珍珠纖維的研究進(jìn)展及其定性鑒別方法

劉 鵬，賈凱凱，文 莉

（上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院，上海200040）

0 引言

珍珠既是一種高貴、典雅的珠寶，又是一味珍貴的中藥藥材。珍珠中不僅含有豐富的鎂、鈣、鋅等多種微量元素，還含有不同種類的氨基酸，長時間與皮膚接觸能夠被人體吸收，可以起到保健、護(hù)膚的作用，有利于人體的健康[1]。珍珠纖維是先由超細(xì)珍珠粉與黏膠纖維紡絲液混合，然后再經(jīng)紡絲工藝加工制備而成的新型功能性纖維素纖維，兼具了珍珠和黏膠纖維的特性，使得珍珠纖維面料具有養(yǎng)顏?zhàn)o(hù)膚、抗紫外線、純天然、吸濕透氣、服用舒適、對肌膚有親和性等優(yōu)點(diǎn)[2]，不僅滿足了消費(fèi)者對舒適美觀的追求，還迎合了人們追逐健康產(chǎn)品的潮流。通過對珍珠纖維的性能進(jìn)行概述，分析了目前珍珠纖維產(chǎn)品的研究現(xiàn)狀，總結(jié)了當(dāng)前珍珠纖維定性檢測的方法及其可以改進(jìn)的方向。

1 珍珠纖維及其產(chǎn)品開發(fā)的研究現(xiàn)狀

珍珠纖維是由東華大學(xué)與上海新型紡紗中心合作共同研發(fā)的一種新型纖維，在國內(nèi)外屬于首創(chuàng)的一類高檔功能性纖維。它是一種借助于高科技手段，將納米級珍珠粉與黏膠纖維紡絲液混合紡絲，使纖維內(nèi)和外表均勻分布納米珍珠微粒的新型功能性纖維[3]。珍珠粉的加入，大大地提高了珍珠纖維的功能性，因?yàn)橐坏├w維上的珍珠納米微粒與肌膚接觸，汗液中的乳酸會溶出纖維中部分珍珠營養(yǎng)成分被皮膚吸收，從而促進(jìn)人體肌膚超氧化物歧化酶（SOD）的活性，抑制黑色素的合成，保持皮膚的白皙細(xì)膩，具備護(hù)膚的功效[4-5]。此外，珍珠的主要成分為碳酸鈣，其本身也具有防紫外線功能。據(jù)最新研究表明，納米珍珠粉還具有發(fā)射紅外波的功能，它可改善人體微循環(huán)，對人體有保健作用[6]，再加上綜合了黏膠纖維本身具備的吸濕透氣、服用舒適及可紡性高等特性，珍珠纖維一在市場上出現(xiàn)就引起廣泛的關(guān)注。

1.1 珍珠纖維紗線產(chǎn)品

立肯諾珍珠纖維和高強(qiáng)抗皺珍珠纖維是目前市場上存在的較為成熟的珍珠纖維紡織品，其中立肯諾珍珠纖維既有珍珠養(yǎng)顏?zhàn)o(hù)膚、延緩衰老的功效，又具備黏膠纖維吸濕透氣、服用性好的特性。珍珠顆粒均勻地分布在纖維表面及其內(nèi)部，長時間與皮膚接觸，具有養(yǎng)顏?zhàn)o(hù)膚、嫩白肌膚、清火敗毒、抗紫外線的功效。此外，立肯諾珍珠纖維還含有多種氨基酸和微量元素，纖維表面有珍珠般光澤，給人清爽絲滑的感覺[3]。而高強(qiáng)抗皺珍珠纖維紗是以珍珠纖維為原料，經(jīng)過鄭州四棉有限公司研發(fā)人員反復(fù)試驗(yàn)紡制而成，其手感絲滑、色澤亮麗，具有珍珠抗紫外線、養(yǎng)顏嫩膚、清火祛毒等功效，且與肌膚有較好的親和性，是一種優(yōu)良的護(hù)膚面料，更是內(nèi)衣材料的首選。

1.2 珍珠纖維面料產(chǎn)品

繆福昌[7]對珍珠纖維、抗菌滌綸、棉等進(jìn)行了混紡研究，尤其從紡紗和織造方面進(jìn)行了研究，并對所得紡織品的手感、光澤和性能等進(jìn)行了評價，發(fā)現(xiàn)面料性能良好、外觀光澤緩和、手感柔軟，為珍珠纖維產(chǎn)品的開發(fā)提供了參考。胡少華等[8]基于珍珠纖維的結(jié)構(gòu)和功能特性，進(jìn)行珍珠纖維混紡紗線的成分配比試驗(yàn)，分析適用于針織服裝的混紡紗參數(shù)設(shè)計，并結(jié)合服裝的功能性和服用性要求，針對不同款式、手感及時尚要求進(jìn)行紗線選擇，為珍珠纖維在針織女裝全品類產(chǎn)品的開發(fā)中提供思路。劉利軍[9]將珍珠纖維和羊毛進(jìn)行混紡，織造出雙層透視休閑花呢紡織品，通過優(yōu)化毛條、紡紗、織造及后整理的工藝參數(shù)，確保雙層透視休閑呢的產(chǎn)品外觀和內(nèi)在質(zhì)量，獲得具有透視效果、手感柔滑、有絲綢般的光澤、懸垂性好、吸濕透氣和尺寸穩(wěn)定性好的紡織面料。

隨著紡織行業(yè)的不斷創(chuàng)新發(fā)展，新型功能性纖維將層出不窮。珍珠纖維作為一種新型的功能性纖維素纖維，具有優(yōu)良的紡織性能和突出的保健功效，能夠迎合消費(fèi)者追求健康、環(huán)保的需求，具有較大的潛在市場價值，其研究應(yīng)用前景較為廣闊。

2 珍珠纖維定性檢測方法

珍珠纖維既不同于羊毛、桑蠶絲、柞蠶絲等天然蛋白質(zhì)纖維，也不同于牛奶纖維、大豆纖維等蛋白改性纖維，它是以黏膠纖維為載體生產(chǎn)制造出來的，其特性與黏膠纖維十分相似。在日常檢測工作中，采用傳統(tǒng)的燃燒法、顯微鏡法或溶解法進(jìn)行定性分析，無法清晰地將其與黏膠等再生纖維素纖維區(qū)分開來，因而不能通過定性檢測判斷出其是否為珍珠纖維，給檢測人員帶來了一定的難度和挑戰(zhàn)。在現(xiàn)階段，對于珍珠纖維的定性鑒別主要是以常規(guī)檢測方法為主，同時借助用于化學(xué)分析的精密分析儀器，以珍珠纖維中珍珠相對應(yīng)的氨基酸和特征元素為檢測對象，最終達(dá)到對珍珠纖維定性鑒別的目的。然而，在實(shí)際鑒別過程中，單一的檢測方法往往難以準(zhǔn)確鑒別，需要結(jié)合幾種不同的鑒別方法相互運(yùn)用，綜合分析后才可以得出正確的結(jié)論。

2.1 常規(guī)檢測方法

在日常檢測過程中，定性檢測方法主要包括了FZ∕T 01057.1—2007《紡織纖維鑒別試驗(yàn)方法 第1 部分:通用說明》所列的燃燒法、熔點(diǎn)法、顯微鏡法、溶解法、紅外光譜法等。在進(jìn)行燃燒試驗(yàn)時，珍珠纖維的燃燒特征主要表現(xiàn)為：接近火焰時，不熔不縮；在火焰中能夠迅速燃燒，離開火焰后繼續(xù)燃燒；燃燒剩余物形態(tài)呈略帶灰白色灰燼；有燒紙氣味。這與大多數(shù)纖維素纖維的燃燒特征相似，因而通過燃燒法只能定性判斷出珍珠纖維屬于纖維素纖維這一大類。此外，由于珍珠纖維中氨基酸和無機(jī)物的含量過低，采用常規(guī)的紅外光譜法也不能有效地檢出，因而也不能鑒別出珍珠纖維和黏膠纖維。因此，對黏膠纖維和珍珠纖維進(jìn)行定性鑒別時，需要借助更為有效的檢測方法。

2.2 儀器分析法

2.2.1 電子顯微鏡法

電子顯微鏡法包括掃描電鏡法（SEM）、原子力顯微鏡法（AFM）、透射電鏡法（TEM）等。牛雪梅等[11]對珍珠纖維表面進(jìn)行了表征，通過SEM和AFM可以觀察到珍珠纖維表面存在溝壑，并呈現(xiàn)凹凸不平的微粒狀突起。葉卉等[12]通過使用AFM 和TEM對這一表征進(jìn)行了補(bǔ)充，發(fā)現(xiàn)珍珠纖維的表面粗糙度明顯高于黏膠纖維，其內(nèi)部無機(jī)物微粒含量更多，且排列更為緊密。因此，借助于電子顯微鏡法，可以發(fā)現(xiàn)珍珠纖維和黏膠纖維在表面相貌和微觀結(jié)構(gòu)上存在明顯的差異。然而，這并不能有力證明這種差異是由于珍珠粉的存在而產(chǎn)生的，因此此種方法只能為鑒別珍珠纖維提供參照。

2.2.2 氨基酸組分分析法

珍珠纖維中因?yàn)檎渲榉鄣募尤攵綆Я苏渲榈囊恍┨匦?，因珍珠中含有多種氨基酸、蛋白質(zhì)和短肽，因而通過對珍珠纖維進(jìn)行氨基酸組分分析，可以有效地區(qū)分出不含蛋白質(zhì)的黏膠纖維。丁麗君等[12]通過對珍珠纖維和珍珠層粉纖維氨基酸組分進(jìn)行定量分析，實(shí)現(xiàn)了珍珠纖維和珍珠層粉纖維的有效區(qū)分，為珍珠纖維的鑒別提供了依據(jù)。然而，對于同樣含有氨基酸的蛋白改性再生纖維素纖維，這一方法顯然不再適用，需結(jié)合其他方法，綜合分析后實(shí)現(xiàn)珍珠纖維的鑒別。

2.2.3 元素分析法

研究表明，珍珠中超過90%的無機(jī)化學(xué)成分是碳酸鈣，此外還含有少許氧化鈣、硫酸鈣以及各種微量元素，如Mg、Mn、Cu、Al、Si等[13]。葉卉等[11]通過對珍珠纖維中特征元素進(jìn)行分析，對比珍珠纖維、黏膠纖維、蠶絲纖維等無機(jī)元素的含量，發(fā)現(xiàn)珍珠纖維和其他纖維譜圖差異明顯，Ca元素含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他纖維。這可以為鑒別珍珠纖維提供參考，并對珍珠纖維中特征無機(jī)元素Mg、Mn、Cu、Al、Si、Ca等進(jìn)行成分分析，結(jié)合氨基酸組分和特征元素間一定的比例關(guān)系，可以保證鑒別的可靠性，也被認(rèn)為最能反映出珍珠纖維的特征。

雖然上述方法在鑒別珍珠纖維方面確實(shí)可行，但整個檢測過程相對繁瑣復(fù)雜，成本較高。為了進(jìn)一步降低成本，開發(fā)出更為簡單、快捷的檢測方法，較為有效的方法是尋找珍珠纖維中特征元素的指紋圖譜，以簡易的方法快速識別珍珠纖維，使珍珠纖維的鑒別、檢測能更好地適應(yīng)市場需求。此外，也可通過在不影響纖維自身性能的前提下，向珍珠纖維中添加某些特殊標(biāo)識物[14]，實(shí)現(xiàn)紡織產(chǎn)品中珍珠纖維的快速鑒別。然而，無論是借助于指紋圖譜，還是加入特殊標(biāo)識物，都還有待于進(jìn)一步的研究。

3 結(jié)論

（1）珍珠纖維憑借其優(yōu)異的特性，越來越受到人們的青睞。隨著市場上的珍珠纖維紡織品品類越來越多，迫切需要相應(yīng)的鑒別方法。

（2）傳統(tǒng)的檢測方法并不能鑒別出纖維中是否有珍珠粉的存在。電子顯微鏡法只能說明珍珠纖維的微觀物理形態(tài)與普通的纖維存在差異，并不能證明所存在的差異是因珍珠粉的存在而產(chǎn)生的；氨基酸組分分析法無法令珍珠纖維與其他的蛋白改性纖維素纖維進(jìn)行區(qū)分。

（3）利用元素分析法對珍珠纖維特有的微量元素進(jìn)行表征，并與氨基酸組分分析法相結(jié)合，是目前鑒別珍珠纖維最有效的方法。