一种多组份功能性纤维表面颗粒均匀性的评价方法技术

本发明专利技术涉及一种多组份功能性纤维表面颗粒分布均匀性的评价方法，首先获取多组份功能性纤维表面的二维图像，然后对二维图像进行图像分析得到颗粒的直径分布和颗粒中任意相邻颗粒之间的最近邻间距，并得到分布状态的数据指标

【技术实现步骤摘要】
一种多组份功能性纤维表面颗粒均匀性的评价方法


[0001]本专利技术属于功能性纤维材料
，涉及一种多组份功能性纤维表面颗粒均匀性的评价方法
。

技术介绍

[0002]功能性纤维表面颗粒的均匀性直接影响到纤维的摩擦性能及加工应用性能
。
目前评价纤维表面功能性颗粒均匀性的方法主要由两步组成，首先需要对纤维表面的颗粒显微成像，然后对获取到的颗粒显微成像数据进行分析以评价颗粒的均匀性
。
[0003]对于纤维等材料，现有技术尚没有针对纤维表面功能性添加剂颗粒分布均匀性的评价方法，更没有评价多组份功能性纤维表面颗粒分布均匀性的方法
。
[0004]因此，研究一种利用二维成像技术及计算方法来评价纤维表面多组份功能性添加颗粒分布均匀性的方法具有十分重要意义
。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种多组份功能性纤维表面颗粒均匀性的评价方法；
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用的方案如下：
[0007]一种多组份功能性纤维表面颗粒分布均匀性的评价方法，多组份功能性纤维是指含有多种不同颗粒组份的功能性纤维，包括如下步骤：
[0008](1)
获取多组份功能性纤维表面的二维图像；
[0009](2)
对步骤
(1)
获取的二维图像进行图像分析分别得到纤维表面多种不同组份颗粒中每种颗粒的直径分布和每种颗粒中任意相邻颗粒之间的最近邻间距，以及所有颗粒的直径分布和所有颗粒中任意相邻颗粒之间的最近邻间距；
[0010](3)
通过每种颗粒中任意相邻颗粒之间的最近邻间距确定体现每种颗粒在多组份功能性纤维表面的分布状态的数据指标
C
v1
…
C
vn
，通过所有颗粒中任意相邻颗粒之间的最近邻间距确定体现所有颗粒在多组份功能性纤维表面的分布状态的数据指标
C
v0
；
[0011](4)
分别将每种颗粒在多组份功能性纤维表面的直径分布与每种颗粒原料的直径分布进行对比得到直接体现每种颗粒在多组份功能性纤维表面的分散状态变化的数据指标
δ1…
δ
n
，再将所有颗粒在多组份功能性纤维表面的直径分布与所有颗粒原料的直径分布进行对比得到直接体现所有颗粒在多组份功能性纤维表面的分散状态变化的数据指标
δ0；
[0012](5)
基于
C
v1
…
C
vn
和
δ1…
δ
n
计算得到多组份功能性纤维表面每种颗粒的均匀性评价指标
L1…
L
n
，基于
C
v0
和
δ0计算得到多组份功能性纤维表面所有颗粒的均匀性评价指标
L0；
[0013](6)
由
L1…
L
n
以及
L0计算得到多组份功能性纤维表面颗粒的总体均匀性评价指标
L
A
，用于评价多组份功能性纤维表面颗粒的均匀性；
L
A
越小，表示多组份颗粒在功能性纤维表面的均匀性越好；
[0014]C
v1
…
C
vn
、
δ1…
δ
n
、L1…
L
n
、C
v0
、
δ0、L0以及
L
A
的计算公式如下：
[0015][0016][0017][0018]…
[0019][0020][0021][0022][0023][0024][0025][0026]其中，
μ1…
μ
n
分别为多组份功能性纤维表面每种颗粒中任意相邻颗粒之间的最近邻间距的平均值，
σ1…
σ
n
分别为多组份功能性纤维表面每种颗粒中任意相邻颗粒之间的最近邻间距的标准差，
μ1a
…
μ
n
a
分别为原料中的每种颗粒的直径的平均值，
μ1b
…
μ
n
b
分别为每种颗粒在多组份功能性纤维表面的直径的平均值，
μ0为多组份功能性纤维表面所有颗粒中任意相邻颗粒之间的最近邻间距的平均值，
σ0为多组份功能性纤维表面所有颗粒中任意相邻颗粒之间的最近邻间距的标准差，
μ0a
为原料中所有颗粒的直径的平均值，
μ0b
为所有颗粒在多组份功能性纤维表面的直径的平均值
。
[0027]作为优选的技术方案：
[0028]如上所述的一种多组份功能性纤维表面颗粒分布均匀性的评价方法，步骤
(1)
具体为：利用共聚焦拉曼扫描显微镜对多组份功能性纤维进行扫描拍摄，得到多组份功能性纤维的表面拉曼图像，并从中识别出不同种类的颗粒
。
[0029]如上所述的一种多组份功能性纤维表面颗粒分布均匀性的评价方法，共聚焦拉曼扫描显微技术的最大分辨率为
50nm
，所分析的颗粒直径尺寸需在
100nm
及以上
。
[0030]如上所述的一种多组份功能性纤维表面颗粒分布均匀性的评价方法，功能性纤维基质种类为聚对苯二甲酸乙二酯
(PET)、
聚对苯二甲酸丁二酯
(PBT)、
聚丁二酸丁二醇酯
(PBS)、
聚对苯二甲酸丙二酯
(PTT)、
聚萘二甲酸乙二酯
(PEN)、
聚酰胺
6(PA6)、
聚酰胺
66(PA66)
或聚乳酸
(PLA)。
[0031]如上所述的一种多组份功能性纤维表面颗粒分布均匀性的评价方法，颗粒为玉石粉
、
纳米银
、
纳米铜
、
纳米银
/
铜复合物
、
二氧化硅
(SiO2)、
二氧化钛
(TiO2)、
氧化锌
(ZnO)
或四氧化三铁
(Fe3O4)。
[0032]如上所述的一种多组份功能性纤维表面颗粒分布均匀性的评价方法，步骤
(2)
具体为：对步骤
(1)
获取的二维图像由彩色图像转化为灰度图像，减少程序运算量；然后对灰
度图像先后进行对比度归一化和二值化处理，得到提取颗粒的二值化图像；再对提取颗粒的二值化图像进行形态学操作
(
形态学操作是一种基于图像形状的处理方法，通过改变图像的形状和结构来改善图像的特定特征或去除噪声
。
代码中运用形态学操作中的闭运算，先对图像本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种多组份功能性纤维表面颗粒分布均匀性的评价方法，多组份功能性纤维是指含有多种不同颗粒组份的功能性纤维，其特征在于包括如下步骤：
(1)
获取多组份功能性纤维表面的二维图像；
(2)
对步骤
(1)
获取的二维图像进行图像分析分别得到纤维表面多种不同组份颗粒中每种颗粒的直径分布和每种颗粒中任意相邻颗粒之间的最近邻间距，以及所有颗粒的直径分布和所有颗粒中任意相邻颗粒之间的最近邻间距；
(3)
通过每种颗粒中任意相邻颗粒之间的最近邻间距确定体现每种颗粒在多组份功能性纤维表面的分布状态的数据指标
C
v1
…
C
vn
，通过所有颗粒中任意相邻颗粒之间的最近邻间距确定体现所有颗粒在多组份功能性纤维表面的分布状态的数据指标
C
v0
；
(4)
分别将每种颗粒在多组份功能性纤维表面的直径分布与每种颗粒原料的直径分布进行对比得到直接体现每种颗粒在多组份功能性纤维表面的分散状态变化的数据指标
δ1…
δ
n
，再将所有颗粒在多组份功能性纤维表面的直径分布与所有颗粒原料的直径分布进行对比得到直接体现所有颗粒在多组份功能性纤维表面的分散状态变化的数据指标
δ0；
(5)
基于
C
v1
…
C
vn
和
δ1…
δ
n
计算得到多组份功能性纤维表面每种颗粒的均匀性评价指标
L1…
L
n
，基于
C
v0
和
δ0计算得到多组份功能性纤维表面所有颗粒的均匀性评价指标
L0；
(6)
由
L1…
L
n
以及
L0计算得到多组份功能性纤维表面颗粒的总体均匀性评价指标
L
A
，用于评价多组份功能性纤维表面颗粒的均匀性；
C
v1
…
C
vn
、
δ1…
δ
n
、L1…
L
n
、C
v0
、
δ0、L0以及
L
A
的计算公式如下：的计算公式如下：的计算公式如下：
…………………
其中，
μ1…
μ
n
分别为多组份功能性纤维表面每种颗粒中任意相邻颗粒之间的最近邻间距的平均值，
σ1…

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文兴，陈士良，吕汪洋，陈蕾，秦夏楠，朱炜，孙燕琳，甘胜华，徐圆，
申请(专利权)人：桐昆集团股份有限公司浙江桐昆新材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：