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羊毛羊绒鉴别方法分析

2019-03-26

福建质量管理 2019年9期
关键词:卷曲羊绒鳞片

(广州广电计量检测股份有限公司 广东 广州 510000)

羊绒是山羊身上的一层细绒毛,纤维细长均匀、手感柔软而有弹性、光滑保暖,被誉“软黄金”。世界上羊绒产量稀少,只有羊毛产量的1%,其市售价格一般能达到羊毛价格的20倍左右。为了牟取暴利常有不法分子在山羊绒中掺入绵羊毛、改性绵羊毛或其他动物毛等价值较低纤维,以次充好。因此,对羊毛羊绒纤维进行准确鉴别是十分紧要的。而羊毛与羊绒同属蛋白质纤维,其化学物理性质相近,是纺织品检测领域公认鉴别难度很大的项目。鉴于此,本论对国内外羊毛羊绒的主要鉴别技术进行探讨分析。

一、形态特征分析法

该方法主要是通过光学投影显微镜、纤维细度仪、扫描电镜观察纤维形态特征,利用羊毛羊绒纤维直径、鳞片密度和厚度、鳞片形状的不同作为检测依据。

通过纤维细度仪分析,绵羊毛纤维的鳞片大部分表现为无规则的、排列不均匀的环状、斜环状、大瓦块状、龟裂状;鳞片间距小、密度大;有着较为明显的边缘翘起明显;有许多鳞片交搭。羊绒纤维的鳞片主要呈环状和斜环状;鳞片间距较大、密度小;没有明显的边缘翘起;羊绒纤维细度均匀且有柔和反光。羊毛横截面呈圆形或近似圆形;羊绒横截面多为规则的圆形。该方法对检测人员经验要求比较高,人为因素影响较大,且存在耗时、准确度不高的问题。

光学投影显微镜法先制成染色切片,再投影到投影台面上,放大500倍用楔形尺测量纤维直径,结合鳞片特点对羊毛羊绒进行鉴别,并计算出羊毛羊绒的数量。 该方法主观性比较强,不同机构检测出来结果差别较大,且难以仔细观察清楚鳞片的微细结构,也没办法测出鳞片的边缘高度与厚度,对于经化学处理的纤维更加难以鉴别,因此检测精确低误差大。

扫描电镜法放大倍数高,通常可以达到几千至几十万倍,图像有较高分辨率高,还有立体效果,可以清楚观察纤维结构。其原理是通过高能电子束在纤维表面进行有扫描,激发样品生成多个物理信息,通过这些信息对纤维表面形貌、结构及组分进行分析。鉴别的主要依据纤维的鳞片厚度,假如鳞片厚度>0.1155μm,则可判定为羊毛,反之则判断为羊绒。扫描电微镜法成本高昂,制样繁琐,喷镀不当就会影响纤维鳞片特征;每次检测的纤维数量很少,效率低。此外,当前很多不法商家还会对羊毛进行剥鳞处理,也会影响该方法的检测准确性。

二、计算机图像识别法

计算机图像识别法首先是利用扫描电镜得到清晰度高的的纤维图像,然后对纤维图像进行预处理,再提取纤维的特征参数如纤维细度、鳞片高度、厚度、鳞片密度、鳞片径高比等,最后由计算机利用这些参数进行计算并输出结果。该方法的关键因素是保证纤维原始图像的清晰以及准确提取纤维特征参数。该方法能够排除人为因素误差,使检测结果更加客观准确。

三、光谱分析法

近红外光谱法(NIR)能够在样品不损坏的情况下对羊毛羊绒进行鉴别,不用对样品进行前处理,检测时间较短。检测方法是通过软件建立羊毛、羊绒的谱图数据库,运用化学计量学方法建立校正模型;利用标准正规变差(SNV)、光谱二阶导数处理法、波长空间最大距离计算方法,把待测光谱与试样光谱进行差减,然后算出每个波长处的标准差,当标准差最大值在某个阈值以内时,即可判断出羊毛或羊绒。该技术虽然有较高的准确性和可靠性,但是需要依赖模型数据库的代表性,而有代表性的数据库的建立却是比较难的[2]。

四、化学鉴别法

(一)染色法

染色法根据不同纤维表面性质和所含有的物质不同,以及羊毛羊绒的鳞片结构不同,使得纤维对某些染料上染率不同,由此来鉴别羊毛羊绒。羊毛羊绒虽然染色性能都较好,然而羊绒比起羊毛有更大的比表面积大,并且鳞片比较薄、鳞片密度比较小,所以染料分子比较容易在羊绒纤维里面扩散,因此上染率比羊毛较高;另一方面,羊绒与羊毛相比等电点更高,也是上染率高的原因。尤其是在刚染色阶段,羊绒上染率远远高于羊毛。该方法的鉴别效果不明显,因此精确度也不高。

(二)伸展液定量分析法

该方法是根据羊绒和细羊毛在相同溶液中的卷曲伸展状态不同进行鉴别的。原理是羊毛羊绒皮质层细胞分布不同导致吸湿性不同,从而决定了二者卷曲伸展状态不同。羊毛的皮质层是由正、负皮质细胞构成的,而羊绒则还包含有部分间皮质细胞。再加上羊绒的鳞片比较薄,直径比较细,所以溶液更易于渗透进其皮质层进而渗透纤维全部,促进了羊绒的卷曲伸展。所以经过相同溶液处理后,羊毛羊绒的卷曲伸展情况不同:羊绒卷曲伸展,纤维卷曲率已经很小且较为均匀;羊毛则依然维持原卷曲状态不变,且纤维上曲率不均匀。在光学显微镜下即能观察到二者的伸展并进行鉴别。

五、基于DNA的分析方法

DNA是细胞遗传信息的载体,由于不同生物或物种的DNA序列不同,因此可以通过测试纤维的DNA来鉴别其是属于山羊绒还是绵羊毛。脊椎动物的线粒体DNA(mtDNA)基因结构较为稳定、简单,即便是近亲缘关系的动物,它们mtDNA结构也有很大不同,因此mtDNA成为重要的分子标记物质。Subramanian等人通过提取羊毛羊绒的mtDNA, 利用聚合酶链式反应(PCR)放大扩增DNA片段的分子生物学技术,再根据酶切后片段长度的单核苷酸多态性,实现羊毛羊绒的快速、准确鉴别。此外,随着生物技术的快速发展,基因芯片技术也被应用于羊毛羊绒的检测中,其原理还是测量DNA的序列。基于DNA的检测方法准确性很高,结果更加可靠,然而受到检测成本、时间和技术成熟度的影响,目前主要还是在实验室应用阶段。

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