顾昊++++王满++++闫畅++++王浩++++雷开强

摘要

文章从物理鉴别法、化学鉴别法和生物鉴别法三个方面对目前鉴别羊绒纤维的主要方法进行了介绍，解释了各个方法的原理以及现阶段的一些实践，并且指出了现有方法优点和不足之处。

关键词：羊绒；鉴别；原理；不足

1 前言

羊毛作为一种常见的动物纤维，在纺织服装中得到了广泛的应用。羊绒，狭义上特指山羊绒，是取自山羊身上的一层细绒毛，其长度均匀，鳞片规则，手感柔软丰润，被誉为“纤维之王”。但是，由于羊绒产量较少，约为羊毛的1%[1]，而羊绒价格却是羊毛的几十倍，因此羊绒是一种高价值纤维，又被称为“软黄金”。利用细羊毛、改性绵羊毛、马海毛和牦牛绒等掺杂进纺织品，从而以次充好，市面上该现象屡见不鲜。因此，建立完整精确的羊绒检测体系很有必要。羊绒和其他类似的动物纤维都是蛋白质纤维，具有相似的结构，因此在区分它们时就会有一定困难。

2 检测方法

当前国内外有多种鉴别羊绒的方法，国内根据标准GB/T 16988—2013《特种动物纤维与绵羊毛混合物含量的测定》，采用显微镜投影的方法对纺织品中羊绒纤维含量进行测定。国内外的检测方法主要可以分为物理方法、化学方法和生物学方法三大类。

2.1 物理鉴别法

物理方法主要是利用显微镜技术对未知纤维的纵截面和横截面形态进行分析来鉴定纤维类别。主要包括光学显微镜法和扫描电镜法。

2.1.1 光学显微镜法

光学显微镜法[2]是使用最早且最为广泛的检测方法，该方法成本低，操作简单。主要过程是通过对纺织品进行拆解，再将深色的纱线进行褪色处理后进行制片，观察纤维的纵截面形态，根据纤维鳞片形状以及整齐度，鳞片的光滑程度、翘角大小以及鳞片密度来鉴别纤维的种类，该方法人为因素影响较大，在对纤维含量进行定量检测时会出现耗时较长并且准确度不高的问题，该鉴别方法对试验人员的要求很高，需要具备一定操作经验的试验人员[3]才能够获得比较准确的数据。

2.1.2 扫描电镜法

扫描电子显微镜[4]的原理是使用电磁枪发射一束电子汇聚成的高能电子束，在扫描圈的磁场驱动下进行扫描，激发出二次电子，再由探测器手机形成的信号得出扫描结果。将扫描电镜所得的结果结合动物纤维表面的结构特征，借助图像来判断纤维的类型，判断的主要标准是通过纤维的鳞片厚度，如果大于0.1155μm，则认定为羊毛，否则认定为羊绒。高一川等使用扫描电镜法对经过丝光处理的羊毛纤维和羊绒纤维进行了区分，得到了较为理想的结果。这种方法相对来说费用高昂，且较费时，对该方法带来困难的是，现在许多不良商家都会通过对羊毛的鳞片进行剥鳞处理，从而导致此种方法并不能很准确地得到理想的检测结果。

2.1.3 近红外光谱技术

近红外光谱技术是一种间接分析技术，其通过对所测对象的基础数据分析，再通过建立校正模型之后才最终实现对待测样品的定性定量分析。此种技术的优点是可以在不破坏样品的情况下对羊毛和羊绒纤维进行鉴别，并且时间短，操作简单，不需要复杂的前处理。赵国樑[5]等使用了近红外光谱法对羊绒羊毛纖维进行了鉴别，在检测过程中选取二阶导数对光谱进行处理并调整光谱波长，最终对得到的光谱与标准光谱进行对比，得到了两种纤维的含量。但是，该方法的缺点是检测所得结果很大程度上依赖于所建模型数据库的完整性，数据库要有代表性，并且要有足够的数据积累，否则很容易对检测结果造成不良的影响。

2.1.4 计算机图像识别法

计算机图像识别法的原理是借助高分辨率的扫描电子显微镜获取纤维的微观结构图像，然后对图像进行处理，提取出图像中纤维的特征参数进行判断，最后由计算机输出结果。国外有通过对山羊绒和绵羊毛的纤维直径、鳞片高度等参数的分析研究，在CAT识别软件中采用纤维直径、鳞片密度、高度、径高比这4个指标来鉴别山羊绒和细支绵羊毛。早在1989年，苏格兰Robson等人就提出了这项技术，通过分析羊毛羊绒纤维的表面鳞片特征来对两者进行鉴别[6]。但在实际检测中，计算机图像识别法与近红外光谱技术会遇到同样的问题，就是需要一个足够完整的数据库来提高计算机的识别准确度，统计模型的准确度会对检测结果产生比较大的影响。

2.1.5 热力学鉴别法

热力学鉴别法又称结晶度分析法，原理是对于纤维来说，其实也是高分子聚合物，以基原纤维为基础，逐渐构成微细纤维结构，因此，不同纤维的结晶度以及结晶构成是不同的，X-射线衍射法[7]就是一种利用结晶度来鉴别羊绒和羊毛的一种具有可行性的方法，羊绒纤维具有比羊毛纤维更高的结晶度，大分子排列的规整性比羊毛纤维要好。侯秀良等运用X-射线衍射法和差示扫描量热法研究了羊绒和羊毛纤维的结晶度，得到了试样中羊毛羊绒纤维的含量比。该方法前期处理较为复杂，并且成本偏高，耗时长。

2.1.6 摩擦拉伸法

摩擦拉伸法是根据羊毛和羊绒纤维表面鳞片的不同特征，对纤维的顺、逆鳞片的动静摩擦系数进行测试。羊绒和羊毛纤维的静摩擦因数均大于动摩擦因数，羊毛纤维的静摩擦效应和动摩擦效应要明显大于羊绒纤维。陈前维[8]等采用Y151型摩擦因数测定仪测定纤维与皮辊的多项摩擦，通过统计分析对羊毛和羊绒纤维进行鉴定。该方法从力学角度去鉴别羊毛羊绒，缺点是受到的影响因素太多，容易产生误差，得不到理想的结果。

2.1.7 贝叶斯分类法

贝叶斯分类法的原理是根据细羊毛与山羊绒的鳞片不同形状与结构特征进行鉴别的智能识别法。主要通过CCD系统获取羊毛和羊绒纤维的灰度图像，然后使用图像技术将其处理成单像素宽度的二值图，提取出4个两种纤维的鳞片形状特征的对比指标。在数据库的基础上建立鉴定羊毛和羊绒纤维的贝叶斯分类模型。东华大学的石先军[9]等人通过贝叶斯法对羊毛羊绒纤维进行了鉴别，对山羊绒纤维鉴别的准确度达到了83%，对细羊毛鉴别的准确度则达到了90%。但该方法步骤复杂，测试速度慢，需要建立在完善精密的数据库基础上。

2.2 化学鉴别法

2.2.1 染色法

染色法的鉴别原理主要是根据羊绒纤维和羊毛纤维对于相同染料分子的上染率的不同来进行判断。这主要是由于羊绒纤维和羊毛纤维的表面性质有差异，羊绒纤维与羊毛纤维相比，其表面鳞片较薄，排列间隙较大，染料分子更容易扩散，因此有更高的上染率[10]。因此，可以使用相同的染料和染色工艺，通过纤维上染率就可以对纤维进行鉴别。曾志明[11]提出了采用计算机辅助染色检测法，减轻了染料浓度不同对于判断纤维种类的影响。该方法会受到颜色和光泽差异的影响，并且两者的差异并不明显，因此鉴定的准确度并不高。

2.2.2 溶液法

采用溶液法的原理是在相同的鉴别溶液中，羊毛纤维和羊绒纤维的皮质层的组成不同。羊毛纤维的皮质层主要由正皮质和偏皮质细胞组成，而羊绒纤维的皮质层则是由正皮质和间皮质细胞组成，并且羊绒纤维较薄的鳞片也更利于鉴别溶液渗透入纤维中。最终，同样处于鉴别溶液中的两种纤维，羊毛纤维基本保持原有状态不发生明显变化，而羊绒纤维则会变得伸展，在纤维的现行方向上的卷曲率变得很小。侯永良等人的研究表明，在一定的试验条件下，这种方法确实可以对羊绒羊毛纤维进行鉴别。该方法的鉴别效果并不明显，只适用于纤维宏观形态差异的区分，测试精度有限。

2.2.3 碱溶度差异分析法

碱溶度差异分析法的原理是蛋白质纤维与不同浓度的氢氧化钠溶液发生反应时，损失的质量与未处理纤维质量的百分率会有所不同。在碱溶液中溶解的初始阶段，羊绒纤维和羊毛纤维的溶解度差异不大，并且此时羊绒的碱溶解度略高于羊毛，但随着溶解过程的加剧，因为本身表面鳞片的结构不同，羊毛纤维被碱溶液接触的表面积更大，因此溶解速度也更快，可以根据相同时间内碱溶液中羊毛羊绒纤维损失的质量比来进行鉴别[12]。曲京武[13]等研究了强碱溶液的浓度，发现增加碱液浓度、提高反应温度、延长反应时间会对羊绒羊毛纤维造成更严重的损伤。该方法的缺点是需要特定的试验条件，并且过程复杂，耗时长。

2.3 生物鉴别法

2.3.1 DNA鉴别法

动物纤维作为动物身体的一部分，在自然生长过程中肯定受到了基因的控制。DNA遗传物质不仅存在于生物体内，也存在于依附于生物存在的毛发中。现代生物领域技术的进步使得采用DNA鉴别羊毛羊绒纤维成为了现实。Hanlym P.E. 等人早在1992年就制作了具有绵羊特性的DNA探头，可以区别从羊毛、羊绒分离出的DNA。该方法的缺点是测试时间较长、测试成本高，并且该技术目前尚处于研究阶段，并没有完全成熟。

2.3.2 生物鉴别法

生物鉴别法的原理是利用不同有机物对不同物质具有的敏感性能，在两种物质作用的过程中记录下作用产生的反应，并将其转化成可以记录下来的数据信息，以此达到鉴别的目的。生物鉴别法归根结底还是利用了DNA提取技术。鉴别试验方法主要是使用微凝胶技术制作生物芯片，将多达一万多个微型测试管放置在显微镜载玻片上，测试过程中，每一个微型测试管都会与被测物质发生反应，在记录下测试数据后，就可以通过这些数据得到DNA序列、基因变异等一系列参数，从而对羊毛羊绒纤维进行鉴别。美国Affymetrix公司和国力阿贡实验室已经开发出新一代的生物芯片，该芯片可以推进生物鉴别法的进步。但是生物鉴别法目前还处在开发阶段，技术还没有成熟，并沒有被广泛推广，但是前景广阔[14]。

3 结语

目前国内采用的主要的羊绒鉴别法还是显微镜法。但是，由于该方法操作复杂，费时费力，并且需要有经验的操作员，因此使羊绒鉴别的成本很高。当前，发展最迅速的是将显微镜与计算机结合，采用图像分析系统对纤维的表面形态进行分析，相比显微镜法，此方法速度有了大幅提升。鉴别羊绒纤维未来的发展方向应该还是侧重于生物鉴别法。

参考文献：

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[2] W Avan Niekerk， S Keva. The accuracy of Video Imagine Analysis and Optical Fibre Diameter Analysis to measure fibre diameter of cashmere [J].South African Journal of Animal Scince， 2004（34）：143-144.

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[4] 高一川. 扫描电子显微镜在纺织品检测中的应用[J]. 中国纤检， 2006（9）：20-21.

[5] 赵国樑， 徐静. 利用近红外光谱技术进行羊毛羊绒纤维鉴别[J]. 毛纺科技， 2006（1）：42-45.

[6] 侯永良， 王善元， 孙锋. 山羊绒与细羊毛纤维的鉴别[J]. 上海纺织科技， 1999（6）：58-60.

[7] 侯秀良， 刘启国， 王善元. 采用WAXD、DSC技术研究山羊绒、羊毛纤维的结晶结构[J]. 东华大学学报， 2004， 30（3）：86-89.

[8] 陈前维， 张一心， 张引， 等. 拉细羊毛的结构形态与性能[J]. 毛纺科技， 2002， 37（35）：45-49.

[9] 石先军， 于伟东， 袁子厚.基于贝叶斯方法的山羊绒与细羊毛的鉴别[J]. 纺织学报， 2008， 29（1）：26-28.

[10] 王树惠， 李龙. 山羊绒和羊毛染色性能分析研究[J]. 毛纺科技， 1992（2）：28.

[11] 曾志明. 用计算机快速检测山羊绒与羊毛混纺比[J]. 毛纺科技，2005（10）：44-46.

[12] 陈国华， 王金泉. 羊绒与羊毛的碱溶度差异[J]. 毛纺科技， 2000（2）：20-22.

[13] 曲京武， 郭海宁. 羊毛，羊绒纤维碱溶液浓度的探讨[J]. 纤检技术， 2001（6）：8-11.

[14] 林志武. 用生物芯片法快速鉴别羊绒羊毛纤维的展望[J]. 毛纺科技， 2000（4）：28-29.

（作者单位：上海市质量监督检验技术研究院）