维比电阻仪和介电常数测定仪的测量误差小，检测结果精准、可重复性好； (3)纤维比电阻仪和介电常数测定仪操作简便、检测效率高，并且成本低。 附图说明 图1是实施例中比电阻值ρmix关于含水率wW和含油率wO的函数关系图。 图2是实施例中介电常数值εmix关于含水率wW和含油率wO的函数关系图。