熏蒸劑對剝制動物標(biāo)本皮毛力學(xué)性能的影響

葉楊 張波

摘 要 以現(xiàn)代剝制技術(shù)制作的黃麂皮毛為實(shí)驗(yàn)對象，利用毛皮與皮革質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中的撕裂力、伸長率和抗張強(qiáng)度三個指標(biāo)，對比了硫酰氟和紫蘇精油兩種熏蒸劑對動物標(biāo)本皮毛力學(xué)性能的影響。結(jié)果顯示，經(jīng)硫酰氟熏蒸20個周期后，與對照組相比，其皮毛的撕裂力、伸長率和抗張強(qiáng)度分別下降了4.42%、10.08%和10.35%；而經(jīng)紫蘇精油熏蒸后則分別上升了7.29%、16.14%和19.89%。這說明硫酰氟熏蒸會損害剝制動物標(biāo)本皮毛的力學(xué)性能，而紫蘇精油在防治蟲害的同時，能對皮毛起到一定的保護(hù)作用，有望開發(fā)成為新型殺蟲劑或驅(qū)避劑，廣泛應(yīng)用于博物館有機(jī)質(zhì)藏品保護(hù)領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞 熏蒸 剝制標(biāo)本 力學(xué)性能

0 引言

剝制動物標(biāo)本是指將動物的皮連同皮外的覆蓋物一同由軀體上剝離下來，通過脫脂、防腐、充填、縫制、整形和美化等技藝流程進(jìn)行加工處理后，再按照生物特性制作而成的一類動物標(biāo)本[1]。剝制動物標(biāo)本以其完整的皮毛與逼真的造型不僅贏得了觀眾的喜愛，而且具有極高的研究和收藏價(jià)值。然而，富含有機(jī)質(zhì)的剝制動物標(biāo)本卻易遭受各種蟲害[2]。為了更好地保護(hù)這些珍貴的標(biāo)本，國內(nèi)外博物館采取了形式多樣的技術(shù)手段，如早期的二氯苯、樟腦、敵敵畏和滴滴涕等殺蟲劑，以及近年來興起的低溫冷凍、低氧窒息和植物提取物熏蒸、驅(qū)避、觸殺等新型環(huán)保防治法[3-7]。

館藏剝制動物標(biāo)本的保管既要考慮蟲害防治的效果以及標(biāo)本的安全，也要兼顧博物館的特殊環(huán)境，保證與標(biāo)本接觸人群的健康。目前，鮮有研究報(bào)道過防治方法對標(biāo)本安全的影響[2]。究其原因，主要有兩方面：一是剝制動物標(biāo)本的安全標(biāo)準(zhǔn)尚未建立完善，難以借助標(biāo)準(zhǔn)化的技術(shù)手段來評估防治方法對標(biāo)本的影響；二是剝制動物標(biāo)本的性能相對穩(wěn)定，一般情況下單次蟲害防治方法對其產(chǎn)生的細(xì)微影響很難有效監(jiān)測[8]。

剝制動物標(biāo)本制作技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了傳統(tǒng)剝制技術(shù)和現(xiàn)代剝制技術(shù)兩個階段，二者的最大區(qū)別在于動物皮毛的處理方式[9]。傳統(tǒng)剝制技術(shù)主要采用風(fēng)干等物理方式對皮毛進(jìn)行簡單處理，處理后的皮毛仍屬于生皮。而現(xiàn)代剝制技術(shù)則運(yùn)用了皮革制作工藝中的鞣皮技術(shù)，經(jīng)過鞣制處理后的皮毛由生皮轉(zhuǎn)變?yōu)樾阅芨臃€(wěn)定的熟皮，其物理、化學(xué)性質(zhì)也趨同于輕工業(yè)中的皮革。因此，在評估現(xiàn)代剝制動物標(biāo)本的毛皮質(zhì)量時，可借鑒皮革行業(yè)的技術(shù)指標(biāo)。

1 材料與方法

本研究選用的黃麂（Muntiacus muntjak）剝制標(biāo)本由深圳市金孔雀標(biāo)本藝術(shù)有限公司提供，所有的黃麂皮毛均來自養(yǎng)殖場的同一批次品種，并采用標(biāo)準(zhǔn)化的現(xiàn)代剝制技術(shù)進(jìn)行固定鞣制處理[10]。以脊椎為中軸線，在每張黃麂皮的相同部位裁剪20張40 cm×40 cm的皮塊，皮塊的平均厚度為1.2 mm。將這些規(guī)格統(tǒng)一的皮塊放置于恒溫箱內(nèi)保存?zhèn)溆?，環(huán)境溫度為25℃，濕度為60%～65%。

本研究選用的熏蒸藥物為硫酰氟（F2SO2）和紫蘇（Perilla frutescens）精油。硫酰氟的熏蒸濃度采用博物館文物庫房中例行熏殺蟲害的常用濃度30 g/m3[11]，紫蘇精油為實(shí)驗(yàn)室自制，其熏蒸濃度為0.3 μL/L，這一熏蒸濃度對儲藏物害蟲白腹皮蠹具有很好的消殺毒性[7]。

將20塊皮塊隨機(jī)分成4組，每組5張：熏蒸前初始組L0、空白熏蒸對照組L1、硫酰氟熏蒸組L2和紫蘇精油熏蒸組L3。熏蒸實(shí)驗(yàn)分別在3個恒溫恒濕的密封熏蒸柜內(nèi)進(jìn)行，環(huán)境溫度為25℃，濕度為60%～65%。對照組除不施加熏蒸劑外，其他操作程序與另外兩個熏蒸組保持一致。熏蒸實(shí)驗(yàn)連續(xù)進(jìn)行20個周期（100 d），每個熏蒸周期為5 d，其中熏蒸時間2 d，散氣時間3 d。

本研究委托中紡標(biāo)（深圳）檢測有限公司依據(jù)《皮革 物理和機(jī)械試驗(yàn) 撕裂力的測定：雙邊撕裂》（QB/T 2711—2005）和《毛皮 物理和機(jī)械試驗(yàn) 抗張強(qiáng)度和伸長率的測定》（QB/T 1269—2012），對各組剝制動物標(biāo)本皮毛的力學(xué)性能進(jìn)行檢測，檢測內(nèi)容包括撕裂力、抗張強(qiáng)度和伸長率。檢測儀器為高鐵檢測儀器有限公司生產(chǎn)的萬能拉力機(jī)（AI-7000-S）。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)使用SPSS17.0軟件進(jìn)行One-Way ANOVA分析，并通過Tukeys HSD判斷處理間的差異顯著性（P<0.05），結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差”的形式表示，并使用Excel進(jìn)行作圖。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

通過圖1、圖2和圖3可以看出熏蒸前后黃麂皮毛在撕裂力、伸長率和抗張強(qiáng)度上的變化。熏蒸前，黃麂皮毛的初始撕裂力為178.60 N±8.32 N，伸長率為30.78%±2.39%，抗張強(qiáng)度為38.24 N·mm-2±3.75 N·mm-2。薰蒸20個周期后，對照組的撕裂力細(xì)微提高，伸長率和抗張強(qiáng)度細(xì)微降低，但與熏蒸前相比未出現(xiàn)顯著變化（P<0.05）。經(jīng)硫酰氟熏蒸后，與對照組相比，皮毛的撕裂力、伸長率和抗張強(qiáng)度分別下降了4.42%、10.08%和10.35%；而經(jīng)紫蘇精油熏蒸后則分別上升了7.29%、16.14%和19.89%。通過對比可以發(fā)現(xiàn)，皮毛經(jīng)紫蘇精油熏蒸后比經(jīng)硫酰氟熏蒸后，其撕裂力、伸長率和抗張強(qiáng)度分別上升了12.25%、29.17%和33.73%，且存在顯著差異（P<0.05）。

3 討論

剝制動物標(biāo)本作為有機(jī)質(zhì)藏品，隨著時間的推移將發(fā)生自然劣變現(xiàn)象。博物館的保管工作要根據(jù)其劣變機(jī)理，采取相應(yīng)的措施，通過預(yù)防、保養(yǎng)、修復(fù)來最大限度地避免標(biāo)本劣變的發(fā)生[12]。

剝制動物標(biāo)本主要由體表動物皮毛和體內(nèi)假體填充物兩部分構(gòu)成。由現(xiàn)代剝制技術(shù)制作的動物標(biāo)本，其假體填充物大多是玻璃鋼或樹脂材料，在很大程度上彌補(bǔ)了稻草、棉花和布料等傳統(tǒng)填充材料易劣變的缺陷。因此，標(biāo)本的劣變主要體現(xiàn)在其體表動物皮毛上。雖然，現(xiàn)代剝制動物標(biāo)本的體表皮毛已從生皮變?yōu)槭炱?，但作為質(zhì)地脆弱的有機(jī)質(zhì)藏品仍然受到諸多自然因素的影響，如保存環(huán)境的溫度、濕度、光照和生物損害等[13]。本研究發(fā)現(xiàn)，在模擬博物館庫房溫濕度的環(huán)境下，不施加任何藥物放置100 d后，皮毛的撕裂力、伸長率和抗張強(qiáng)度均未出現(xiàn)明顯變化。這表明此溫濕度環(huán)境在短期內(nèi)不會對動物標(biāo)本的皮毛產(chǎn)生顯著的損害，也進(jìn)一步印證了現(xiàn)行館藏動物標(biāo)本保存環(huán)境中溫度與濕度的可行性。

剝制動物標(biāo)本至今尚未建立統(tǒng)一的質(zhì)量評估標(biāo)準(zhǔn)，更多地依賴于專業(yè)人員的主觀判斷。本研究借助毛皮與皮革的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)來評估剝制動物標(biāo)本的質(zhì)量，主要出于兩方面的考慮：一是，現(xiàn)代剝制動物標(biāo)本制作中大量運(yùn)用了毛皮與皮革的加工工藝，二者的處理技術(shù)已經(jīng)出現(xiàn)融合的現(xiàn)象；二是，毛皮與皮革的檢測設(shè)備及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)已相當(dāng)成熟完備，為剝制動物標(biāo)本的質(zhì)量檢測提供了有力支持。本研究選用的撕裂力、伸長率和抗張強(qiáng)度都是皮革行業(yè)中常用的檢測指標(biāo)，能夠很好地反映毛皮與皮革的力學(xué)特性，并且已有皮質(zhì)文物研究運(yùn)用這一標(biāo)準(zhǔn)來檢測皮質(zhì)的特性變化[14]。

硫酰氟作為一種廣譜熏蒸劑，因其具有無色無嗅、不易燃、用量少、見效速度快且可在常溫下操作等諸多優(yōu)點(diǎn)，而廣泛運(yùn)用于博物館藏品的害蟲消殺[15]?，F(xiàn)有研究表明，包括毛織品及皮革制品等眾多有機(jī)質(zhì)文物使用硫酰氟進(jìn)行熏蒸殺蟲后，其外觀均未發(fā)現(xiàn)明顯變化[17]。但本研究中，經(jīng)硫酰氟連續(xù)熏蒸20個周期后，剝制動物標(biāo)本皮毛的撕裂力、伸長率和抗張強(qiáng)度都出現(xiàn)了不同程度的降低，其中伸長率存在顯著差異（P<0.05）。有研究發(fā)現(xiàn)單次硫酰氟熏蒸對有機(jī)質(zhì)藏品產(chǎn)生的損害非常細(xì)微，僅憑肉眼是無法覺察到的；但通過蛋白質(zhì)電泳測定、傅里葉變換紅外光譜檢測、氨基酸分析等方法就會發(fā)現(xiàn)，其蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)及氨基酸組成均已發(fā)生改變，即單次硫酰氟熏蒸對有機(jī)質(zhì)藏品產(chǎn)生了一定的損害[8]。本研究連續(xù)進(jìn)行了20個周期的熏蒸，按照每年熏蒸2次計(jì)算，相當(dāng)于受到了長達(dá)10年的累積損害。這些損害累積后，最終表現(xiàn)為明顯可見的變化。

紫蘇精油是指采用特定的提取方法從紫蘇葉中獲得的一種揮發(fā)性芳香物質(zhì)。大量研究表明紫蘇精油具有抗氧化、殺菌消毒等作用[16-17]。之前，我們通過熏蒸、驅(qū)避、觸殺等方法研究了紫蘇精油對博物館害蟲白腹皮蠹的殺滅效果，結(jié)果表明其防治效果良好[7-8]。本研究中，剝制動物標(biāo)本經(jīng)紫蘇精油熏蒸20個周期后，皮毛的撕裂力、伸長率和抗張強(qiáng)度均出現(xiàn)不同程度的提高，其中撕裂力達(dá)到顯著水平（P<0.05）；且與硫酰氟熏蒸相比，二者間的撕裂力、伸長率和抗張強(qiáng)度均存在顯著性差異（P<0.05）。從這三個指標(biāo)來看，紫蘇精油的熏蒸不但沒有損害皮毛，反而能對皮毛起到保護(hù)的作用。這可能是由于在熏蒸過程中，紫蘇精油滲透到皮毛的內(nèi)部，起到類似皮革加工中加脂劑的作用。即通過施油工藝使油脂材料進(jìn)入纖維中，再利用物理吸附和化學(xué)鍵結(jié)合使得皮革纖維處于分離狀態(tài)，增加纖維之間相互的可移動性，從而賦予皮革成品一定的柔軟性、豐滿性、延伸性和彈性[18]。

4 結(jié)論

本文選取經(jīng)現(xiàn)代剝制技術(shù)處理的黃麂熟皮作為實(shí)驗(yàn)對象，并根據(jù)毛皮與皮革質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中的撕裂力、伸長率和抗張強(qiáng)度三個指標(biāo)，測試與分析硫酰氟和紫蘇精油熏蒸對動物皮毛力學(xué)性能的影響，旨在為博物館開展剝制動物標(biāo)本保護(hù)的相關(guān)研究提供理論支撐。結(jié)果表明，硫酰氟熏蒸會影響剝制動物標(biāo)本皮毛的力學(xué)性能，而紫蘇精油熏蒸則能對其起到一定的保護(hù)作用。未來，紫蘇精油有望開發(fā)成為一種新型殺蟲劑或驅(qū)避劑，廣泛應(yīng)用于有機(jī)質(zhì)文物保護(hù)領(lǐng)域。

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