用化學溶解法鑒別皮革的方法探討

1 引言

皮革是經(jīng)脫毛和鞣制等物理、化學加工所得到的已經(jīng)變性不易腐爛的動物皮，是現(xiàn)代真皮制品的必需材料。皮革按動物種類分主要有豬皮革、牛皮革、羊皮革、馬皮革、驢皮革、袋鼠皮革、魚皮革、爬行類動物皮革、鴕鳥皮革等；按層次分有頭層革和二層革；按用途有生活用革、國防用革、工農(nóng)業(yè)用革、文化體育用品革。皮革由于具有優(yōu)良的天然特性被人們廣泛運用，每年全球皮革總需求量約為1.0億平方米，相當于3億張牛皮(標準皮)的產(chǎn)量。但隨著人類對皮革的需求增長，數(shù)量有限的天然皮革早已不能滿足人們這種需求。為解決這一矛盾，科學家們幾十年前即開始研究開發(fā)人造革、合成革，以彌補天然皮革的不足。經(jīng)過50多年的研究發(fā)展，如今極似真皮特性的人造革已有生產(chǎn)面市，它的表面工藝及其基料的纖維組織，幾乎達到真皮的效果，可以以假亂真，在透氣性、柔韌性、手感和外觀等諸多方面都與天然皮革相似，但價格卻遠遠低于天然皮革。而以經(jīng)浸漬的無紡布為網(wǎng)狀層，微孔聚氨酯層作為粒面層制得的合成革，其正、反面都與皮革十分相似，并具有一定的透氣性，比普通人造革更接近天然革。雖然人造革和合成革的物理性能、化學性能、質(zhì)感、手感、視覺效果已經(jīng)接近天然皮革的性能，但在現(xiàn)有技術條件下，與人體的親和性、回彈滯后性、吸濕排濕性等方面還達不到天然皮革的指標，還有人們長久遺留的認為“天然皮革產(chǎn)品就是中高檔品”的心理因素，因此在一定時期內(nèi)消費者還是首選皮革產(chǎn)品。

皮革在加工過程中，要經(jīng)過不同的工藝，如修面、涂飾、貼膜、拋光、壓花、剖層等才能制造成不同風格的成品，還有不同的國家地區(qū)對皮革背面的處理有不同的特點，如韓國會進行壓布紋處理，日本會處理得光滑有質(zhì)感，這些都不會再看到原有的毛渣纖維，因此有時候僅憑感官很難鑒別出是天然皮革還是人造革。在皮革檢測實驗室里，鑒別皮革主要用感官鑒別法、燃燒法、顯微鏡法，這些方法都依賴鑒定人員的認知和經(jīng)驗，都有一定的局限性，需要相互輔助。但是有時候檢測的樣品比較復雜，對于缺少經(jīng)驗的檢驗員來說只依據(jù)這些方法來鑒別是不是天然皮革還是有一定難度，因此急需要再有一種能夠和上述3種方法來加強驗證的試驗方法，而通過化學溶解法溶解皮革來鑒別就直觀明了，操作簡單方便，比較適合，但現(xiàn)在還沒有通過化學溶解法鑒別皮革的標準。

本文根據(jù)皮革是天然蛋白質(zhì)纖維的特性，嘗試多種試劑和溶解條件，經(jīng)過大量試驗分析，最終找到溶解皮革的合適方法，可為檢測人員在解決相關問題時提供參考。

2 試驗準備

2.1 原理

皮革同動物毛一樣都屬于天然蛋白質(zhì)纖維，因此可以參照紡織纖維通過在氫氧化鈉溶液或次氯酸鈉溶液中的溶解性來鑒別蛋白質(zhì)纖維和其他纖維的方法，用氫氧化鈉溶液或次氯酸鈉溶液作為試劑溶解皮革，來鑒別皮革和人造革。

2.2 試驗設計

參照GB/T 2910.4—2009《紡織品 定量化學分析 第4部分：某些蛋白質(zhì)纖維與某些其他纖維的混合物（次氯酸鹽法）》和JIS L1030-2—2012《紡織品纖維混合物定量分析的試驗方法 第2部分：纖維混合物定量分析的試驗方法》中6.2.11（2.5%氫氧化鈉法）和6.2.12（5%氫氧化鈉法），選用氫氧化鈉溶液和次氯酸鈉溶液溶解皮革。因為氫氧化鈉溶液是強堿溶液，次氯酸鈉溶液是強氧化劑，在試驗時要考慮對人體、環(huán)境的危害，因此要選用適當?shù)娜芤簼舛?、試驗溫度和時間。選用不同種類和不同厚度的皮革，設計試劑濃度、溶解溫度、溶解時間及振蕩器振動頻率。設計方案見（表1）。

2.3 試樣準備

1#試樣（黑色綿羊皮革，厚度0.52mm）、2#試樣（紅色山羊皮革，厚度0.81mm）、3#試樣（肉色豬皮革，厚度0.81mm）、4#試樣（黑色牛粒面革，厚度1.38mm）、5#試樣（紫色牛二層絨面革，厚度1.52mm）、6#試樣（棕色牛剖層移膜革，厚度1.16mm）、7#試樣（黑色牛剖層移膜革，厚度1.92mm）、8#試樣（黑色漆牛皮移膜革，厚度2.27mm）。

2.4 試劑

本試驗所用試劑均為分析純，試驗用水為GB/T 6682中三級水的規(guī)格。

2.5%（質(zhì)量分數(shù)）氫氧化鈉溶液：稱取25g氫氧化鈉，精確到0.01g，先用少量三級水溶解，然后再加三級水直到1000g。

3.0%（質(zhì)量分數(shù)）氫氧化鈉溶液:稱取30g氫氧化鈉，精確到0.01g，先用少量三級水溶解，然后再加三級水直到1000g。

5.0%（質(zhì)量分數(shù)）：稱取50g氫氧化鈉，精確到0.01g，先用少量三級水溶解，然后再加三級水直到1000g。

1mol/L次氯酸鈉溶液：在1mol/L次氯酸鈉溶液中加入氫氧化鈉，使其含量為5g/L。此溶液可用碘量法滴定,使其濃度在0.9mol/L～1.1mol/L。

用移液管吸取2mL次氯酸鈉溶液置于碘量瓶中，加100mL～150mL水，10%碘化鉀溶液20mL～25mL，10%硫酸溶液10mL～15mL，立即以0.1mol/L硫代硫酸鈉溶液滴定，待溶液呈淡黃色時加入淀粉指示劑，繼續(xù)滴定至溶液藍色消失為止。同時做空白試驗。具體濃度可用式（1）計算：

式中：c1——次氯酸鈉溶液濃度，mol/L；c2——硫代硫酸鈉溶液濃度，mol/L；V1——吸取次氯酸鈉溶液體積，mL；V2——耗用硫代硫酸鈉溶液體積，mL。

1.8mol/L次氯酸鈉溶液：在1.8mol/L次氯酸鈉溶液中加入氫氧化鈉，使其含量為5g/L。此溶液可用碘量法滴定，使其濃度在1.6mol/L～2.0mol/L。滴定方法如前。

2.5 儀器設備

分析天平（精確到0.001g）、恒溫振蕩水浴鍋（0℃～99℃）、加熱設備（能保證溶液煮沸）。

3 試驗及結(jié)果分析討論

3.1 試驗步驟

每個方案每個試樣各做兩個平行試驗。稱取試樣1g，剪成約1cm×0.5cm大小，放入250mL三角瓶中，每克試樣分別加入100mL的溶液（2.4），經(jīng)充分潤濕后，根據(jù)表1設計的方案進行試驗。試驗完成后，觀察殘留物形態(tài)。

3.2 結(jié)果與分析

3.2.1 氫氧化鈉法試驗結(jié)果與分析

試樣在氫氧化鈉溶液中的溶解結(jié)果見表2。從表2可以看出，皮革在氫氧化鈉溶液中的溶解性和溶液濃度、溫度、溶解時間及皮革厚度有關，與振蕩器轉(zhuǎn)速關系不大。2.5%氫氧化鈉溶液（煮沸、30min）、3%氫氧化鈉溶液（70℃、1h）、5%氫氧化鈉（煮沸、15min）能溶解所有樣品。對于羊皮革制品，所有的方案都能溶解；其他沒有貼膜的皮革樣品，有的方案能溶解，有的不能；而對于移膜革樣品，當溶解條件劇烈（煮沸）時，貼膜會部分溶解，也就是貼膜會破損，而溶解條件相比較溫和（50℃或70℃）時，貼膜會收縮，不會破損。在實驗室做試驗時，還要考慮環(huán)境、水電、時間、操作等各方面的因素，所以綜合來看，以方案4（3%氫氧化鈉溶液、70℃、振蕩1h）為最佳方案。

表2 氫氧化鈉法溶解結(jié)果

3.2.2 次氯酸鈉法試驗結(jié)果與分析

試樣在次氯酸鈉溶液中的溶解結(jié)果見表3。從表3可以看出，皮革在次氯酸鈉溶液中的溶解性和溶液濃度、溫度、溶解時間及皮革厚度有關，隨溶液濃度和溶解時間的增大，皮革的溶解性越來越大。皮革由于纖維緊密厚實，方案7（1mol/L次氯酸鈉溶液，加入5g/L的氫氧化鈉、20℃、40min ）這種通常溶解蛋白質(zhì)紡織纖維的方法不適用。對于有貼膜的皮革，用次氯酸鈉溶液溶解后，貼膜既沒有溶解，也沒有收縮，而是皮質(zhì)纖維溶解后，殘留物只剩貼膜。次氯酸鈉溶液購買的原液濃度一般為2mol/L左右，能滿足本試驗要求，但次氯酸鈉見光會慢慢分解，因此試驗時溫度不能太高，還要現(xiàn)配現(xiàn)用，密閉操作。綜合來看，方案12（1.8mol/L次氯酸鈉溶液，加入5g/L的氫氧化鈉、50℃、振蕩1h）為最佳方案。

表3 次氯酸鈉法溶解結(jié)果

4 結(jié)論

本文通過試驗證明，對通過感官鑒別、燃燒、顯微鏡等方法還不能確定為皮革還是人造革的樣品，再通過化學溶解法來鑒別是可行的。

（1）采用3.0%（質(zhì)量分數(shù)）氫氧化鈉溶液（溫度70℃、振蕩1h）和1.8mol/L次氯酸鈉溶液（加入5g/L的氫氧化鈉、溫度50℃、振蕩1h）的方法，都能溶解皮革，并且操作簡單方便，試驗結(jié)果明了，試驗人員做試驗時可任選之一。

（2）在鑒別皮革時，感官鑒別法、燃燒法、顯微鏡法是相輔相成的，再加上溶解法，是對鑒別方法的進一步完善，可為缺少檢驗經(jīng)驗的人員提供幫助，也可為以后皮革鑒別標準的制定提供參考。