羊毛特性.doc

如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流羊毛特性【精品文档】第 6 页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-氨基酸。下表为各种蛋白质纤维的蛋白类物质中-氨基酸名称的含量：-氨基酸名称羊毛角蛋白桑蚕丝素桑蚕丝胶柞蚕丝素甘氨酸3.10-6.5037.5-48.31.1-8.820.3-24.0丙氨酸3.29-5.7026.4-35.73.5-11.934.7-39.4缬氨酸2.80-6.803.0-3.51.2-3.10.6亮氨酸7.43-9.750.7-0.80.9-1.70.4异亮氨酸3.35-3.740.8-0.90.6-0.80.4苯丙氨酸3.26-5.860.5-3.40.3-2.70.5脯氨酸3.40-7.200.4-2.50.3-3.00.3松氨酸2.80-5.700.2-0.95.8-9.90.2精氨酸7.90-12.100.8-1.93.7-6.19.2-13.3组氨酸0.62-2.050.3-0.81.0-2.82.2色氨酸0.64-1.800.4-0.80.5-1.01.8-2.1丝氨酸2.90-9.6012.6-16.213.5-33.99.8-12.2苏氨酸5.00-7.021.2-1.67.5-8.90.1-1.1酪氨酸2.24-6.7610.6-12.83.5-5.53.6-4.4羚脯氨酸-1.5-天冬氨酸5.94-9.200.7-2.910.4-17.04.2谷氨酸12.30-16.000.2-3.01.0-10.10.7胱氨酸10.84-12.280.03-0.90.1-1.0-半胱氨酸1.44-1.77-蛋氨酸0.49-0.710.03-0.20.1-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-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-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-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-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-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-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0.51.0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810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3052.5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，我国没有改良好的羊毛多属这种类型。死毛：除鳞片层外，整根羊毛充满髓质层，纤维脆弱易断，枯白色，没有光泽，不易染色，无纺纱价值。近年来工业上规定：凡毛直径在52.5微米以上的为粗毛，毛纤维有髓腔。当在500倍显微镜投影仪下观察，髓腔长达25毫米以上、宽为纤维直径的1/3以上为腔毛。粗毛和腔毛统称为粗腔毛。2、按取毛后原毛的形状分：有被毛、散毛、抓毛丛绵羊身上剪下的毛，粘连成一个完整的毛被叫被毛；剪下的毛不成整个片状的，叫散毛；如果在绵羊脱毛季节，用铁梳子把毛梳下来，这种毛叫抓毛。抓毛中含有不同类型的毛纤维，加工时需要分开。3、按纤维类型分：有同质毛和异质毛4、按剪毛季节分：春毛：春天剪取的毛叫春毛；毛长，底绒多，毛质细，油汗多，品质较好。秋毛： 秋天剪取的毛叫秋毛；毛短，无底绒，光泽较好。伏毛：有的地方夏天还剪一次毛，叫伏毛；毛短，品质差。三、绵羊毛质量分布情况羊毛的质量，随绵羊品种、养羊地区的气候及饲养条件不同而有差异。即使在同一只羊身上，不同的部位，质量也不同。同质毛被各部位的羊毛品质的分布是比较有规律的，异质毛被的羊毛品质的变化较为复杂，总的趋势是，从绵羊的头部到尾部，羊毛品质逐渐变粗。绵羊各部位毛的质量分布情况，以肩部及体侧毛最好，较细而长，生长密度大。背部毛略粗。颈部和腹部毛比体侧毛较粗，经常被杂草污染。臀部毛较粗，有草刺及粘结。头部和四肢上的毛统称为边坎毛，一般在剪毛后去掉。四、羊毛的品质特征（一）、化学性质在羊毛分子结构中含有大量的碱性侧基和酸性侧基，因此毛纤维具有即呈酸性又呈碱性的两性性质。1、酸的作用：酸的作用主要使角蛋白分子的盐式键断开，并与游离氨基相结合。此外，可使稳定性较弱的缩氨酸链水解和断裂，导致俊基和氨基的增加。这些变化的大小，依酸的类型，浓度高低、温度高低和处理时间长短而不同。例如：80%硫酸溶液，短时间常温下处理，羊毛的强力几乎不受损伤。稀硫酸的作用比较缓和。2、碱的作用：碱对羊毛的作用比酸剧烈。碱的作用使盐式键断开，多缩氨酸键减短，胱氨酸发生水解。随着碱的浓度增加，温度升高，处理时间延长，羊毛受到严重损伤和明显的损坏。碱使羊毛变黄，含硫量降低以及部分溶解，羊毛在PH值10的碱溶液中，不能超过50.在温度100时，即使PH值在89，羊毛也会受到损伤。在5%的氢氧化钠溶液中煮沸10分钟，羊毛全部溶解。不同类型的羊毛对碱的敏感程度不一样，经碱作用后，有髓毛的强力损伤比无髓毛大。3、氧化剂作用：氧化剂主要用于羊毛的漂白，作用结果也导致胱氨酸分解，羊毛性质发生变化。氧化法和氯化法是当前工业上广泛使用的羊毛纺织品防缩处理法，通过氧化使羊毛表面鳞片变性而达到防缩的目的。4、还原作用：还原剂对胱氨酸的破坏作用较大，特别是在碱性介质中尤为激烈。（二）、细度毛纤维截面近似圆形，一直用直径大小来表示它的粗细，称之为细度，单位为微米。细度是确定羊毛品质和使用价值的重要指标。1、细度的表示方法：有品质支数、平均直径、公制支数（1）、品质指数：是毛纺织生产活动中长期沿用下来的一个指标。一定的品质支数反映羊毛细度在某一直径范围内。羊毛品质支数和平均直径的关系品质支数12011010090807066646058平均直径14.515.516.517.518.519.521.022.524.026.0最高纺纱支数1251089888786858504538（2）、平均直径（d）：羊毛细度常以直径表示，由于羊毛粗细不匀，一般测量根数较多，同质毛测量300根，异质毛测量400根，（原来用显微镜做细度时必须每根测量，然后加权平均，现在用OFDA100可以直接做出细度平均和细度离散，既简单又准确。）（3）、公制支数（Nm）：是指单位重量的毛纤维所具有的长度。 NmL/G 式中G-L长纤维所具有的重量；L-纤维的长度。 纤维的重量G可用下式表示：GS.L.r S-纤维的截面积；r-纤维的密度。同一种纤维的比重为一定值，因此，公制支数与纤维的截面积的倒数成反比。公制支数是应用较广的细度指标，也适用于毛纱。毛纤维的横截面积近似圆形，羊毛的密度值因毛的组织结构不同而有差异，一般为1.301.32.2、细度的测量方法：（1）、显微镜投影测量法：从原毛或毛条中抽出具有代表性的试样，切取0.8毫米的片段，用甘油或液体石蜡等浸润搅拌匀，放置在载玻片上，用显微镜或纤维投影仪进行测量。根据测量结果计算平均细度和细度变异系数。（2）、气流仪测量法：这是一种快速测量纤维的细度的方法。他是通过气流仪的流量或压力差的变化，来反应羊毛直径的大小，他只能测得平均直径，而不能反应细度的离散。特点是：速度快，操作简单，试样大，代表性广，数据稳定，同时改善了测试工作条件。主要影响测试因素为：羊毛的密度、含油率及大气状态。（3）、USTER OFDA100测量方法。3、细度与纺织产品性能的关系羊毛的细度和他的各种性质都有密切的联系。一般的说，羊毛越细，细度离散小，相对强度高，卷曲度大，鳞片密，光泽柔和，脂汗含量高，但长度偏短。因此细度是决定羊毛品质好坏的重要指标。他对成纱性质和加工工艺也有很大影响。（1）、细度与纺纱支数的关系：在精纺工艺中，试验证明，毛纤维的各种性质对毛纱强度和条干均匀度的影响，用百分数来表示，细度占80%或以上，长度约占15%20%，其它性能如羊毛强度、卷曲、柔软等只有在出现反常状态时才起一定影响。因此羊毛的纺纱性能，只要取决于羊毛细度。为了保证纱线具有一定的强度和良好的纺纱状态，常以细纱截面中羊毛的平均根数来衡量纺纱能力，一般以股纱3040根较为适宜，单纬纱一般不低于54根。例：当用品质支数70支(19.8微米)、64支（22.5微米）、的羊毛纺40支毛纱时，纱线截面纤维根数分别为53根、41根，相应的细纱千锭时断头分别是25根、50根。显然，纱线截面纤维根数多，纺纱断头率就低。因此，在纱线品质要求一定是，细纤维可纺高支纱。纱线截面中毛纤维的根数n可用下式来计算：N=Nm/N 现用：n毛=917000/细度平方.纱线支数(2)、细度、细度不匀与细纱的理论不匀率关系：毛纤维的细度对纱的条干不匀率有很大影响。纱条干不匀率反应了纱的短片段内粗细不匀的情况，他除了影响织物的外观，和纱线的强度也有关。条干不匀率高的纱，他的强度也较低。通常情况下，毛纤维越细，细度越均匀，纱线截面中纤维根数越多，则纱线的截面不匀率较小，纱的条干就越均匀。但是，毛纤维的细度越细时，长度相对较短，短毛较高，且在纺纱过程中易纠缠成结，会影响纱线质量。过细的毛纤维，易使织物表面产生起毛、起球现象。（3）、细度与毛织物的品质和风格的关系：粗纺纤维中要求手感丰满、柔软，质地紧密的高级织物，多选用品质支数为6064支的细羊毛或一级改良毛。精纺产品一般为轻薄织物，要求织物表面光洁，纹路清晰，手感爽，因而，大都选用同质细羊毛或改良毛。（三）、长度由于天然的卷曲存在，毛纤维长度可分为自然长度和伸直长度。一般用自然长度表示毛丛长度。毛纤维消除弯曲以后的长度，称为伸直长度。在毛纺厂生产中，多用伸直长度来评价羊毛的品质。羊毛长度在工艺上的意义仅次于细度。它不仅影响毛织物的品质，更重要的它是决定纺纱系统和选择工艺参数的依据。羊毛长度对毛纱品质也有较大的影响。细度相同的毛，纤维长的可纺高支纱，纱支一定，长纤维纺出的纱线强度高，条干好，纺纱断头率低。上次杨守仁博士讲课曾提到：同原料细度，纺相同纱支，长度增加10毫米，细纱断头会减少56%左右，细纱车速可允许提高14%，细纱捻度可允许降低12%；对纱线不匀度的影响，增加20毫米的纤维长度相当于细度减少1微米，对纱线强度的影响，增加7毫米的纤维长度，相当于细度减少1微米。影响纱线条干的另一重要因素，是30毫米以下的短纤维含量，因为短纤维在牵伸过程中不易被牵伸机构所控制，易形成浮游纤维，造成毛纱粗、细节，大肚纱等疵点，因此在前纺精梳毛条中对短纤维的含量控制是很关键的。长度指标一般用豪特长度和巴布长度，豪特长度H是指截面积加权平均，巴布长度B是指重量加权平均，一般比较适合纺纱的长度离散为：CVH% 42%-52%；CVB% 30%-33% ,一般B=1.25H,目前工艺单使用的为豪特长度。前纺隔距也是依豪特长度来制定。（四）、卷曲羊毛的自然形态，并非直线，而是沿长度方向有自然的周期性卷曲。一般以每厘米的卷曲数来表示羊毛卷曲的程度，叫卷曲度。一般有弱卷曲、常卷曲和强卷曲三种。一般，纤维细度越细，卷曲越多。（五）、摩擦性能和缩绒性1、羊毛的摩擦性能羊毛表面有鳞片，鳞片的根部附于毛干，尖端伸出毛干的表面而指向毛尖。由于鳞片的指向这一特点，羊毛沿长度方向的摩擦，因滑动方向不同，致摩擦系数不同。滑动方向从毛尖到毛根，为逆鳞片摩擦；滑动方向从毛根到毛尖，为顺鳞片摩擦。逆鳞片摩擦系数比顺鳞片摩擦系数要大。这一差异是羊毛缩绒的基础。差异越大，羊毛毡缩性越好。2、羊毛的缩绒性羊毛在湿热及化学试剂作用下，经机械外力反复挤压，纤维集合体逐渐收缩紧密，并且相互纠缠，交编毡化。这一性能，称为羊毛的缩绒性。温湿度、化学试剂和外力作用是促进羊毛缩绒的外因。缩绒分酸性缩绒和碱性缩绒，常用方法为碱性缩绒，如皂洗。PH=8-9，温度35-45，缩绒效果较好。（六）、羊毛纤维的定形羊毛纤维在一定温度、湿度、外力的作用下，经过一段时间，会使其形状稳定下来，称之为羊毛的热定形。（七）羊毛的汗脂和杂质羊毛是一种含杂较多的天然纤维，原毛中含有的主要杂质是脂汗、沙土和植物质。纺纱二车间工艺吕黎丽2008-12-16