1、珍珠纤维元素分析与功能性研究 李东平 韩蕊 (东华大学 上海200051) 摘要】珍珠共混再生纤维素纤维(简称珍珠纤维)是一种新型功能性纤维，含有 多种氨基酸和微量元素，具有抗紫外线功能和远红外发射功能。本文对比测试了珍珠 纤维的氨基酸与微量元素含量，并且浅析了珍珠纤维功能性的护肤机理。 关键词】珍珠纤维；功能性纤维；氨基酸；微量元素 中图分类号】TS151 随着科学技术的高速发展和人民生活水平 不断提高，采用高新技术生产的功能性、高性能 和环保型的纤维受到了消费者的青睐，引导了消 费市场。珍珠共混再生纤维素纤维(简称珍珠纤 维)是一种新型功能性纤维，将纳米级珍珠粉在 粘胶纤维纺丝时加入纤维内
2、，使纤维体内和外表 面均匀分布着纳米珍珠微粒。 1珍珠纤维功能性综述 我国有2000多年利用珍珠的历史，自古就被 人们视为珍贵的装饰品、名贵的中药材和美容润 肤之宝。珍珠粉具有镇心安神、养阴熄风、清热堕 痰、去翳明日、解毒生肌、养颜、抗衰老等功效。将 纳米级的珍珠粉加入纤维中，使纤维具有珍珠的 功效，这就是珍珠纤维研发的出发点。测试表明， 珍珠纤维含有十几种氨基酸，多种微量元素，并 具有抗紫外线功能和远红外发射功能。众所周 知，氨基酸在护肤方面有着显著的效果，从表皮 的角质细胞到角质层中的天然保湿因子，真皮中 的胶原蛋白、弹性硬蛋白等，都含有大量氨基酸。 多种微量元素可透过表皮细胞的间隙和腺体
3、被 真皮吸收，从而起到了改善肌肤营养及循环、调 节皮肤酸碱度和增强皮肤细胞弹性等作用。因 此，经纺丝定型等一系列的化学物理过程，珍珠 纤维中氨基酸与微量元素的含量是确定其功能 性的关键。 2珍珠纤维元素测试 21微量元素 本测试主要采用ICPAES法测定珍珠纤 收稿日期：20070520 ff,-JIANGSU TEXTILE 维、天丝、粘胶纤维eeMg，A1，Si，K，Ca，Mn，Fe， Cu，Zn，Sr的含量。 211仪器及主要试剂 仪器：新仪微波化学科技有限公司微波消解 罐(上海)，型号MDS一6 美国Leeman公司Prodigy型电感耦合等离子 体原子发射光谱仪(ICPAES)美国奥
4、豪斯公司 Adventure电子天平(精确No0001g)； 主要试剂：去离子水，浓硝酸(6301)，双 氧水为优级纯(GR) 212样品的调湿 纺织材料大多具有一定的吸湿性，其吸湿量 的大小主要取决于纤维的内部结构，而大气条件 (温度、相对湿度、大气压力)对吸湿量也有一定影 响。为了使本实验样品具有可比性，在测试前对 它们进行调湿处理。将样品放置于温度20cC 2，相对湿度652的实验室环境下调湿 24h以上，直至达到平衡状态。 213样品的消化 在前面调湿样品的实验环境下，精确称取各 样品05g，放入PTFE(聚四氟乙烯)消解罐中。加 入5ml浓硝酸使纤维充分浸润，室温下预消化过 夜。将P
5、TFE罐放入MDS一6中进行微波程序升温 消化。消解条件：功率(8oow)，消解时问共6min， 其中05MPa 1min，10MPa 1min，15MPa 3min。自 然冷却后取出。JI2ml 30双氧水，10Mpa微波 溶样3min，自然冷却后取出，移入50ml容量瓶中， 用去离子水定容至刻度。 214微量元素测定 用ICPAES法测定，先测定浓度为lppm和 10ppm的标准溶液中各元素含量，然后测定消解 维普资讯 http:/ 的各样品。进样顺序为：蒸馏水依次进各标 准样5硝酸依次进消解样品，每个间 隔进5硝酸。 22氨基酸 本实验同时测定珍珠粉体(此珍珠粉是测试 用珍珠纤维的共混添
6、加物)、珍珠纤维和粘胶纤 维中多种氨基酸的含量，采用日立83550型高 速氨基酸自动分析仪，实验中使用柱后茚三酮衍 生法，一个分析周期为72分钟。 2-21仪器及主要试剂 仪器：日立83550型高速氨基酸自动分析仪 主要试剂：显色剂为茚三酮，盐酸为分析纯， 蒸馏水 2-22测试方法 各纤维样品同21节微量元素测试，首先进 行预调湿，然后取适量供本实验使用。采用标准 盐酸水解法。即用电子天平称取适量样品置于安 瓿瓶中，加入6molL的盐酸5ml，通氮气封管。然 后置于1 10烘箱内保温水解18J时。取出冷却 后，开口将水解液转移至洁净烧杯中，水解液水 浴蒸干后，用002molLb酸溶解，定容至5
7、0ml，得 待测酸水解液。所得溶液直接上氨基酸分析仪进 行测定，上柱体积为005ml，共检测l7种氨基酸。 3结果分析 31微量元素测试结果与分析 纤维最终元素含量计算方法： 纤维各元素含量=ICPAES输出结果X样 品稀释倍数f11 样品稀释倍数=定容体积样品称重(2) 表1所示为经以上公式换算后样品中微量元素的 测试结果。 表1：微量元素测试含量(单位：ppm) 歹已豢 珍珠纤维 月交纤维 火丝 Mg 332 14OO 133O AI 465 228O 155O Si 6429 388O 416O K 825 598 486O Ca 3689 127OO 6O3O Mn 3529 114O
8、 OOO Fe 3O35 148O 255O Cu 4 56O 44O Zn 513 66OO OOO Sr O OOO OOO 注：lppm=1 IZ gg=1 IZ ml 通过对珍珠纤维进行微量元素分析得知：珍 珠纤维化学组成中基本含有珍珠营养成分中的 十几种微量元素，其中钙元素的含量远远高于对 比测试的粘胶纤维与天丝。这主要是珍珠的化学 组成大部分为碳酸钙，通过向粘胶纺丝液中添加 珍珠超细粉体，纺丝过程中经过一系列的化学物 理变化，某种程度上改变了粘胶的化学成分，使 其具有了珍珠的营养成分。 32氨基酸测试结果与分析 测试结果表明，珍珠纤维中含有人体所需的 多种氨基酸，各种氨基酸含量总和
9、为0118，而 对比测试的粘胶纤维中不含氨基酸，见表2。 表2：氨基酸测试的类型及含量(g100g) 编号 氨捧酸种类 珍球粉 珍珠纤维 粘纤 编号 氨基艘种类 珍琳粉 珍珠纤维 粘纤 1 凡冬氨酸AsD 0 25 0 010 0 10 异亮e 0 07 0 005 0 2 苏氢酸Thr 0 o6 0 0D2 0 11 亮Leu 018 0 006 0 3 艘Ser 0 20 0 006 0 12 酪Tyr 0 07 0 0 4 谷Glu 013 0 011 0 13 苯丙Phe 012 0 011 0 5 H Gly 0 37 0 016 0 14 鸟ORN 0 0 0 6 丙Ala 0 4
10、7 0 018 0 15 赖kys 0 09 0 0o4 0 7 半胱Cys 0 03 0 008 0 16 组His 0 03 0 0 8 蜥Va 0 08 0 007 0 17 精Ar9 019 0 0o4 0 9 甲硫Me1 0 03 0 010 0 氨 酸总域 2 37 0118 0 为人体必须氨基酸 JtL#f-，本实验中测得共混的珍珠粉体中氨基 酸含量为237，而珍珠纤维是按照粘胶纤维中 共混5珍珠粉体制备的，计算可得珍珠纤维中 氨基酸总含量理论上应为01 1 8，这一结果与测 试用珍珠纤维样品总氨基酸的实际含量在一个 数量级。由于测试分析中检测样品用量极少，所 以氨基酸的含量与在
11、珍珠纤维中的实际含量会 有波动。没有测定出的氨基酸是由于含量甚微， 已介于氨基酸分析仪的误差范围。 4珍珠纤维护肤功能性研究 通过以上测试表明，珍珠纤维含有十几种氨 基酸与多种微量元素，而皮肤如何吸收珍珠纤维 中这些营养成分也是其护肤功能的关键。虽然皮 肤具有限制体外物质透入的保护作用，但皮肤不 是绝对严密而无通透性的组织，某些物质可以有 选择的透过表皮，当进入真皮及皮下组织后，受 到的阻力极小，极易被血管及淋巴组织所吸收， 引起全身的作用。 有人比较了纳米级与微米级珍珠粉中碳酸 钙对离体无毛小鼠皮肤的渗透能力，结果纳米级 JIANGSU TEXTILE江苏纺织 维普资讯 http:/ 珍珠粉
12、中碳酸钙经皮渗透速率及皮肤渗透累计 量均高于微米级珍珠粉。有人还测定了不同粒度 的珍珠粉氨基酸体外溶出量和溶出速率，得出随 着珍珠粉颗粒粒度的减少，氨基酸的溶出量增 大，溶出速率加快的结论。其中，超细珍珠粉与一 般珍珠粉相比，表现得更加明显。因此，营养物质 能否被充分吸收，与其比表面积呈正相关关系， 体积越小，比表面积越大，则吸收越完全。珍珠纤 维中的珍珠粉已达到纳米级，与人体组织具有相 容性亲和力，因此极易进入皮肤深层，并可顺利 地通过皮肤角质层的筛选(间隙为202000纳 米)直达皮肤深层，修复和强化皮肤功能。 另外，珍珠的主要成分是碳酸钙，人体汗液 中除了99一995水分，还含有氯化钠，
13、乳酸(约 300毫克)、尿素氮(3060毫克)等。虽然碳酸钙 不溶于水，但它可以和汗液中的乳酸反应，生成 可溶性的乳酸钙，乳酸钙容易被人体吸收。珍珠 中碳酸钙与汗液中乳酸的反应方程式如下： CaCO3+2CH3CH(JH)C00H。caCH3CH(OH)COOl2 +CO2f+H2(J 人体24小时都会排汗，不显汗量约为 400600毫升，当环境温度升高N3oc以上时， 则排汗明显。这样珍珠纤维中的珍珠微粒就可经 汗液长期浸润并溶解，珍珠中的营养物质逐渐被 分解出来，通过皮肤被人体吸收。 总之，珍珠纤维集护肤、防紫外线功能和远 红外发射功能为一体，应用于文胸、短裤、T恤、 背心、睡衣、运动衣等
14、贴身穿着的服装，会有较高 的市场认同感和较好的市场前景。 参考文献 f11尹绍武珍珠fM1北京：中国中医药出版社2001：7 2南京医学院，编中药大辞典(下册)M北京：人民卫生出版社1997：1492 3】刘爱莲浅析柞蚕丝素蛋白的营养护肤功效卟辽宁丝绸2003(1)：2426 4张丽华，王建龙，等珍珠的美容保健功效U1_日用化学品科学2002(4)：33-36 51王雪梅化妆品健康美容fM1合肥：安徽大学出版社2004 6柯学，许颖，等纳米级与微米级珍珠粉中碳酸钙对离体小鼠皮肤渗透性的研究Ul 中国新药与临床杂志2006(1)：2528 7李春华，林强，等珍珠粉颗粒粒度与氨基酸体外溶出效果的关
15、系U】_华西医学杂 志，2002(5)：334335 8贾孝荣全方位科学美容M】北京：军事医学科学出版社2001 9牛雪梅纳米珍珠纤维的开发及功能性研究D上海：东华大学2006 101叶卉珍珠纤维鉴别方法的研究及检验标准的建立D上海：东华大学2007 (上接第41页) 即使是在一般_业上也越来越重要，显示它巨大 的应用价值。正因为如此，世界各地的纤维制造 公司，尤其象美国杜邦公司致力于开发高性能的 特殊纤维的热情一直未减。我们相信性能更加优 异的新的Kevlar129、Kevlar149之类的纤维会不断 面世，其应用前景必定会越来越广阔。 参考文献 1催玉桐国外芳纶最新进展一Kevlar49J纤维复合材料1998(5)：4950 2赵稼祥美IKevlar布性能测试分析J纤维复合材料1994(2)：3234 3孔庆宝芳纶纤维材料的进展J纤维复合材料1990(1)：8-9 4杨明煜芳纶的应用分析J江苏丝绸2006(6)：1517 0 江苏纺织JIANGSU TEXTILE 维普资讯 http:/
