新型纤维——拉伸羊毛纤维及其应用
刘建华
（天津纺织工程研究院，天津）
摘要：本文论述了新型纤维-拉伸羊毛纤维的概念，产生与发展。细化机理、工艺流程、特征及在纺织工业中的应用。结果显示：新型纤维拉伸羊毛纤维性能优越，提升了羊毛纤维的服用性能。顺应了当今毛纺产品轻薄化、高档化趋势，在世界纺织业对细毛和超细羊毛的需求大幅增加的前提下，具有广泛的发展空间。
关键词：拉伸羊毛；原理；工艺流程；拉伸特性；应用
1 前言：
拉伸羊毛纤维是一种细化了的羊毛纤维，它是将普通羊毛纤维在适当的化学助剂及湿热条件下进行机械拉伸，再将拉伸后的细化纤维进行热及化学定型而形成的一种新型纤维。此纤维可将普通羊毛细度降低2-4μm，长度增加50%左右。由于细化后羊毛截面的变化，分子间作用力的加强及表面鳞片的改变等因素，使其形成了一种具有真丝般光泽及羊绒般手感，兼具丝光防缩羊毛性质，又对羊绒断裂强度低形成互补的新型纤维。用此纤维生产出的面料其手感和外观方面增加了新美感，其织物具有独特的风格特征，主观评价认为：拉伸羊毛产品手感似羊绒，外观似真丝，综合风格更接近于丝毛产品风格【1】。与普通羊毛一样可加工成各种毛粗、精纺的机织和针织产品。因此这种纤维的问世，顺应了当今毛纺织品轻薄化、高档化趋势，具有很大的发展潜力。
2 拉伸羊毛纤维的产生与发展
2.1 拉伸羊毛纤维的产生
拉伸羊毛由澳大利亚联邦科学与工业组织（CSIRO）和国际羊毛标准公司（TWC）联合开发，从1984年提出到1998年实用化用了15年的时间，通过基本构想、基础试验、stratching of staple fibres专利Twisting Device专利、1.2号样机、制品开发签署、确定染整工艺、确定加工许可及签署生产开始等一整套研究和工业化运作【2】，最终形成了（Optim Fine）拉细羊毛和（Optim Max）拉细蓬松羊毛产品。其中Optim Max是将羊毛纤维拉伸后，进行暂时定型，与其他纤维混合后，使其在一定的条件下，破坏其暂时定型产生回缩，而形成的膨化纤维。Optim Fine就是我们文中涉及的拉伸羊毛纤维。在竞争日益激烈的毛纺织市场上，为羊毛纤维的应用树立了信心。
2.2 国内外拉伸羊毛的发展概况
20世纪80年代初澳大利亚CSIR0(联邦科学与工业研究组织)的羊毛研究所开始提出并着手研究羊毛纤维细化的可能性，其背景在于羊毛高支化以羊种改良过于漫长、成本又高，人工细化加工可能更快。澳大利亚科学家花了10多年时间，在1993年推出了羊毛细化加工技术，并在1995—1998年先后在欧洲、日本、美国、澳大利亚和新西兰知识产权局申请了专利。同期，日本学者亦有相应的研究和专利。中国市场上，Optim Fine由鹿王羊绒集团公司独家引进并投放市场。由于拉伸羊毛纤维具有高额的产品附加值，国内相继进行了拉伸羊毛的研究，如：上海东华大学与上海毛麻研究所合作、天津工业大学与鄂尔多斯合作分别进行了拉伸羊毛的研究，并形成了相关的技术专
利。
2.3 本文拉伸羊毛纤维的研究进展
本文所述的拉伸羊毛纤维是对澳大利亚、日本及国内相关设备、技术、工艺进行全面分析，于2001年立项，并通过小试、中试及连续化生产设备的试制，提出了弥补同类技术中不足点的拉伸羊毛设备、细化方法及工艺、采用本设备、技术及工艺有效地控制了拉伸后羊毛纤维的沸水回缩率，同时具备了经济、耐用、效率高的特点。经过连续化试生产，生产出了质量稳定的拉伸羊毛纤维。本文所述的拉伸羊毛纤维的性能特征及在纺织品中的应用，与国外同类纤维对比均选用此纤维。本项目是2006年国家发改委纺织专项项目，2008年获得天津市科委——天津市科技创新专项资金项目（羊毛物理细化关键技术及制品开发与产业化），已申报了4项发明专利。
3 拉伸羊毛纤维细化的原理及主要工艺流程
3.1 羊毛纤维的结构特征
羊毛纤维的大分子是由多种α-氨基酸用酰胺键（又称肽键）连接而成的链状大分子，不同分子链之间的氨基酸还可以形成大量的氢键、羊毛大分子主链间能形成二硫键、盐式键和氢键等空间横向连接。羊毛大分子链的单分子空间形式通常有两大类，一类是螺旋状，通常情况下羊毛纤维单分子以α-螺旋链状态存在，当羊毛纤维受到特定的条件处理时，分子形状由α-型变成伸长的β型结构，这种空间结构的转变，使羊毛具备了被拉伸的潜力。
3.2 羊毛纤维的拉伸特性
羊毛在有水分的条件下拉伸，根据纺织材料学的基本理论，开始阶段形成的主要特征满足于虎克定律，分子运动的能量很低，不足以克服主链内旋转的位垒，只是那些较小的运动单元、側基短的侧链和键角的变化，形变很小，形变与受力大小成正比，当应力超过屈服点之后，形变变化明显【3】。通过对羊毛纤维不同条件下的拉伸特性（如图1）可以看出采用适当的化学和物理手段，合理回归应力、应变的变化关系是羊毛拉伸的基本前提。
50
100
150200
250
048
12162024
28伸长(mm)拉伸力(g )
图1：羊毛拉伸拉力（g ）伸长（mm ）关系图
注：DMG 表示在标准回潮条件下羊毛拉伸曲线。
DMS 表示在热汽中羊毛拉伸曲线。
DMZ 表示浸入一定的化学处理液，再在热汽中羊毛拉伸曲线。
3.3 羊毛纤维伸长后的定型
羊毛纤维的定型有暂时定型和永久定型两种，暂时定型时以氢键结合为主所引起的，而永久定型时以S-S 结合引起的。暂时定型有代表性的例子是干燥时形状的固定，但如果再润湿结合就会消失。永久定型是以温度、氧化还原条件等因素产生的。因此，在适宜的处理温度、化学试剂等处理条件下，可将伸长后的羊毛纤维永久地保持下来。
3.4 拉伸细化羊毛的工艺流程
4 拉伸细化羊毛纤维的特性
4.1 拉伸细化羊毛纤维的性能特征
4.1.1 纤维细度
羊毛纤维经拉伸细化后，其纤维细度可减小2-4μm，由于纤维细度的减小，使其舒适系数提高，手感滑糯、柔软，更加趋向于羊绒的手感特征。同时它直接关系到纯毛毛纱截面内纤维平均根数的多少，羊毛的许多性质都与羊毛的细度有密切关系，羊毛细除纤维长度偏短外，，其物理外观等性能也好，因此细度成为评定羊毛品质的重要指标，也是羊毛分级的主要依据。在纤维密度相同时，纤维越细，成纱截面内纤维根数就越多，成纱强力就越高，纺纱时断头就越少，成纱条干就越均匀【4】。
4.1.2 纤维长度：羊毛纤维经拉伸细化后，其纤维长度可伸长50%左右。通常澳大利亚将40mm以上长度称为精梳长度，在中国收购50mm 以上的纤维长度【5】。实际使用中，为了保证纱线强力及条干，在纯毛产品的混条设计时，一般要求平均长度70mm以上【6】。因此由于纤维长度的变长，增加了羊毛纤维长度的附加值，尤其是拉伸短羊毛，提高了短毛条在精梳毛纺系统中的利用率。
4.1.3 纤维光泽：拉伸后羊毛出现了真丝般的光泽。有研究表明，其光泽的出现是由于拉伸后羊毛鳞片变稀，纤维卷曲减少，使其表面光的反射率增加；拉伸后纤维截面从圆形变成异型截面，这种异型截面的出现增加了对各向光的反射效应；同时羊毛大分子链的结构由卷曲的α状趋向于折叠的β状，更加趋于丝蛋白的结构，因此它具有了真丝般的光泽，同时其光泽亦可与丝光防缩羊毛相媲美。
4.1.4 纤维鳞片：拉伸后羊毛鳞片变稀变薄，具有很好的鳞片结构（参看图1、图2），且表面光滑，与未拉伸羊毛相比径高比明显减小，
其鳞片结构更加趋于羊绒，羊绒鳞片表面光滑，鳞片密度较小，间距较大鳞片之间重叠覆盖少，径高比小于或等于1【7】。羊毛的鳞片是羊毛缩绒的重要因素，毛织物的缩绒会使毛织物没有良好的尺寸稳定性，还会在后续的加工和服装的服用与洗涤过程中，因处理条件的不当而发生令人讨厌的毡缩，因此对羊毛的鳞片进行适当的破坏是对羊毛改性处理的核心问题。羊毛经细化后由于鳞片结构发生了变化，降低了定向摩擦系数，使逆鳞片与顺鳞片摩擦效应趋于一致，具备了丝光防缩性。
图170支澳毛原毛表面状态【8】
图2 70支澳毛拉伸毛表面状态
4.1.5 纤维卷曲：拉伸羊毛由于羊毛纤维空间构型从卷曲的α状转向伸直的β状状态，纤维长度伸长，细度变细，因此纤维的卷曲与原毛相比减少。
4.1.6 纤维的强力、强度与断裂伸长：羊毛纤维拉伸后，其强力强度与同支数的普通细羊毛相比有所增加，其断裂伸长减小，断裂功变小。参看表1。
表1：纤维的强伸性能对比：
4.2 拉伸羊毛纤维的沸水回缩率
拉伸羊毛纤维的沸水回缩指标是至关重要的，它是染整加工稳定和服饰过程中性能稳定的重要指标，对于正常羊毛，沸水回缩一般在3.7%以内，完全满足后步染整加工要求。因此工厂不作为重要考核指标，拉伸羊毛则不然，它是将羊毛在一定的助剂条件下，通过物理拉伸方法将纤维拉长，使纤维截面变细，因此为适应后步染整加工过程中的热处理，纤维长度的沸水回缩指标将变得尤为重要，它也表明了羊毛伸长后的定型效果，定型效果越好，其沸水回缩指标越低，同时更加有利于后步染整加工。国内外拉伸羊毛100沸水回缩比较见表3。
表3:各种拉伸细化羊毛沸水回缩比较：
从表中可以看出本文的拉伸羊毛呈现了沸水回缩率低的性质，这是对国外拉伸羊毛沸水回缩率高缺陷的突破。
4.3 拉伸羊毛的染色性能：
羊毛拉伸后，纤维更加柔软、白亮、有光泽，同时由于纤维内部结构状态的重新排列，纤维变细，鳞片变稀变薄，使其出现了优异的染色性能，染料更易进入到纤维内部，初染温度降低，上染速率加快，达到饱和上染的温度降低，更加适合于低温染色。可染出更加鲜亮的颜色。由于染色上的变化，同时带来染色过程中需注意的问题：由于
初染温度降低，染色速率加快，要特别注意匀染的问题，可适当地降低初染温度，控制染色过程中的升温速率、适当添加匀染剂等工艺的调整达到理想染色要求。
5 拉伸羊毛在纺织工业中的应用：
拉伸羊毛是一种细化的羊毛纤维，细化后由于纤维结构的变化，使其细度变细，、长度变长、附加了羊绒般的手感、真丝般的光泽并具有丝光防缩性及很好的白度和强力，因此形成了一种具有优异性能的高附加值纤维。此纤维不仅在后续产品加工上与普通羊毛一样，可加工纯纺、混纺、交织、色织等毛精纺和粗纺的机、针织产品，而且形成的产品比普通羊毛具有独特的优势。
5.1 轻薄型毛纺产品
近年来，体现毛纺面料走向国际水平的主要特征之一，就是产品结构趋向高支轻薄化，因此，如何增加超细羊毛原料的产量，同时尽可能降低原料成本，已成为养羊业和毛纺织行业十分关心和需要解决的问题。羊毛拉伸细化技术，就是解决这一问题的有效途径之一。物理细化技术，可对各种支数的普通羊毛进行拉伸而形成细度减少2-4μm的拉伸羊毛，既可以利用相对较粗的羊毛纤维生产出较细的纤维，又不影响正常的纺纱性能，同时又具有天然纤维的优良特性。这种羊毛支数的提高满足了市场高支细羊毛需求量大的市场格局，通过细化使羊毛达到甚至超过羊绒的支数，市场上不存在的超细支羊毛也变得可能。这种羊毛支数的提高更加适合于加工轻薄型机、针织产品，且产品风格优异具有丝般光泽羊绒般手感，顺应了毛纺产品轻薄化、
高档化、舒适化、美观化、时尚化发展方向。
5.2粗、精纺羊绒制品
山羊绒是世界上名贵稀有的特种动物纤维，纺织工业的高档原料，被人们誉为“纤维钻石”、“软黄金”。羊绒产量极其有限,
一只山羊每年产无毛绒(除去杂质后的净绒)50克-80克,平均每五只山羊的绒才够做一件羊绒衫。山羊吃草根、吃树皮，是破坏植被的罪魁祸首，我国山羊的过量养殖，加重了草场负担，使草原生态环境进一步恶化，近几年的沙尘暴，使人们增强了保护草原生态环境的意识，以后羊绒的发展受到环保因素的制约是肯定的。拉伸细化羊毛具备了羊绒的细度及手感是替代羊绒的理想用品，用其替代或部分替代羊绒，即能满足市场需求又有利于环保，还可在降低成本的前提下，满足羊绒本身柔软、滑糯的性能，同时附加了新的优良特征。真正形成了物超所值的产品。
5.3 丝光防缩羊毛产品
随着人们消费理念的更新，羊毛产品追求轻薄化，贴身穿及机可洗。为了迎合人们的消费理念，丝光防缩羊毛不断地被应用于羊毛产品加工。丝光防缩羊毛是通过对羊毛鳞片的部分或全部剥离，来达到减小缩绒、扎刺感。目前采用的主要方法是氯化法。氯化法以氯气、次氯酸及其盐处理，如KROY氯化处理。由于羊毛鳞片的剥蚀和鳞片组织的柔化，可降低毛纤维的差微摩擦效应，减少纤维的定向移动，达到机可洗效果。氯化法虽对羊毛防缩、丝光效果较好，但易使纤维
泛黄降解，且废水中含有大量AOx(有机卤化物)，污染环境，同时残留在羊毛中的有机卤也会危害人体健康。羊毛经细化后降低了纤维顺鳞片与逆鳞片的摩擦系数，完全具备了丝光防缩性能，其丝光防缩性优于丝光防缩羊毛纤维，完全可以替代丝光防缩羊毛。减少了服用时对皮肤的刺痒感及洗涤过程中的缩绒性。用其替代丝光防缩羊毛，即减少了丝光防缩羊毛在加工过程中对环境的AOX污染及穿着过程中残留物对人体健康的危害，又具有细度、光泽、手感、强力、颜色鲜艳度等优势【9】。
6 结语：
新型纤维拉伸羊毛纤维具备优越的性能，广泛的应用空间。随着人们对服饰要求的个性化、高档化、舒适化、环保化的发展趋势，新型纤维-拉伸羊毛纤维将会越来越受到纺织行业新技术开发者的关注与应用，使其真正形成市场化产品。使新型纤维得以发展壮大，满足未来市场需求。
6参考文献：
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【6】江兰玉主编,《毛纺工艺学》.下册.北京:中国纺织出版社,2003:18
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A new type of fiber-- stretched wool and its applications
Liujianhua
(Tianjin textile engineering research institute, TJ ) Abstract: This article discusses the concept and development of a new type of stretched wool. The mechanism of fining, the technique process and applications in textile industry of the stretched wool are also included in this article.As shown in the result, the new type of stretched wool has dramatic merits comparing to those traditional fibers. It can enhance wearability of wool fibers. Conform to today's light and thin wool products, gentrification trend, the textile industry of fine and superfine wool in the world is under the premise of a substantial increase in demand, there is a broad space for development.
Keywords: stretched wool, mechanism, technique process, tensile properties, Application.
作者简介：刘建华,教授级高级工程师。主要从事国产拉伸羊毛项目的小试、中试、工业化生产设备的研究及纺织品测试标准的制定。
单位名称：天津纺织工程研究院
联系人：刘建华
本文章发表于《上海毛嘛科技》，2011.2
羊毛纤维组织学构造的观察和净毛率的测定 一、实验目的与要求 1．观察羊毛纤维组织学构造是研究羊毛品质的基本方法。因为羊毛纤维的组织学结构是其工艺性能的基础。 本实验在于通过观察羊毛纤维的鳞片层、皮质层和髓质层的细胞形状、大小及排列状态，了解不同类型羊毛纤维在组织结构上的特点。并在此基础上，全面比较不同类型毛纤维其外部形态上的差别，以准确识别不同类型的羊毛纤维。 2．细度是羊毛物理性能中的一项重要指标。它直接关系到羊毛的用途及工艺价值，是绵羊育种工作中一项重要的鉴定内容。 细度的测定方法较多，主要分为经验测定法和实验室测定法两种。经验测定法多在现场应用，一般是根据已制定的羊毛细度标样与欲测毛样进行对照。实验室测定法，可分为显微投影仪法、显微镜法、气流仪法、超声波法等。本次实验主要介绍显微镜测微尺测定法。 3．在养羊业生产和绵羊育种工作中，净毛率常用以更精确地表示羊只实际羊毛生产力。净毛率的高低与品种、个体、外界环境及育种工作等有着密切的关系。本实验要求掌握测定普通净毛率的基本方法。 二、实验用品 黑绒布板、尖头镊子、载玻片、盖玻片、培养皿、烧杯、外科直剪、玻璃棒、吸水纸、双面刀片、四氯化碳、浓硫酸、氢氧化钠、甘油、酒精、指甲油、蒸馏水、显微镜、实验用毛样、哈氏切片仪、肥皂；显微镜、物镜测微尺、目镜测微尺、黑绒布板、载物片、盖玻片、烧杯（250ml）、培养皿、探针、纱布、尖头镊子、双面刀片、剪刀、玻璃棒、四氯化碳、甘油；恒温烘箱0-200℃，感量0.00 1克的工业分析天平、感量0.01克药物天平、搪瓷盆、温度计、量杯、玻璃棒、尖头镊子、纱布、毛巾、中性肥皂、碳酸钠、电炉、洗衣粉、500ml烧杯、实验用毛样。
第一章 动物毛纤维的组成和结构 一、天然动物毛的分类 纺织工业用的天然动物毛的种类很多，可以按其性质和来源分类，如表1： 表1 天然动物毛的分类 二、动物毛纤维的组成结构 动物毛纤维由许多细胞聚集而成，一般可以分为以下三个组成部分：
?鳞片层：包复在毛干外部的部分； ?皮质层：毛纤维实体的主要部分； ?髓质层：在毛干中心不透明的部分，由毛髓组成。细毛无髓质层。 （一）鳞片层 鳞片层由角质化了的扁平状角蛋白细胞组成。这些薄片状的细胞似鱼鳞状重叠覆盖，包复在毛干的外部，鳞片根部附着于毛干，梢部伸出毛干指向毛尖，按不同程度突出于纤维表面并向外张开，形成一个斜面的阶梯结构。 ?鳞片的形态基本有三种： ?环状复盖（含斜条状复盖），细毛多呈环状复盖； ?瓦状复盖（有的称镶嵌状） ?龟裂状。 ?鳞片在毛干上排列的密度、可见高度、鳞片厚度、因动物毛的类型而异，如表2。 表2 几种动物毛纤维组织结构 鳞片层是毛纤维独具的表面结构。它的主要作用是保护毛纤维不受外界条件的影响。它赋予毛纤维特殊的摩擦性能、毡缩性、拒水、吸湿性、染色性等，以及不同于其它纤维的光泽和手感。
（二）皮质层 皮质层在鳞片层的里面，是动物毛纤维的主要组成部分，也是决定它们物理化学性质的基本物质。皮质层一般含有两种细胞：一种为正皮质细胞，位于纤维卷曲波形的外侧；另一种为偏皮质细胞，位于卷曲波形的内侧。这两种皮质细胞的性质存在差异，对纤维的卷曲形态有一定的影响。优良品种的细绵羊毛纤维偏皮质层位于卷曲波形的内侧，而正皮质层位于卷曲波形的外侧，使纤维形成正常卷曲。山羊绒也属于这种结构，只是它的正偏皮质层有交叉，所以羊绒纤维的卷曲就不象羊毛那样有规则，其卷曲数比细羊毛少，这也是羊毛与羊绒的区别之一。 皮质层中含有天然色素，使有的毛呈现出不同的颜色。 (三）髓质层 髓质层由结构松散和充满空气的角蛋白细胞组成，细胞间相互联系较差。髓质层含量多少，视毛的类型而定。细毛无髓质层，较粗毛中的髓质层，呈点状、浅状、连续或不连续分布，分布的宽窄也不一样。 三、动物毛纤维的表面结构特征 1、绵羊毛 绵羊毛一般由鳞片层、皮质层和髓质层组成，但同质细羊毛无髓质层。细羊毛的鳞片多呈环状、半细羊毛呈瓦状、粗毛的鳞片覆盖面较小或根本不覆盖，只是互相衔接形成龟裂状；鳞片的密度也因绵羊的品种和纤维的类型不同而有较大的差异。粗毛纤维中存有大量的髓质层，有的呈连续的带状，有的呈间断点或线状。 从纤维的横截面来看，细羊毛的截面呈圆形或近似圆形，粗羊毛稍呈椭圆形。 绵羊毛的分类见表3 表3 绵羊毛的分类 有资料介绍，我国某企业以向澳大利亚购买了世界最细的羊毛，平均直径在11.9~12.0μm之间，可纺约190Nm的纱线。 另外还有长毛羊的羊毛（即毛丛长度在100mm以上）和裘皮用羊的羊毛等绵羊毛的减量加工上近几年来比较流行的加工方式。因为羊毛的平均直径和工艺信念有着密切的联系，用化学侵蚀的方法通过减量加工剥蚀鳞片，可改变纤维的平均直径来提高纤维的可纺性（此法一般可将纤维平均直径下降1~2μm）；也就是对羊毛纤维的进行剥鳞处理，经处理后的羊毛，鳞片模糊不清，残余的鳞片张角显著钝化，表面有颗粒或皱褶，通过此方法可赋予羊毛纤维丝一样的光泽与触感，一般粗羊毛用来仿制羊驼毛和马海毛，细羊毛用来仿制羊绒衫（丝光羊毛衫）等。
如何区分棉纤维、羊毛纤维、锦纶、涤纶等 初中化学 2011-03-14 11:06 1. 棉纤维刚近火焰即燃，燃烧迅速，火焰呈黄色，冒蓝烟。棉燃烧发出纸气味，燃烧后，棉有极少粉末灰烬，呈黑或灰色，灰烬保持原形，手触即碎。 2. 麻纤维刚近火焰即燃，燃烧迅速，火焰呈黄色，冒蓝烟。麻燃烧发出草木灰气味，产生少量灰白色粉末灰烬，灰烬保持原来线形。 3. 毛遇火冒烟，燃烧时起泡，燃烧速度较慢，散发出烧头发的焦臭味，烧后灰烬多为有光泽的黑色球状颗粒，手指一压即碎。 4. 真丝遇火缩成团状，燃烧速度较慢，伴有咝咝声，散发出毛发烧焦味，烧后结成黑褐色小球状灰烬，手捻即碎。 5. 锦纶学名聚酰胺纤维，近火焰即迅速卷缩熔成白色胶状，在火焰中熔燃滴落并起泡，燃烧时没有火焰，离开火焰难继续燃烧，散发出芹菜味，冷却后浅褐色熔融物不易研碎。 6. 涤纶学名聚酯纤维，易点燃，近火焰即熔缩，燃烧时边熔化边冒黑烟，呈黄色火焰，散发芳香气味，烧后灰烬为黑褐色硬块，用手指可捻碎。 7. 腈纶学名聚丙烯腈纤维，近火软化熔缩，着火后冒黑烟，火焰呈白色，离火焰后迅速燃烧，散发出火烧肉的辛酸气味，烧后灰烬为不规则黑色硬块，手捻易碎。 8. 丙纶学名聚丙烯纤维，近火焰即熔缩，易燃，离火燃烧缓慢并冒黑烟，火焰上端黄色，下端蓝色，散发出石油味，烧后灰烬为硬圆浅黄褐色颗粒，手捻易碎。 9. 维纶学名聚乙烯醇缩甲醛纤维，不易点燃，近焰熔融收缩，燃烧时顶端有一点火焰，待纤维都融成胶状火焰变大，有浓黑烟，散发苦香气味，燃烧后剩下黑色小珠状颗粒，可用手指压碎。 10. 氯纶学名聚氯乙烯纤维，难燃烧，离火即熄，火焰呈黄色，下端绿色白烟，散发刺激性刺鼻辛辣酸味，燃烧后灰烬为黑褐色不规则硬块，手指不易捻碎。 11. 氨纶学名聚氨基甲酸酯纤维，近火边熔边燃，燃烧时火焰呈蓝色，离开火继续熔燃，散发出特殊刺激性臭味，燃烧后灰烬为软蓬松黑灰。 12. 氟纶学名聚四氟乙烯纤维，ISO组织称其为萤石纤维，近火焰只熔化，难引燃，不燃烧，边缘火焰呈蓝绿碳化，熔而分解，气体有毒，熔化物为硬圆黑珠。氟纶纤维在纺织行业常用于制造高性能缝纫线。 13. 粘胶纤维易燃，燃烧速度很快，火焰呈黄色，散发烧纸气味，烧后灰烬少，呈光滑扭曲带状浅灰或灰白色细粉末。
碳化硅纤维单丝拉伸性能检验方法 Test method for tensile properties of S iC fiber strands 本方法适用于测定碳化硅纤维单丝拉伸强度、拉伸模量和断裂伸长率。 1 试样 1.1 试样形状及尺寸 测定SiC 纤维单丝拉伸性能用的试样尺寸如图1所示。 1.2 试样制备 1.2.1 试样由SiC 纤维束丝中随机取出，纤维长度不低于32mm 。 1.2.2 试样按照图1所要求的尺寸，粘结在加强纸片上，C 区与D 区为胶剂粘结区，加强纸片的厚度在0.2～0.4mm 之间。可用任何室温固化的胶粘剂，粘结方法见附录A 。 1.2.3 试样粘结在加强纸片上之后在3.1规定的条件下至少放置24h 。 1.3 试样外观与粘结胶量 1.3.1 试样应光滑、平整、无缺陷、自然伸直。 1.3.2 加强纸板两端粘结的胶量应控制在微量范围之内。 2 试验设备 2.1 采用无惯性拉力机。载荷相对误差不超过1％。备有自动记录负载－变形曲线的装 图1
置。记录仪装置走纸速度误差不超过1%. 3 试验条件 3.1 试验标准环境条件，温度为23±2℃，空气相对湿度50±5％。 3.2 在其他条件下进行试验时，应将试验环境温度与空气相对湿度在试验报告中注明。 4 试验步骤 4.1 检查试样外观。测量试样标距，精确到0.5mm 。 4.2 调整试验机夹头移动速度，可在1～20mm/min 范围内任选一档速度。 4.3 调整记录仪走纸速度，使其不小于夹具移动速度的40倍。 4.4 装夹试样，要求单丝和上下夹具的加载轴线重合。 4.5 用打火机小心烧掉加强纸板。 4.6 开动试验机，同时启动记录仪，在记录仪上绘制负载－变形曲线，直到试样断裂。 5 试验结果及计算 5.1 试验数目 每组试验测20个样。如果试样断在纸框边缘处（图1所示ab 或cd 处），该试样试验结果无效。每组试验有效试样应不少于12个，有效试样不足12个时，应进行重复试验。 5.2 拉伸强度、弹性模量和断裂伸长率的计算 5.2.1 从负载－变形曲线计算拉伸强度、表现拉伸弹性模量和断裂伸长率。 5.2.1.1 拉伸强度σt 按式（1）计算： t P A σ= …………………………………………（1） 式中：σt —拉伸强度，kgf/mm 2(MPa); P —破坏载荷，kgf(N); A —单丝截面积，mm 2（m 2）。 注：扫描电镜观测确定单丝截面积。 5.2.1.2 表观拉伸弹性模量E α按式（2）计算： p L E A i α= ? …………………………………………（2） 式中:E α—表观拉伸弹性模量，kgf/mm 2(MPa); ΔP —由负载－变形曲线初始直线段上截取的负荷值，kgf （N ）; L —试样标距，mm ； Δi —标距内对应于ΔP 的变形增量，mm 。 5.2.2 按照附录B “拉伸弹性模量修正计算方法”从表观拉伸弹性模量E α计算拉伸弹性模量E t 。 5.3 算术平均值、标准误差和离散系数的计算 根据需要计算每组试样试验结果的算术平均值、标准误差和离散系数。 5.3.1 每组试样试验数据结果的算术平均值X 按照式（4）计算，取三位有效数字。
纺织纤维特性 说到纺织纤维，我们先了解一下两个概念： 纤维：从生产角度看，凡是直径在数微米到数十微米或略粗些，长度比直径大许多倍（上千倍甚至更多）的物体。 纺织纤维：纤维中长度达到数十毫米以上，具有一定的强度，一定可挠曲性和相互纠缠的抱合性和其它的服用性能，而可以生产纺织制品的。 我们常用的纺织纤维有：天然纤维、化学纤维、人造纤维。 第一节羊毛 羊毛是纺织工业的重要原料，特具有许多优良特性，如弹性好、吸湿性强、保暖性好、不易沾污、光泽柔和。这些性能使毛织物具有各种独特风格。用羊毛可以织制各种高级衣用织物，如薄花呢等；有手感滑糯、丰厚有身骨、弹性好、呢面洁净、光泽自然的春秋织物，如中厚花呢等；有质地丰厚、手感丰满、保暖性强的冬季织物，如格类大衣呢等。羊毛也可以织制工业用呢绒、呢毡、毛毯、衬垫材料等。此外，用羊毛织制的各种装饰品如壁毯、地毯，名贵华丽。 一、羊毛的分子结构 （一）、蛋白质纤维的组成 所有蛋白质纤维都能被酸或碱溶液水解，水解后的最终产物为ɑ-氨基酸。下表为各种蛋白质纤维的蛋 表中数字是100克干燥蛋白类物质水解后测得的各种氨基酸的干重克数，因此，他们的总和是大于100的。蛋白质纤维的蛋白类物质中，各种ɑ-氨基酸含量的比例差别是很大的。同一种蛋白质纤维，不同品种是成分差别也很大，甚至同一只羊身上的纤维由于饲料的变化，各个时期也有差异。毛尖和
毛干部分，由于日晒雨淋、气候作用等所引起的物理化学变化不同，也会引起组成成分的差异。因此在我们日常生产当中，看是同一原料的品种，虽然工艺条件一致，但生产中仍会有差异。 （二）羊毛纤维的分子结构 羊毛纤维的大分子是由许多ɑ-氨基酸用酰胺键（又称肽键）联结构成的多缩氨酸链为主链。在组成羊毛的20多种ɑ-氨基酸中，以二氨基酸——精氨酸、松氨酸，二羚基酸——谷氨酸、天门冬氨酸和硫氨基酸——胱氨酸等的含量最高，因此在羊毛角蛋白大分子主链间能形成盐式键、二硫交联和氢键等空间横向联键。 蛋白质纤维的大分子链的单分子空间结构形式通常有两大类：一类是直线型曲折链，另一类是螺旋连，其中最普通的是ɑ-氨基酸，羊毛的大分子间，依靠分子引力、盐式键、二硫键和氢键等相结合，呈较稳定的空间螺旋状态，称为ɑ-角蛋白。在一定条件下，受到张力作用，大分子链伸展转变为角蛋白，张力撤去后，在一定条件下，他又恢复到原来的弯曲状态---ɑ-角蛋白，有时甚至会出现过缩。 二、羊毛的形态结构及其类型 （一）、羊毛的形态结构 纺织用的毛类纤维，最大量的是绵羊毛，统称羊毛。 毛纤维覆盖于绵羊皮肤的表面，并非均匀分布，而是呈簇状密集在一起。在每一小簇中，有一根直径较粗、毛囊较深的导向毛，其他较细毛纤维围绕着导向毛生长，形成毛丛。同支毛中的导向毛较细，与周围毛细度、长度差异较小；异支毛中的导向毛与他周围的毛长短、粗细差异较大。所以说，毛丛的形态和质量，是羊毛品质好坏的重要标志。 毛丛中纤维形态相同，长度、细度相近，生长密度大，又有较多的脂汗使纤维相互粘连，形成上下基本一致的形状，从外部看呈平顶状的，称平顶毛丛。具有这种毛从的羊毛品质最好，同质细羊毛多属这一类型。毛从中纤维粗细混杂、长短不一，短而细的毛靠近毛丛底部，粗长纤维突出在毛丛外面并扭结成辫，形成底部大、上部小的圆锥形，呈这种辫状的羊毛品质较差。 羊毛是由许多细胞聚集构成。他可分为三个组成部分：包覆在毛干外部的鳞片层；组成羊毛实体主要部分的皮质层；在毛干中心不透明毛髓组成的髓质层。髓质层只存在于较粗的纤维中，细毛无髓质层。 鳞片层由角质化了的扁平状角蛋白细胞组成。各种羊毛的鳞片大小基本上相同，平均宽度28微米，高度36微米，厚度0.5—1.0微米。鳞片在羊毛上覆盖的密度因羊的品种和羊毛的粗细而又较大差异。细羊毛上鳞片排列的密度比粗羊毛大，鳞片可见高度小。有观察实测，细羊毛1毫米长度中约有鳞片100层左右。鳞片可见高度约为8—10微米；粗羊毛1毫米长度中约有鳞片50层，鳞片可见高度大。 鳞片在羊毛表面上覆盖的形态，基本有三种：环状覆盖、瓦状覆盖和龟裂状覆盖。 鳞片层的主要作用，是保护羊毛不受外界条件的影响而引起性质变化。鳞片排列的疏密和附着程度，对羊毛的光泽和表面性质有很大的影响。粗羊毛上鳞片较稀，易紧贴于毛干上，使纤维表面光滑，光泽强，如林肯毛。美利奴细羊毛，纤维细，鳞片紧密，反光小，光泽柔和近似银光。此外，鳞片层的存在，是羊毛具有毡化的特性。 皮质层在鳞片层的里面，是羊毛的主要组成部分，也是决定羊毛物理化学性质的基本物质。 髓质层是由结构松散和从满空气的角蛋白细胞组成，细胞间相互联系较差。在显微镜下观察，髓质层呈暗黑色。含髓质层多的羊毛，脆而易断，不易染色。 （二）毛纤维分类 1、按纤维组织结构分类：细绒毛、粗绒毛、粗毛、发毛、两型毛、死毛 细绒毛：直径在30微米以下，无髓质层，鳞片多呈环状，油汗多，卷曲多，光泽柔和。异质毛中底部的绒毛，也称为细绒毛。 粗绒毛：直径在30—52.5微米。 粗毛：直径在52.5---75微米，有髓质层，卷曲少，纤维粗直，抗弯刚度大，光泽强。 发毛：直径大于75微米，纤维粗长，无卷曲，在一个毛丛中经常突出于毛丛顶端，行程毛辫。 两型毛：一个纤维上同时兼有绒毛和粗毛的特征，有断断续续的髓质层，纤维粗细差异较大，我
澳大利亚、斯里兰卡、阿根廷及乌拉圭。 羊毛衫根据其选用原料不同的分类 羊毛衫 以绵羊毛为原料，是最大众化的针织毛衫，其针路清晰、衫面光洁、膘光足，色泽明亮、手感丰满富有弹性；羊毛衫比较耐穿，价格适中。 羊绒衫 也称开司米(英文Cashmere)衫，以山羊绒作原料，是毛衫中的极品。其轻盈保暖、娇艳华丽、手感细腻滑润、穿着舒适柔软；由于羊绒纤维细短，其易起球，耐穿性不如普通羊毛衫，同时因羊绒资源稀少，故羊绒衫价格昂贵。 羊仔毛衫 以未成年的羊羔毛为原料，故也称羔毛衫，是粗纺羊毛衫的大陆产品。由于羊羔毛细而软，因此羊仔毛衫细腻柔软，价格适中。 雪兰毛衫 原以原产于英国雪特兰岛的雪特兰毛为原料，混有粗硬的腔毛，手感微有刺感，雪兰毛衫丰厚膨松，自然粗狂，起球少不易缩绒，价格低。现将具有这一风格的毛衫通称为雪兰毛衫，因此雪兰毛已成为粗狂风格的代名词。 兔毛衫 一般采用一定比例的兔毛与羊毛混纺织制，兔毛衫的特色在于纤维细，手感滑糯、表面绒毛飘拂、色泽柔和、蓬松性好，穿着舒适潇洒，穿着中表面绒毛易脱落，保暖性胜过羊毛服装；如果采用先成衫、后染色的工艺(即先织后染工艺)，可使其色泽更纯正、艳丽，别具一格，特别适宜制成青年妇女外衣。 牦牛绒衫 采用西藏高原牦牛绒为原料，其风格稍逊于羊绒衫，手感柔滑细腻，不易起球，而价格比羊绒衫低得多，但牦牛绒衫色彩单调，宜作男装。
马海毛衫 以原产于安格拉的山羊毛为原料，其光泽晶莹闪亮、手感滑爽柔软有弹性、轻盈膨松、透气不起球，穿着舒适保暖耐用，是一种高品位的产品，价格较高。 羊驼毛衫 以原产于智利的羊驼毛为原料，纤维粗滑，手感滑腻有弹性、具有天然色素、膨松粗放、不易起球，保暖耐用，是近几年兴起的一种高档产品，价格高于普通羊毛衫。 化纤类毛衫 服装的共同特点是较轻。如腈纶衫，一般用晴纶膨体纱织制，其毛型感强、色泽鲜艳、质地轻软膨松，回潮率只有%，纤维断裂强度比毛纤维高，不会虫蛀，但其弹性恢复率低于羊毛，保暖性不及纯羊毛衫，价格便宜，但易起球，适宜于儿童服装。近来，国际市场上以晴纶、锦纶混纺的仿兔毛纱，变性晴纶仿马海毛纱，其成衫可以与天然兔毛、马海毛服装媲美。 动物毛与化学纤维混纺的毛衫 具有各种动物毛和化学纤维的“互补特性”，其外观有毛感，抗伸强度得到改善，降低了毛衫成本，是物美价廉的产品。但在混纺毛衫中，存在着不同类型纤维的上染、吸色能力不同造成染色效果不理想的问题。 几种主要原料的特点及性质 绵羊毛纤维 在科学发达的今天，世界上已经有了许多各式各样的纤维。但吸湿、保暖、舒适等主要的性能都无法与羊毛相比。羊毛纤维的外形为细长圆柱形物体，它是由鳞片层，皮质层和髓质层组成。由于鳞片具有定向性，在一定的湿热和皂液条件下，加上机械外力的搓揉作用，使羊毛纤维具有良好的缩绒性。羊毛纤维的直径在18~42微米之内，纤维越细，可纺的支数就高，相对强度也高，卷曲度大，弹性就好。 超细美丽诺羊毛Extrafine Merino 出自澳大利亚的优质羊毛——美丽奴羊。这是澳大利亚经过200年的选育与改良，育成的一个独特的细羊毛品种。
实验四纤维的拉伸性能测定实验 一、实验目的 1.通过实验，熟悉纤维强伸度仪的结构原理和操作步骤； 2.掌握纤维拉伸性能的测试原理、方法标准和相关指标计算。 二、基础知识 纤维的力学性能是纤维品质检验的重要内容，它与纤维的纺织加工性能和纺织品的服用性能关系非常密切。纤维力学性质经常测试的主要项目有：拉伸性能、压缩性能以及表面摩擦性能等。 拉伸性能主要包括一次拉伸断裂、拉伸弹性（定伸长弹性或定负荷弹性）、蠕变与应力松驰、拉伸疲劳（多次拉伸循环后的塑性变形）。其中一次拉伸断裂试验是最基本的纤维拉伸性能试验，测定纤维受外力拉伸至断裂时所需要的力和产生的变形。常用的指标有：断裂强力、强度和断裂伸长率。 三、方法标准 GB/T 14337-2008 化学纤维短纤维拉伸性能试验方法 四、仪器与设备 XQ-2纤维强伸度仪 五、实验步骤 1. 参数选择 （1）隔距长度：根据纤维平均长度选择隔距长度Lo，纤维平均长度<38mm，Lo为10mm；平均长度≥38mm，Lo为20mm； （2）预加张力： （3）拉伸速度： 32
33 （4）试验次数：每个实验室样品测试50根纤维。 2. 参数设置： （1） 检查、调整仪器上、下夹持器间的隔距长度； （2） 打开电脑，进入“XQ-2纤维强伸度仪”测试系统（图1、图2）; （3）点击“标定”，进入力值校准界面（图3），在夹持器空载时若力值不为零，点击“校零”，使力值置零（图4）；拉开上夹持器保护板，放上100cN 标准砝码（图5），点击“满度”使力值显示为100cN （图6）；反复1~2次完成标定后点击“退出”。 图1 图2 图3 图4
羊毛纤维的化学特性 羊毛纤维是皮肤的衍生物，是一种复杂的蛋白质化合物，属于角朊。主 要由碳、氢、氧、氮硫五种元素组成。据分析，羊毛中各种元素的的含量为： 碳49.0%～52.0,氢6.0%～8.8%，氧17.8%～23.7%,氮14.4%～21.3%,硫2.2%～5.4%,灰分0.16%～1.01%。另外，含硫是羊毛纤维的特点，也是羊毛特性的 物质基础，它使羊毛纤维具有弹性，一般羊毛愈细，含硫量愈高。羊毛上端 经常受到风吹日晒，硫的含量比下端少。组成羊毛纤维最基本的物质是氨基酸，下列表为中国农业科学院序幕研究所测定中国美利奴羊的氨基酸组成： 表1-6-3-4 中国美利奴羊羊毛氨基酸组成 氨基酸名称含量（%）氨基酸名称含量（%）甘氨酸 3.39±0.53 天门冬氨酸 5.45±0.67 丙氨酸 3.61±0.23 赖氨酸 2.82±0.31 丝氨酸7.07±1.12 谷氨酸11.85±1.34 脯暗算 4.71±0.40 蛋氨酸0.36±0.06 缬氨酸 4.27±0.62 组氨酸0.87±0.09 苏氨酸 4.76±0.35 苯丙氨酸 3.92±0.55 胱氨酸，14.08±0.62 精氨酸8.01±0.74 亮氨酸 6.52±0.73 酪氨酸 4.6±60.46 异亮氨酸 2.50±0.25 色氨酸— 1.碱对羊毛的作用 羊毛抗碱能力较弱。一般情况下，pH﹤8时，破坏作用不明显；pH﹥8时，开始有比较明显的破坏作用；pH﹥11时，破坏九非常剧烈了。5%的苛性钠煮 沸几分钟，可使羊毛纤维全部溶解，所以羊毛及毛织品不宜用强碱洗涤，最 好在低温水中（低于52℃），用中性肥皂或低浓度的碱液洗涤，之后要用清 水多次漂洗，以免干后形成碱斑，降低毛织品质量。 2.酸对羊毛的作用 羊毛的抗酸能力较强。一般弱酸及低浓度的酸对羊毛没有明显的破坏 作用，但高温、高浓度及强酸对羊毛有明显的破坏作用。试验证明，pH≤4
单纤维拉伸性能测试 纺织纤维的拉伸性能测试是纤维品质检验的重要内容。纺织纤维在加工和使用过程中会受到各种外力的拉伸作用而产生变形，甚至被破坏，拉伸性能与纤维的纺织加工性能和纺织品的服用性能有密切关系。 一、测试仪器、用具及试样 测试仪器、用具：YG001 电子单纤维强力机、黑绒板、镊子、预加张力夹、校验用砝码等。 试样：化学短纤维、羊毛等（纤维试样若干） 二、仪器结构与检测原理 （一）仪器结构 外形图： （二）检测原理 被测单纤维的一端由上夹持器夹持住，另一端施加标准规定的预张力后由下夹持器夹紧。测试时下夹持器以恒定的速度拉伸试样，下夹持器下降的位移即为纤维的伸长。试样受到的拉伸力通过和上夹持器相连的传感器转变成电信号，经放大器放大及A/D转换器转换后，由单片机计算出纤维在拉伸过程中的受力情况。 三、操作要点 （一）确定测试参数 1．拉伸速度 2．名义隔距长度 3．预张力 腈纶、涤纶：0.075cN/dtex。 丙纶、氯纶、维纶、锦纶：0.05cN/dtex 注：预张力按纤维的名义线密度计算，湿态试验时，预张力为干态时的一半。某些纤维如不适合上述张力，经有关部门协调可另行确定。 4．测试次数 每个试样测试50根纤维。 （二）仪器调试 1．接通电源，按下控制箱[Power]键，预热30min。 2．按[·Esc]再按[设定]键，进入功能选择。“1”：一次拉伸“2”：定伸长弹性试验……。 3．按屏显提示操作，按[Enter]键，确认当前输入的数值，按[·Esc]键，去除当前输入的数值。按[V/检索]键，逐页设置。
4．设置参数：按“设置”键，进入设置状态，按显示屏内容分别设置试样长度、纤维线密度、测试次数、预加张力等参数。 5．零值校准，将上夹持器通过拉钩在传感器下，然后在测试状态按[5/校正]键，看F 是否为零值，不为零值时按[2/清零]键清零，待屏显值为零后，然后按[·Esc]键，F 为零值时，直接按[·Esc]键，转入测试状态。 6．速度调节：在测试状态下，按[8/调速]键，键入要设定的速度后按[Enter]键。 （三）测试 1．取下上夹持器，用张力夹随机地从绒板上夹取一根纤维一端，借助镊子把纤维另一端放入上夹持器，并拧紧夹头，注意不能太松（纤维会打滑）或太紧（夹伤纤维）。然后将上加持器挂回传感器下的挂钩上。试样在规定的张力下悬垂并穿过下夹持器，夹紧下夹持器。应保证纤维放在上、下夹持器的中间位置。 2．按“拉伸”键，仪器开始拉伸，纤维断裂后，下夹持器自动返回。测完一根纤维，仪器自动打印测试结果和相关指标；若测试数值异常，可按“删除”键删除本次测试。 3．完成规定测试数后，按[6/打印]输出测试结果和拉伸曲线。 4．测试完毕，按[Power]键关机。 四、指标及计算 五、相关标准 本试验所用标准为 GB9997<<化学纤维单纤维断裂强力和断裂伸长率的测定>和GB/T14337<<合成短纤维断裂强力和断裂伸长率试验方法>>。
细羊毛与羊绒纤维的鉴别 倪广菊,张 毅 (天津工业大学,天津 300011) 摘要:从分析细羊毛与羊绒纤维的组织结构、形态特点以及物理、化学特性出发,总结了传统光学显微镜法、扫描电镜法、溶液法等鉴别细羊毛与羊绒纤维的原理及方法。提出了对计算机自动识别法、生物芯片法的展望。 关键词:细羊毛;羊绒纤维;纤维鉴别 中图分类号:10213 文献标识码:A 文章编号:10092265X (2004)0420040203 收稿日期:2003-12-02 作者简介:倪广菊(1979- ),女,辽宁人,硕士研究生,从事纺织材料(羊毛与羊绒)的结构性能与测试。 羊绒是取自山羊(又名开司米山羊)身上的一层细绒毛。纤维细长均匀,手感柔软丰润,集轻、柔、滑、暖、富有弹性、光泽好于一身,被誉为“纤维之王”。但由于羊绒产量稀少(全世界羊绒产量仅为羊毛产量的1%、动物纤维总产量的012%),其价格也十几倍于羊毛。为降低成本及满足市场需要,且使纤维兼具各自优点,性能互补,企业常常生产不同比例的山羊绒与细羊毛混纺产品。由于细羊毛与羊绒在结构、外观形态、理化性能上较为接近,又由于山羊绒优良的品质及极高的价格,准确鉴别这两种纤维就显得异常重要。1 细羊毛与羊绒纤维的异同性 细羊毛与羊绒同属蛋白质纤维,基本组成为角 蛋白质,都是由许多细胞聚积而成的,其截面分布划分为2或3个层次,即外表面的鳞片层、内部的皮质层和中心的髓质层。细的毛绒一般只有鳞片层和皮质层,没有髓质层。粗的毛绒纤维一般3层兼具。由于它们的组成和组织结构相近,故在许多特性方面如吸湿、光泽、密度、保暖性等有共同特性[1] 。难怪至今仍有人以为羊绒就是细羊毛,其实不是。细羊毛产自绵羊,而羊绒出自绒山羊。到春季,山羊脱毛之时,牧民用铁梳子抓取下来成为原绒。原绒再经过洗净、分类、分梳,才能得到纯净的羊绒原料。 羊绒纤维长度短、强力低,纤维表面覆盖的鳞片薄而稀,彼此紧贴。因纤维卷曲数比羊毛少,摩擦系数比羊毛小,所以纤维较平滑,纤维间抱合力 差,但手感滑糯。羊绒纤维卷曲少,但卷曲深度 大,一般羊绒伸直度达300%以上,而64支美利奴羊毛仅为160%,因此羊绒纤维保暖性优于羊毛。在同样温湿度条件下,羊绒比羊毛容易吸湿。水中数秒钟内,羊绒纤维即可浸湿,而羊毛却要几分钟。为直观起见,将细羊毛与羊绒纤维的不同点比 较列如表1[1] 。 表1 细支绵羊毛与羊绒纤维的形态 参数指标羊 绒 细支绵羊毛(70s ) 细度范围/μm 5～2510～80长度范围/mm 15～10025～160平均细度/μm 14～171811～2010平均长度/mm 32～4055～100卷曲数/个?cm -1 4～56～8鳞片密度/个?mm -1 60～80 80～110 纵向表面鳞片形状成环状包覆整个毛干,鳞片表面平而光滑,边缘清晰,鳞片较薄大多数成环状,鳞 片表面粗糙而不光 滑,边缘线粗而不太清晰,鳞片较厚 2 细羊毛与羊绒的主要鉴别方法 由于细羊毛与羊绒组织结构、外观形态、理化性能相似,因此对细羊毛与羊绒的识别一直是纺织检测的一个难题。近年来,国内外商业界、学术界的很多科研人员对此项研究投入了大量的精力。1983年,Maasdorp 等人分析了纺织纤维表面特性之间的关系;1984年,Marshall R 1C.等人提出,可以采用电泳现象鉴别特种动物纤维;1987年,澳大利亚T ester D 1H.采用透射电镜分析了羊绒与超细美利奴羊毛纤维的皮质细胞结构;1990年,Sagar A 1J 1G 等人采用化学方法分析了各种角蛋白 ? 04?测试与分析 现代纺织技术?第12卷(2004)第4期
羊毛纤维特性：强力比棉纤维差些，在湿状态下，羊毛的强力可减弱。羊毛纤维的可塑性是较好的。常温下，稀的无机酸如硫酸、盐酸，对羊毛不起显著作用。但在高温时，浓酸会使毛纤维分解。毛纤维对碱极不稳定，对毛织物去渍处理可使用稀氨液。毛纤维对氧化剂抵抗能力差，对还原剂比较稳定。棉纤维特性：断裂强度在天然纤维中属中等，比羊毛纤维好，不如麻纤维。吸湿性较强，吸湿后强度增加，缩水率较大。棉织物在一般条件下，对碱是比较稳定的。有机酸一般对棉织物无损害作用.无机酸则对其有损害作用。棉织物弹性差，容易起皱，外形保持性差。手感柔软，穿着比较舒适。由于棉织物吸湿性强，容易受潮发生霉烂。腈纶纤维特性：强度仅次于涤纶、锦纶，是羊毛的1~2.5倍。具有良好的耐热性能。在常温下，对于浓度高的无机酸具有良好的稳定性，但在低浓度高温时，则会受影响。对氧化剂有良好的抵抗性，对于还原剂如保险粉，具有良好的抵抗作用。粘胶纤维特性：强力是各种常见纤维中最差的一种，粘纤维织物不耐水洗。粘胶织物的形态稳定性差，弹性回复能力弱，织物不挺括，容易折皱变形。耐酸碱性比棉纤维差，对氯化漂白剂和还原剂的抵抗力较差。涤纶纤维特性：具有较高的强度，在干湿状态下都基本一致，比棉花高1倍，比羊毛高3倍。具有良好的耐热性能，对有机酸、无机酸都有较高的抗蚀性。在常温下浓碱或高温稀碱作用，涤纶将会发生水解。涤纶对氧化剂有很高的稳定性，但用氧化剂进行处理时，应注意漂液PH值、浓度的控制。即使是还原剂如保险粉，在饱和溶液状态下，对涤纶处理也无损伤。一般有机溶剂在低温时对涤纶均比较稳定，但在高温时涤纶会发生收缩、溶胀等现象。锦纶纤维特性：是高强力合成纤维，其强度是棉纤维的2~3倍，是粘胶纤维的3~4倍。其耐磨性是棉的10倍，是羊毛的20倍。对酸比较敏感，具有良好的耐碱性。耐热性较差，受热后收缩较大。强氧化剂对锦纶的强度有损害。*产品的使用和保养一．毛毯洗涤方法纯毛毛毯：纯毛毯大都是羊毛制品，用羊毛制成毛毯，保暖性好，结实耐用，轻盈柔软，光泽度高，还有较高的耐酸性和不易燃性。A.水洗：洗涤时，要先把毛毯浸在冷水中泡1小时左右，使附着在表面的尘垢脱离毛毯而进入水中。而后用清水投洗1-2次，挤出水分，再把毛毯放入配好的40℃的洗涤液中（一条毛毯用50克洗衣粉），上下拎涮。如果边角较脏，可用小毛刷蘸洗涤液轻轻刷洗。由于羊毛的耐碱性较差，洗涤时应选用皂片或中性洗衣粉。拎涮过的毛毯，先用温水投洗三次，再用清水投洗数次至无泡沫。羊毛毯洗净，还应放入浓度为0.2-0.3%的醋酸溶液或3%的食醋溶液中浸泡两三分钟，不仅可中和残存的皂碱液，又能保持毛毯原有光泽。过醋后，还要用清水投洗一至两次。B.干洗：羊毛制品受水的作用会造成其表面鳞片的毡合，水洗缩水现象。水洗还会引致毛织物面料起球，引至某些面料颜色走样，使羊毛的手感、颜色、光泽等变差。由于干洗溶剂在清洁织物时并不象水洗那样对毛织物产生膨胀作用，形成纤维收缩现象，所有经干洗的织物不会产生明显的皱折和外观的变化。干洗对于织物来讲是一种比较“温柔”的洗涤方式，只要技术处理得当，干洗就可以使被洗织物（个别除外）达到洗后不变形、不褪色、延长使用寿命的优良效果。合成纤维毛毯：由于合成纤维吸湿性差，静电作用大，易吸附灰尘，洗涤次数也比毛毯多些。洗涤前，同样要先在冷水中浸泡，然后挤除水分，放入40℃以下的皂片或中性洗衣粉溶液中推揉并不断翻动。边角等较脏处，可撒些洗衣粉搓几下。洗涤约15分钟左右，然后用清水投洗干净.晾晒时，可先挤去毛毯或合成纤维毯的部分水分，再搭在绳或竿上，四个边角对齐。由于阳光中的紫外线和空气中的某些化学成分能使羊毛泛黄，弹力下降，失去光泽，所以不可曝晒和火烤，而且要使反面朝外.二、毛毯的使用和保养*羊毛毯主要用做盖被，不应做垫用。使用前可做一毯套，以保持毛毯清洁，减少毛毯的洗涤次数。*羊毛毯在使用中要经
羊毛纤维组织学构造的观察 一、实验目的 通过显微观察羊毛纤维，了解羊毛纤维的组织学构造。 二、实验原理 1、鳞片层 是毛纤维的最外一层，由扁平、无核、形状不规则的角质细胞组成。起到保护、黏合、决定羊毛光泽的作用。 （1）环状鳞片 是单独一个鳞片像一个环一样，每一鳞片即绕毛干一周，完全包裹起来。上面的一个环圈的下端伸到下面环圈的上端之内，每个环状鳞片都是完整无缝，而且边缘相互覆盖。环状鳞片是无髓毛的典型特征。 （2）非环状鳞片 也叫瓦状鳞片，是由2~3个或更多个各种形状的鳞片，绕毛纤维一周，鳞片相互覆盖或相互衔接，以覆瓦状或鱼鳞状排列，下端附着在毛干上。但覆盖面积没有细毛那样大，其上端也是翘起的，但程度小。鳞片边缘的锯齿形也不如细毛明显。一般两型毛和有髓毛的鳞片属此类型鳞片。 2、皮质层 皮质层由皮质细胞和细胞间质组成。决定着羊毛的理化性能（颜色、染色）和机械性能（强度、伸度）。 细胞间质为非角质物质，它的主要成分是无定形结构的蛋白质，其二硫键较多，容易受到化学试剂作用，易被浓硫酸破坏。 皮质细胞为细长、两端尖、扁的梭状角质化细胞。沿着纤维纵轴排列，细胞间通过细胞间质连接。一般羊毛愈细，皮质层所占比例愈大，愈粗的羊毛皮质层所占比例愈小。 3、髓质层 在有髓毛和两型毛纤维中，位于毛纤维的中央，是有髓毛的主要特征。髓质层是由不规则形状的薄壁空心细胞组成，各种形状的细胞重叠似蜂窝状，细胞内有很多气孔，内含大量空气。因此，在显微镜下观察时，由于光的反射，白色的毛纤维也会看到黑色的髓质层。 有髓毛的髓质层较发达，一般均为连续状，其髓腔的大小，往往随着毛纤维直径的变粗而增大。 两型毛的髓质层较细，多呈线状、断续状和点状，或一部分有髓，一部分无髓。 三、实验材料 羊毛、显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、大头针、剪刀、甘油、浓硫酸。
如何分别羊毛纤维好坏及品质特征 一、羊毛的线密度 羊毛纤维的线密度与各项物理性能关系很大。一般羊毛越细，它的线密度就较均匀，强度较高，卷曲多，鳞片密，光泽柔和，脂汗含量高，但长度偏短。因此线密度是决定羊毛品质好坏的重要指标。羊毛纤维线密度小有利于成纱强力和成纱条干。但过细的羊毛纺纱时较易产生疵点。羊毛纤维的线密度与毛织物的品质和风格关系也很密切。 常用的表示羊毛线密度的指标有平均直径、品质支数和特克斯数。如能求得纤维直径根数分布，可用直径变异系数来表示一批羊毛的线密度不匀情况。 羊毛纤维的直径差异很大，最细的绒毛直径约7μm，最粗的直径可达240μm。就是在同一根羊毛上，直径差异也可达5~6μm。造成羊毛线密度差异的原因很复杂，有羊的品种、 年龄、性别、毛的生长部位和饲养条件等。 在同一只羊身上，以肩部的毛最细，体侧、颈部、背部的毛次之，前颈、臀部和腹部的 毛较粗，喉部、小腿下部、尾部的毛最粗。 品质支数是羊毛业中长期沿用下来的表示羊毛线密度的一个指标。目前商业上的交易，毛纺工业中的分级、制条工艺的制订，都以品质支数作为重要依据。上世纪，商业上历来用感官法评定羊毛的品质。上世纪末的一次国际会议根据当时纺纱设备和纺纱技术水平以及毛纱品质的要求，把各种线密度羊毛实际可能纺得的英制精梳毛纱支数称为品质支数，以此来表示羊毛品质的优劣。随着科学技术的发展，纺纱方法的改进，对纺织品品质要求的不断提高和纤维性能研究工作的进展，羊毛品质支数已逐渐失去它原来的意义。目前，羊毛的品质支数仅表示平均直径在某一范围内的羊毛细度指标。 二、羊毛纤维的长度 羊毛纤维由于天然卷曲的存在，其长度可分为自然长度和伸直长度。纤维束在自然卷曲下，两端间的直线距离称为自然长度，一般用来表示毛丛长度。羊毛纤维除去卷曲，伸直后的长度称为伸直长度。在毛纺生产中都采用伸直长度。 羊毛纤维的长度随羊的品种、年龄、性别、毛的生长部位、饲养条件、剪毛次数和季节等不同差异很大。一般国产细羊毛的长度在5.5~9cm范围内，半细毛的长度可达7~15cm，粗羊毛则为6~40cm。在同一只羊身上，以肩部、颈部和背部的毛较长，头、腿、腹部的毛
实验一羊毛纤维组织学构造的观察 一、实习目的与要求 观察羊毛纤维组织学构造是研究羊毛品质的基本方法。因为羊毛纤维的组织学结构是其工艺性能的基础。 本实验在于通过观察羊毛纤维的鳞片层、皮质层和髓质层的细胞形状、大小及排列状态，了解不同类型羊毛纤维在组织结构上的特点。并在此基础上，全面比较不同类型毛纤维其外部形态上的差别，以准确识别不同类型的羊毛纤维。二、实习用品 黑绒布板、尖头镊子、载玻片、盖玻片、培养皿、烧杯、外科直剪、玻璃棒、吸水纸、浓硫酸、甘油、酒精、蒸馏水、显微镜、实习用毛样 三、实习方法及步骤 （一）分析用毛样的洗涤 将毛样用镊子夹住下端，放入盛有乙醚的烧杯中，轻轻摆动，切勿弄乱毛纤维。洗净后取出毛样，挤掉溶液，并用吸水纸或纱布吸去残留溶液，待干后备用。 （二）羊毛纤维鳞片的观察 羊毛纤维属动物性蛋白质，呈半透明状。在显微镜下观察无髓毛的鳞片时，不需任何特殊处理，即可看清。但是，有髓毛往往由于髓层的影响，鳞片不易清晰看到，必须将鳞片印在一些快干胶内物质上，再进行观察。现将其方法分述如下： 直接观察法：取无髓毛纤维数根，剪成2-4mm长的短纤维，并将其置于载玻片上，滴一滴甘油，覆以盖玻片，在400-600倍的显微镜下观察，本方法主要用于观察无髓毛、两型毛和部分有髓毛鳞片层。 （三）羊毛纤维皮质层细胞的观察 取无髓毛数根，剪成短纤维，置于载玻片上，滴上一滴浓硫酸，立即盖上盖玻片。2-3分钟后，用镊子柄将盖玻片稍加力磨动，此时皮质层细胞即可分离出来（鳞片层被破坏）然后将此载玻片置显微镜下观察。 （四）羊毛纤维的髓质层观察 选有髓毛、两型毛及死毛各数根，分别以甘油制片，置显微镜下观察其髓的形状和粗细。 由于羊毛纤维的髓层中充满空气。所以在显微镜下观察时呈黑色。为了较清晰地看到髓层细胞的形状，观察前需将髓层细胞中的空气排除。其方法是：取有髓毛数根，以小剪刀剪到最短程度。置于载玻片中央，并在毛纤维上滴一滴蒸馏水，再覆以盖玻片。然后由盖玻片的一端不断滴无水酒精，并在另一端用吸水纸吸取蒸馏水，如此连续约五分钟后，置显微镜下观察，髓层细胞即清晰可见。 四、实习结果整理 1、绘图比较各种纤维类型的组织学结构。 2、说出无髓毛、有髓毛、两型毛的形态结构和组织结构特点。
新型纤维——拉伸羊毛纤维及其应用 刘建华 （天津纺织工程研究院，天津） 摘要：本文论述了新型纤维-拉伸羊毛纤维的概念，产生与发展。细化机理、工艺流程、特征及在纺织工业中的应用。结果显示：新型纤维拉伸羊毛纤维性能优越，提升了羊毛纤维的服用性能。顺应了当今毛纺产品轻薄化、高档化趋势，在世界纺织业对细毛和超细羊毛的需求大幅增加的前提下，具有广泛的发展空间。 关键词：拉伸羊毛；原理；工艺流程；拉伸特性；应用 1 前言： 拉伸羊毛纤维是一种细化了的羊毛纤维，它是将普通羊毛纤维在适当的化学助剂及湿热条件下进行机械拉伸，再将拉伸后的细化纤维进行热及化学定型而形成的一种新型纤维。此纤维可将普通羊毛细度降低2-4μm，长度增加50%左右。由于细化后羊毛截面的变化，分子间作用力的加强及表面鳞片的改变等因素，使其形成了一种具有真丝般光泽及羊绒般手感，兼具丝光防缩羊毛性质，又对羊绒断裂强度低形成互补的新型纤维。用此纤维生产出的面料其手感和外观方面增加了新美感，其织物具有独特的风格特征，主观评价认为：拉伸羊毛产品手感似羊绒，外观似真丝，综合风格更接近于丝毛产品风格【1】。与普通羊毛一样可加工成各种毛粗、精纺的机织和针织产品。因此这种纤维的问世，顺应了当今毛纺织品轻薄化、高档化趋势，具有很大的发展潜力。 2 拉伸羊毛纤维的产生与发展
2.1 拉伸羊毛纤维的产生 拉伸羊毛由澳大利亚联邦科学与工业组织（CSIRO）和国际羊毛标准公司（TWC）联合开发，从1984年提出到1998年实用化用了15年的时间，通过基本构想、基础试验、stratching of staple fibres专利Twisting Device专利、1.2号样机、制品开发签署、确定染整工艺、确定加工许可及签署生产开始等一整套研究和工业化运作【2】，最终形成了（Optim Fine）拉细羊毛和（Optim Max）拉细蓬松羊毛产品。其中Optim Max是将羊毛纤维拉伸后，进行暂时定型，与其他纤维混合后，使其在一定的条件下，破坏其暂时定型产生回缩，而形成的膨化纤维。Optim Fine就是我们文中涉及的拉伸羊毛纤维。在竞争日益激烈的毛纺织市场上，为羊毛纤维的应用树立了信心。 2.2 国内外拉伸羊毛的发展概况 20世纪80年代初澳大利亚CSIR0(联邦科学与工业研究组织)的羊毛研究所开始提出并着手研究羊毛纤维细化的可能性，其背景在于羊毛高支化以羊种改良过于漫长、成本又高，人工细化加工可能更快。澳大利亚科学家花了10多年时间，在1993年推出了羊毛细化加工技术，并在1995—1998年先后在欧洲、日本、美国、澳大利亚和新西兰知识产权局申请了专利。同期，日本学者亦有相应的研究和专利。中国市场上，Optim Fine由鹿王羊绒集团公司独家引进并投放市场。由于拉伸羊毛纤维具有高额的产品附加值，国内相继进行了拉伸羊毛的研究，如：上海东华大学与上海毛麻研究所合作、天津工业大学与鄂尔多斯合作分别进行了拉伸羊毛的研究，并形成了相关的技术专
羊毛特性
纺织纤维特性 说到纺织纤维，我们先了解一下两个概念： 纤维：从生产角度看，凡是直径在数微米到数十微米或略粗些，长度比直径大许多倍（上千倍甚至更多）的物体。 纺织纤维：纤维中长度达到数十毫米以上，具有一定的强度，一定可挠曲性和相互纠缠的抱合性和其它的服用性能，而可以生产纺织制品的。 我们常用的纺织纤维有：天然纤维、化学纤维、人造纤维。 第一节羊毛 羊毛是纺织工业的重要原料，特具有许多优良特性，如弹性好、吸湿性强、保暖性好、不易沾污、光泽柔和。这些性能使毛织物具有各种独特风格。用羊毛可以织制各种高级衣用织物，如薄花呢等；有手感滑糯、丰厚有身骨、弹性好、呢面洁净、光泽自然的春秋织物，如中厚花呢等；有质地丰厚、手感丰满、保暖性强的冬季织物，如格类大衣呢等。羊毛也可以织制工业用呢绒、呢毡、毛毯、衬垫材料等。此外，用羊毛织制的各种装饰品如壁毯、地毯，名贵华丽。 一、羊毛的分子结构 （一）、蛋白质纤维的组成 所有蛋白质纤维都能被酸或碱溶液水解，水解后的最终产物为ɑ-氨基酸。下表为各种蛋白质纤维的蛋白类物质中ɑ-氨基酸名称的含量：
表中数字是100克干燥蛋白类物质水解后测得的各种氨基酸的干重克数，因此，他们的总和是大于100的。蛋白质纤维的蛋白类物质中，各种ɑ-氨基酸含量的比例差别是很大的。同一种蛋白质纤维，不同品种是成分差别也很大，甚至同一只羊身上的纤维由于饲料的变化，各个时期也有差异。毛尖和毛干部分，由于日晒雨淋、气候作用等所引起的物理化学变化不同，也会引起组成成分的差异。因此在我们日常生产当中，看是同一原料的品种，虽然工艺条件一致，但生产中仍会有差异。 （二）羊毛纤维的分子结构 羊毛纤维的大分子是由许多ɑ-氨基酸用酰胺键（又称肽键）联结构成的多缩氨酸链为主链。在组成羊毛的20多种ɑ-氨基酸中，以二氨基酸——精氨酸、松氨酸，二羚基酸——谷氨酸、天门冬氨酸和硫氨基酸——胱氨酸等的含量最高，因此在羊毛角蛋白大分子主链间能形成盐式键、二硫交联和氢键等空间横向联键。 蛋白质纤维的大分子链的单分子空间结构形式通常有两大类：一类是直线型曲折链，另一类是螺旋连，其中最普通的是ɑ-氨基酸，羊毛的大分子间，依靠分子引力、盐式键、二硫键和氢键等相结合，呈较稳定的空间螺旋状态，称为ɑ-角蛋白。在一定条件下，受到张力作用，大分子链伸展转变为角蛋白，张力撤去后，在一定条件下，他又恢复到原来的弯曲状态---ɑ-角蛋白，有时甚至会出现过缩。