几种再生蛋白纤维混纺产品定性定量分析探讨

黄 硕

（1 福建省纤维检验局，福建 福州 350026）（2 福建省纺织产品检测技术重点实验室，福建 福州 350026）（3 国家纺织产品质量监督检验（福建晋江）服装分中心，福建 晋江 362200）

随着社会的发展，人们对服用纤维的舒适、环保、健康等提出了越来越多的要求，蚕蛹蛋白纤维、牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维、大豆蛋白纤维等兼具天然纤维和化学纤维优点的再生蛋白纤维应运而生,这些纤维一经开发便已广泛应用于各种服装、家用纺织品中。为了规范市场，便于消费者能够清晰明了选择产品，防止生产商家以次充好，这三种再生蛋白纤维，应在纺织品检验中进行鉴别区分。文章旨在通过对三种纤维的燃烧性能、纤维形态、化学溶解性能方面的特点进行比较，从而探讨三种纤维混纺产品的定性鉴别及定量分析的可能性。

1 定性鉴别方法探讨

1.1 试验材料及仪器

1.1.1 试验材料

蚕蛹蛋白纤维；大豆蛋白纤维；牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维

1.1.2 主要试剂

按FZ/T 01057.4-2007[1]的相关要求配制本文中所需要的各种溶液：

5%稀氨水；70%硫酸；40%硫酸；浓盐酸；65%硝酸；99%冰乙酸；80%甲酸；20%盐酸；苯酚四氯乙烷（1:1）；65%硫氰酸钾

注：以上浓度均指质量分数。

1mol/L 次氯酸钠溶液；N,N-二甲基甲酰胺；铜氨溶液。

1.1.3 主要仪器与工具

1.1.3.1 工具

具塞三角烧瓶:容量250mL；10ml试管；酒精灯；镊子；载玻片

1.1.3.2 仪器

高低温振荡器；显微镜投影仪，扫描电子显微镜，恒温烘箱，分析天平，哈氏切片器，电炉等。

1.2 试验部分

1.2.1 燃烧状态

根据FZ/T 01057.2-2007[2]的实验步骤，对蚕蛹蛋白纤维、牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维、大豆蛋白纤维分别进行燃烧试验，三种纤维的燃烧特征见表1。

表1 三种再生蛋白纤维的燃烧特征

从表1中三种纤维的燃烧状态可以看出，蚕蛹蛋白纤维的燃烧特征和其他两种纤维明显不同，其燃烧特征与纤维素纤维的燃烧特征接近。大豆蛋白纤维的燃烧气味与其他两种纤维完全不同，而三者的燃烧残留物状态也并不相同。

1.2.2 纤维形态

根据FZ/T 01057.3-2007[3]的实验步骤，用显微镜对蚕蛹蛋白纤维、牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维、大豆蛋白纤维分别进行纵面和横截面观察，其观察结果如图1～图3。

图1 牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维显微镜下的纵面及横截面形态

图2 蚕蛹蛋白纤维显微镜下的纵面及横截面形态

图3 大豆蛋白纤维显微镜下的纵面及横截面形态

利用扫描电镜在高真空条件下，分别观察蚕蛹蛋白纤维、大豆蛋白纤维、牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维的纵截面形态，其观察结果如图4。

图4 扫描电镜下三种纤维的纵截面形态

从图1～图4可以看出蚕蛹蛋白纤维纵面表面光滑，有条纹和沟槽，横截面形态呈不规则锯齿形；牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维的纵面形态表面光滑，有细微条纹，横截面形态呈圆形；大豆蛋白纤维与前两种纤维的纵截面、横截面形态均不相同，其纵截面有疤痕和沟槽，横截面呈哑铃型。基于以上特点，通过观察三种纤维的截面形态特征可将三种纤维区分鉴别出来。

1.2.3 化学溶解性能试验

按照FZ/T 01057.4-2007的实验步骤，结合FZ/T 01102-2009[4]、FZ/T 01103-2009[5]中相关成分分析方法，选用几种试剂试验三种再生蛋白纤维的溶解性能，对比结果见表2。

表2 三种再生蛋白纤维化学溶解性能

从表2中可以看出，三种再生蛋白纤维在70%硫酸煮沸下均立即溶解，在煮沸的1mol/L次氯酸钠溶液作用下也会完全或者部分溶解，这与三种纤维均有蛋白质组分存在有很大关系，蛋白质在酸和碱的作用下都会受到影响；常温下，酸和碱对蚕蛹蛋白纤维影响较其他两种纤维会更大一些；在其他有机试剂中三种纤维的溶解性能区别相对不大。

1.3 小结

根据以上实验可以看出三种纤维尽管都属于再生蛋白纤维，但是在燃烧性能、纤维形态以及化学溶解性能方面均有不同特点，综合运用燃烧法、显微镜观察法以及化学溶解法能够将此三种纤维区分鉴别。

从表2中还可以看出，采用1mol/L次氯酸钠+65%硫氰酸钾的溶解方法能够将蚕蛹蛋白纤维与牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维区分开，采用1mol/L次氯酸钠+20%盐酸法能够将蚕蛹蛋白纤维与大豆蛋白纤维区分开，这与三种再生蛋白纤维的基体成分不同有直接关系。笔者以此为依据进行了蚕蛹蛋白纤维分别与另外两种纤维混纺的产品化学溶解定量分析方法探讨。

2 定量分析方法探讨

根据表2中的蚕蛹蛋白纤维溶解性能，并结合FZ/T 01102-2009、FZ/T 01103-2009中相关成分分析方法所用化学试剂和条件，以散纤维混合试样进行一系列溶解性能定量分析试验研究。

2.1 蚕蛹蛋白纤维与大豆蛋白纤维混纺产品的化学定量分析法

结合蚕蛹蛋白纤维和大豆蛋白纤维的化学溶解性能，1mol/L次氯酸钠20℃±2℃水浴中剧烈振荡40min能溶解两种纤维的蛋白质部分，再加20%盐酸25℃±2℃搅拌或振荡30min能完全溶解大豆蛋白纤维的聚乙烯醇缩甲醛部分，而蚕蛹蛋白纤维的再生纤维素部分不溶解，可采用此法进行两者混纺的定量分析。蚕蛹蛋白纤维修正系数见表3，验证性试验结果见表4。

表3 蚕蛹蛋白纤维修正系数(1mol/L次氯酸钠+20%盐酸法)

表4 蚕蛹蛋白纤维与大豆蛋白纤维混纺定量验证性试验结果(1mol/L次氯酸钠+20%盐酸法)

表3、表4的结果表明，采用1mol/L次氯酸钠+65%硫氰酸钾法，可将蚕蛹蛋白纤维与大豆蛋白纤维混纺样品准确定量分析，其结果稳定，蚕蛹蛋白纤维损伤小。

2.2 蚕蛹蛋白纤维与牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维混纺产品的化学定量分析法

结合蚕蛹蛋白纤维和牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维的化学溶解性能，1mol/L次氯酸钠20℃±2℃水浴中剧烈振荡40min能溶解两种纤维的蛋白质部分，再加65%硫氰酸钾溶液72℃±3℃振荡10min，能使牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维中聚丙烯腈部分完全溶解，而蚕蛹蛋白纤维的再生纤维素部分不溶解，可采用此法进行两者混纺的定量分析，蚕蛹蛋白纤维修正系数见表5，验证性试验结果见表6。

表5 蚕蛹蛋白纤维修正系数(1mol/L次氯酸钠+65%硫氰酸钾)

表6 蚕蛹蛋白纤维与牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维混纺定量验证性试验结果(1mol/L次氯酸钠+65%硫氰酸钾)

结合表5、表6的结果，在1mol/L次氯酸钠+65%硫氰酸钾的作用下，实验前后蚕蛹蛋白纤维的百分含量结果偏差均小于1%，符合成分定量分析偏差要求。此方法溶解纤维为牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维，剩余纤维为蚕蛹蛋白纤维。实验过程中，牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维溶解完全，利用实验所得蚕蛹蛋白纤维的修正系数，可计算更为准确、合理的混纺纤维含量值。

注：以上方法均为将试样与溶剂按1:100浴比倒入具塞三角烧瓶中于水浴振荡器中振荡，洗涤时先用同温度试剂洗涤并真空抽吸，再用同温度水洗涤、冷水冲洗并真空抽吸，最后用稀酸或稀碱液中和后冷水冲洗并真空抽吸。

2.3 小结

由以上定量实验可以看出，蚕蛹蛋白纤维与大豆蛋白纤维或牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维的混纺产品定量是可以实现的，并且实验结果偏差较小，方法稳定可靠。

3 结论

经过对三种再生蛋白纤维的定性、定量探讨，可以得出以下结论：

（1）蚕蛹蛋白纤维在燃烧特征、纤维纵面及横截面形态、以及化学溶解性能等方面均与大豆蛋白纤维、牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维有明显差异，可将其与二者定性区分开。

（2）采用FZ/T 01102-2009中次氯酸钠/盐酸法规定的试验条件，可准确定量出蚕蛹蛋白纤维与大豆蛋白纤维混纺样品的成分含量，经实验得出蚕蛹蛋白纤维的溶解修正系数为1.08；采用FZ/T 01103-2009中次氯酸钠/硫氰酸钾规定的试验条件，可准确定量出蚕蛹蛋白纤维与牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维混纺样品的成分含量，经实验得出蚕蛹蛋白纤维的溶解修正系数为1.09。两种方法经过验证实验证明了方法的可靠性。

[1]FZ/T 01057.4-2007, 纺织纤维鉴别试验方法 第4部分：溶解法[s].

[2]FZ/T 01057.2-2007, 纺织纤维鉴别试验方法 第2部分：燃烧法[s].

[3]FZ/T 01057.3-2007, 纺织纤维鉴别试验方法 第3部分：显微镜法[s].

[4]FZ/T 01102-2009, 纺织品 大豆蛋白复合纤维混纺产品 定量化学分析方法[s].

[5]FZ/T 01103-2009, 纺织品 牛奶蛋白改性聚丙烯腈纤维混纺产品 定量化学分析方法[s].