珍珠纤维的研究进展及其定性鉴别方法

2020-12-12贾凯凯

纺织检测与标准 2020年6期

刘鹏，贾凯凯，文莉

（上海市质量监督检验技术研究院，上海200040）

0 引言

珍珠既是一种高贵、典雅的珠宝，又是一味珍贵的中药药材。珍珠中不仅含有丰富的镁、钙、锌等多种微量元素，还含有不同种类的氨基酸，长时间与皮肤接触能够被人体吸收，可以起到保健、护肤的作用，有利于人体的健康[1]。珍珠纤维是先由超细珍珠粉与黏胶纤维纺丝液混合，然后再经纺丝工艺加工制备而成的新型功能性纤维素纤维，兼具了珍珠和黏胶纤维的特性，使得珍珠纤维面料具有养颜护肤、抗紫外线、纯天然、吸湿透气、服用舒适、对肌肤有亲和性等优点[2]，不仅满足了消费者对舒适美观的追求，还迎合了人们追逐健康产品的潮流。通过对珍珠纤维的性能进行概述，分析了目前珍珠纤维产品的研究现状，总结了当前珍珠纤维定性检测的方法及其可以改进的方向。

1 珍珠纤维及其产品开发的研究现状

珍珠纤维是由东华大学与上海新型纺纱中心合作共同研发的一种新型纤维，在国内外属于首创的一类高档功能性纤维。它是一种借助于高科技手段，将纳米级珍珠粉与黏胶纤维纺丝液混合纺丝，使纤维内和外表均匀分布纳米珍珠微粒的新型功能性纤维[3]。珍珠粉的加入，大大地提高了珍珠纤维的功能性，因为一旦纤维上的珍珠纳米微粒与肌肤接触，汗液中的乳酸会溶出纤维中部分珍珠营养成分被皮肤吸收，从而促进人体肌肤超氧化物歧化酶（SOD）的活性，抑制黑色素的合成，保持皮肤的白皙细腻，具备护肤的功效[4-5]。此外，珍珠的主要成分为碳酸钙，其本身也具有防紫外线功能。据最新研究表明，纳米珍珠粉还具有发射红外波的功能，它可改善人体微循环，对人体有保健作用[6]，再加上综合了黏胶纤维本身具备的吸湿透气、服用舒适及可纺性高等特性，珍珠纤维一在市场上出现就引起广泛的关注。

1.1 珍珠纤维纱线产品

立肯诺珍珠纤维和高强抗皱珍珠纤维是目前市场上存在的较为成熟的珍珠纤维纺织品，其中立肯诺珍珠纤维既有珍珠养颜护肤、延缓衰老的功效，又具备黏胶纤维吸湿透气、服用性好的特性。珍珠颗粒均匀地分布在纤维表面及其内部，长时间与皮肤接触，具有养颜护肤、嫩白肌肤、清火败毒、抗紫外线的功效。此外，立肯诺珍珠纤维还含有多种氨基酸和微量元素，纤维表面有珍珠般光泽，给人清爽丝滑的感觉[3]。而高强抗皱珍珠纤维纱是以珍珠纤维为原料，经过郑州四棉有限公司研发人员反复试验纺制而成，其手感丝滑、色泽亮丽，具有珍珠抗紫外线、养颜嫩肤、清火祛毒等功效，且与肌肤有较好的亲和性，是一种优良的护肤面料，更是内衣材料的首选。

1.2 珍珠纤维面料产品

缪福昌[7]对珍珠纤维、抗菌涤纶、棉等进行了混纺研究，尤其从纺纱和织造方面进行了研究，并对所得纺织品的手感、光泽和性能等进行了评价，发现面料性能良好、外观光泽缓和、手感柔软，为珍珠纤维产品的开发提供了参考。胡少华等[8]基于珍珠纤维的结构和功能特性，进行珍珠纤维混纺纱线的成分配比试验，分析适用于针织服装的混纺纱参数设计，并结合服装的功能性和服用性要求，针对不同款式、手感及时尚要求进行纱线选择，为珍珠纤维在针织女装全品类产品的开发中提供思路。刘利军[9]将珍珠纤维和羊毛进行混纺，织造出双层透视休闲花呢纺织品，通过优化毛条、纺纱、织造及后整理的工艺参数，确保双层透视休闲呢的产品外观和内在质量，获得具有透视效果、手感柔滑、有丝绸般的光泽、悬垂性好、吸湿透气和尺寸稳定性好的纺织面料。

随着纺织行业的不断创新发展，新型功能性纤维将层出不穷。珍珠纤维作为一种新型的功能性纤维素纤维，具有优良的纺织性能和突出的保健功效，能够迎合消费者追求健康、环保的需求，具有较大的潜在市场价值，其研究应用前景较为广阔。

2 珍珠纤维定性检测方法

珍珠纤维既不同于羊毛、桑蚕丝、柞蚕丝等天然蛋白质纤维，也不同于牛奶纤维、大豆纤维等蛋白改性纤维，它是以黏胶纤维为载体生产制造出来的，其特性与黏胶纤维十分相似。在日常检测工作中，采用传统的燃烧法、显微镜法或溶解法进行定性分析，无法清晰地将其与黏胶等再生纤维素纤维区分开来，因而不能通过定性检测判断出其是否为珍珠纤维，给检测人员带来了一定的难度和挑战。在现阶段，对于珍珠纤维的定性鉴别主要是以常规检测方法为主，同时借助用于化学分析的精密分析仪器，以珍珠纤维中珍珠相对应的氨基酸和特征元素为检测对象，最终达到对珍珠纤维定性鉴别的目的。然而，在实际鉴别过程中，单一的检测方法往往难以准确鉴别，需要结合几种不同的鉴别方法相互运用，综合分析后才可以得出正确的结论。

2.1 常规检测方法

在日常检测过程中，定性检测方法主要包括了FZ∕T 01057.1—2007《纺织纤维鉴别试验方法第1 部分:通用说明》所列的燃烧法、熔点法、显微镜法、溶解法、红外光谱法等。在进行燃烧试验时，珍珠纤维的燃烧特征主要表现为：接近火焰时，不熔不缩；在火焰中能够迅速燃烧，离开火焰后继续燃烧；燃烧剩余物形态呈略带灰白色灰烬；有烧纸气味。这与大多数纤维素纤维的燃烧特征相似，因而通过燃烧法只能定性判断出珍珠纤维属于纤维素纤维这一大类。此外，由于珍珠纤维中氨基酸和无机物的含量过低，采用常规的红外光谱法也不能有效地检出，因而也不能鉴别出珍珠纤维和黏胶纤维。因此，对黏胶纤维和珍珠纤维进行定性鉴别时，需要借助更为有效的检测方法。

2.2 仪器分析法

2.2.1 电子显微镜法

电子显微镜法包括扫描电镜法（SEM）、原子力显微镜法（AFM）、透射电镜法（TEM）等。牛雪梅等[11]对珍珠纤维表面进行了表征，通过SEM和AFM可以观察到珍珠纤维表面存在沟壑，并呈现凹凸不平的微粒状突起。叶卉等[12]通过使用AFM 和TEM对这一表征进行了补充，发现珍珠纤维的表面粗糙度明显高于黏胶纤维，其内部无机物微粒含量更多，且排列更为紧密。因此，借助于电子显微镜法，可以发现珍珠纤维和黏胶纤维在表面相貌和微观结构上存在明显的差异。然而，这并不能有力证明这种差异是由于珍珠粉的存在而产生的，因此此种方法只能为鉴别珍珠纤维提供参照。

2.2.2 氨基酸组分分析法

珍珠纤维中因为珍珠粉的加入而附带了珍珠的一些特性，因珍珠中含有多种氨基酸、蛋白质和短肽，因而通过对珍珠纤维进行氨基酸组分分析，可以有效地区分出不含蛋白质的黏胶纤维。丁丽君等[12]通过对珍珠纤维和珍珠层粉纤维氨基酸组分进行定量分析，实现了珍珠纤维和珍珠层粉纤维的有效区分，为珍珠纤维的鉴别提供了依据。然而，对于同样含有氨基酸的蛋白改性再生纤维素纤维，这一方法显然不再适用，需结合其他方法，综合分析后实现珍珠纤维的鉴别。

2.2.3 元素分析法

研究表明，珍珠中超过90%的无机化学成分是碳酸钙，此外还含有少许氧化钙、硫酸钙以及各种微量元素，如Mg、Mn、Cu、Al、Si等[13]。叶卉等[11]通过对珍珠纤维中特征元素进行分析，对比珍珠纤维、黏胶纤维、蚕丝纤维等无机元素的含量，发现珍珠纤维和其他纤维谱图差异明显，Ca元素含量远远高于其他纤维。这可以为鉴别珍珠纤维提供参考，并对珍珠纤维中特征无机元素Mg、Mn、Cu、Al、Si、Ca等进行成分分析，结合氨基酸组分和特征元素间一定的比例关系，可以保证鉴别的可靠性，也被认为最能反映出珍珠纤维的特征。

虽然上述方法在鉴别珍珠纤维方面确实可行，但整个检测过程相对繁琐复杂，成本较高。为了进一步降低成本，开发出更为简单、快捷的检测方法，较为有效的方法是寻找珍珠纤维中特征元素的指纹图谱，以简易的方法快速识别珍珠纤维，使珍珠纤维的鉴别、检测能更好地适应市场需求。此外，也可通过在不影响纤维自身性能的前提下，向珍珠纤维中添加某些特殊标识物[14]，实现纺织产品中珍珠纤维的快速鉴别。然而，无论是借助于指纹图谱，还是加入特殊标识物，都还有待于进一步的研究。