- 革制品材料学(第二版)
- 丁绍兰 马飞编著
- 3623字
- 2021-10-21 18:25:53
第九节 成品革鉴定
当前市场上销售的成革商品种类琳琅满目,质量良莠不齐,以假乱真、以次充好的现象也时常发生。近年来,因成革产品材质标识不详或不实而引起的材质纠纷问题日益凸显,如何快速、准确地鉴定成革材质一直是广大消费者和检测机构关注的焦点。以下介绍常见的成品革鉴定方法。
一、感官鉴定法
感官鉴定法是最传统也是最常用的鉴定方法,是由鉴定人员通过肉眼观察、手摸、耳听、鼻子闻,再结合大量的实际经验而作出鉴定结论。具体细节包括观察毛孔形态和排列以及粒面纹理的情况,感受成革的柔软度、弹性,听撕裂时的声音,观察纤维的粗细等。皮革、再生革和人造革的感官形态特征见表1-10。
表1-10 皮革、再生革和人造革的感官形态特征
续表
天然皮革头层革面有较清晰的毛孔、纹理,如黄牛皮革表面的毛孔呈圆形,排列紧密而均匀,但不规则,好像满天星斗;山羊皮革的毛孔排列呈鱼鳞状;而猪皮革每3个粗毛孔一组,呈“一”字型或“品”字型排列。再生革和人工革则无天然毛孔。用手触摸成革表面,天然皮革一般具有滑爽、柔软、丰满、弹性好的感觉;而人工革则显得革面发涩、死板、柔软性差。天然皮革中一般羊皮革较牛皮革柔软,肉面摸起来也更加细腻;用手指按压革面,天然皮革会有皱纹,并自然回弹后消失,而人工革按压后即使有皱纹也不会明显回弹后恢复。
用剪刀将需鉴定的成革剪一个口子后徒手撕开。牛皮革需要用力才能撕开,有些牛皮革甚至撕不开,但会露出部分纤维,从纤维的粗细、长短来看,一般牛皮的纤维较羊皮的要粗、长得多。撕羊皮革明显没有撕牛皮革时费力,在撕没有覆膜或涂层很薄的羊皮革时有时还会发出“哧哧”的声音,露出的纤维也较细腻。而人工革中的超细纤维聚氨酯合成革相当牢固,一般不能徒手撕开。
感官鉴定法具备简单、方便的特点,但是鉴定人员需要有大量的经验。且因为生产工艺的影响,以及生物的生存环境、性别、季节气候、捕杀时间等因素的不同,即使同物种天然皮革也会呈现不同的特征,不同物种的天然皮革反而也会呈现相似的特征,故此种方法出错率较高,需要和其他鉴定方法结合起来配套使用。
二、燃烧法
不同材质的革燃烧性能也不同,通过观察它们的燃烧状态、气味以及燃烧残留物的特征等来对不同成革进行鉴定。取尺寸为5mm×30mm的成革试样,用镊子夹住长端,进行大量实验后,总结出了各种材质的燃烧状态,见表1-11。
表1-11 天然皮革、再生革和人造革燃烧状态
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三、溶解法
采用溶解性实验发现,二氯甲烷可以作为鉴别聚氯乙烯(PVC)人造革和聚氨酯(PU)合成革的溶剂。在二氯甲烷中,PVC人造革发生溶解,而PU合成革则发生溶胀现象。但此种方法仅凭外观有时难以判断“溶解”或“溶胀”,需要进行辅助搅拌手段。四氢呋喃能把成革的涂覆层和基底进行有效分离;而用2.5%的氢氧化钠溶液,经沸水浴30min后,可以溶解天然皮革和再生革中的蛋白质,见表1-12。
表1-12 天然皮革、再生革和人造革在四氢呋喃和2.5%氢氧化钠中的溶解状态
化学分析法虽操作简单具有可行性,但却有以下缺点:一是不仅需要鉴定人员有较多的经验,熟悉大量成革材质的燃烧状态、燃烧气味、燃烧物特征和溶解、溶胀的状态,还需要鉴定人员具有细致的观察力,善于分辨燃烧物的性状和溶解、溶胀的状态等;二是一些化学和物理现象复杂,难以分辨与描述,如气味。又因成革制作工艺的不同,添加材料的不同,都会对实验现象产生影响造成误判;三是长期辨闻燃烧气味和大量使用具有毒性的化学溶剂,也会对鉴定人员造成伤害。因此实际鉴定实验中,化学分析法一般用于溶解去除涂覆层,再结合感官法或显微镜法观察判定材质。
四、显微镜法
用显微镜观察成革表面及纵切面的特征,可以有效区分头层皮革和剖层皮革、天然皮革和人工革。从图1-30可看出,在显微镜下头层皮革、剖层皮革、PU合成革、超细纤维PU合成革纵切面的特征是非常明显的:图(a)中头层牛皮革的纵切面纤维组织严密,乳头层中可见大约呈45 °角倾斜插入的毛囊;而图(b)中牛剖层皮革的纵切面纤维组织较疏松,并无乳头层;图(c)中的PU合成革则明显分成3层,即涂饰层、聚氨酯层(中间夹杂着气泡)和基布层;图(d)中的超细纤维PU合成革则分为涂饰层和聚氨酯浸渍的具有三维立体结构的疏松的纤维层。
图1-30 显微镜下的天然皮革及人工革
(a)牛头层革纵切面显微图(b)牛剖层革纵切面显微图
(c)PU合成革纵切面显微图(d)超细纤维PU合成革纵切面显微图
用显微镜法对天然皮革的物种进行鉴定。利用超景深三维视频显微镜,可鉴别黄牛皮、水牛皮、山羊皮、鹿皮、猪皮等。
在实际工作中,显微镜法作为一种常用的材质鉴定方法也有它的不足之处。主要有以下两点:一是该方法对鉴定人员的要求较高。要求鉴定人员比较熟悉真皮层、乳头层、网状层的界定和组织结构等,熟悉人造革的材料和结构,并且拥有观察各种成革材质的显微图片经验。二是对光学显微设备的要求高。显微镜设备的分辨率越高,功能越多,越容易获取高清、特征显著的显微图片,有利于材质的鉴定。但是,即便满足以上两个方面的要求,显微镜法仍受限于动物纤维形态结构的宏观局限性,存在部分无法鉴定的天然皮革,如山羊头层重磨面革与胎黄牛头层重磨面革,山羊剖层革与牛剖层薄革等。
五、红外光谱法
不同的化学键或官能团对红外光的吸收频率不同,红外光谱法利用这一原理来研究物质的构成。天然皮革和人工革的最大区别在于构成基础物质的不同,天然皮革的主要成分是蛋白质,而人工革的成分主要是聚氨酯聚合物或聚氯乙烯聚合物。构成天然皮革及人工革主要成分的这3种物质中,每种物质在红外谱图中都有区分于其他两种物质的特征谱线,表1-13为常用天然皮革、合成革和人造革的红外光谱图特征规律。
表1-13 常用天然皮革、合成革和人造革的红外光谱图特征规律
目前红外光谱法可以有效鉴定PVC人造革和PU合成革,但是对于具有涂覆层的天然皮革容易造成误判,需要结合显微镜法进行。
六、能谱分析法
能谱仪的工作原理是在高能量电子束的照射下,样品原子受激发会产生特征X射线,不同元素所产生的X射线一般都不同,所以相应的射线光子能量也就不同。只要能通过探测器检测出X射线光子的能量,就可以找到相对应的元素。所以能谱仪就是通过测量样品表面产生的特征X射线,来确定样品表面的元素种类及各元素的相对含量。图1-31、图1-32是采用能谱仪对皮革肉面纤维束和人造革底基纤维进行微区元素分析所得到的实验结果。可以看到,皮革肉面纤维束表面主要含有碳、氧、硫、氯、铬元素,而人造革底基纤维中仅含碳、氧两种元素。结果按质量分数表示,经归一化处理,各元素在天然革和人造革中的含量也存在很大差别。对此可以证明,能谱分析可以准确高效地区分天然革与人造革、合成革,但与红外分析技术相似,能谱分析仍存在一定弊端。
图1-31 皮革肉面纤维束能谱分析结果
(a)能谱分析位点图(b)表层能谱谱图
图1-32 人造革底基纤维能谱分析结果
(a)能谱分析位点图(b)表层能谱谱图
七、DNA鉴定法
DNA是由脱氧核糖核苷酸组成的长链多聚物,由于不同生物物种具有不同的DNA序列信息,且其DNA分子、结构都会有所差异。DNA鉴定法正是利用这一原理对天然皮革的物种进行鉴定,它突破了动物纤维形态结构的宏观局限性,其与传统鉴定方法相比,更具有说服力,以及更容易获得准确的结论。
DNA鉴定法主要包括DNA的提取、PCR扩增(聚合酶链式反应)、DNA序列测定3项生物技术。其方法难点是要从天然皮革中提取到适合做PCR浓度的DNA含量。因为天然皮革的制作工艺使皮革中的DNA破坏严重,降解程度大,且在实际生产中多种物种的天然皮革会产生DNA的相互污染。再加上其实验操作繁琐、成本高昂,耗用时间长,所以此种方法在天然皮革成品的鉴定中实际尚未广泛应用。
就目前而言,感官法和显微镜法相结合,仍然是天然皮革物种间鉴定、天然皮革与人工革鉴定的最主要方法。红外光谱法则是鉴定人工革种类的利器,技术比较成熟。而DNA鉴定法作为传统天然皮革鉴定方法的补充手段,也最具科学性和说服性。但几乎每种方法都有其局限性和不足之处,仍需不断地总结及改进,采用多种技术相结合鉴定成革材质是现阶段以及未来一段时间内成材质鉴定的主流方向。
思考题
1.试述生皮和革的区别。
2.简述生皮的成分组成,这些成分对革的质量有什么影响?制革保留什么成分?
3.比较并说明植物鞣革和铬鞣革的性能特点及用途。
4.皮革涂层应具备哪些性能才能满足革制品的需要?
5.目前皮革涂饰常用的成膜剂有哪些?它们赋予皮革涂层怎样的性能特点?
6.举例说明天然皮革的命名原则。
7.请根据用途给天然皮革分类。
8.画图说明成品革的结构部位的划分及各部位的性能。
9.画图说明鞋面革和底革的质量部位划分及各部位的性能差异。
10.画图说明成品革的主纤维束的走向,并说明其对革性能的影响。
11.说明在制革生产过程中所造成的皮革的主要缺陷及鉴定方法。
12.请画出毛纵切面的结构示意图。
13.请简述毛的横切面的组成及对毛性能的影响。
14.请简述毛被的三种形态。
15.请简述毛在皮上的分布情况。
16.请给毛皮分类。
17.请简述国外主要原皮产地及原皮特点。
18.传统制革生产模式有什么弊端?
19.请简述常用的制革清洁生产技术。
20.如何鉴定成品革?