纺织材料学第三章_动物纤维.ppt

第三章 毛2l动物纤维主要有：毛和蚕丝两大类，这两类纤维因性能独特品质 优良，属高档纺织原料（如各种毛料，丝绸衣料）l内容提要：羊毛的品种及分类；羊毛的结构；羊毛物理机 械性质和化学性质特种动物毛的种类、特性及一 般用途蚕丝性能简介l重点难点：羊毛的结构特点及因此而具备的特性，羊毛的 品质核心难点在于羊毛结构及性能的复杂性3第一节 毛纤维毛，动物身上长出的细长覆盖物，可用于纺 织的我们叫它毛纤维，有发毛和绒毛两种发毛： 粗、硬、长；绒毛：细而柔很适合衣用其中用量 最大的毛纤维是羊毛——在纺织上狭义常专指绵羊 毛其它的动物毛则统称为特种动物毛，如山羊毛 （绒）、骆驼毛（绒）、兔毛（绒）、驼羊毛等 …4一、羊毛的分子结构（一）化学组成α-氨基酸（羊毛有20多种）形成的多缩氨酸 链组成元素C、H、O、N、S α-氨基酸的通式：（R大，复杂）羊毛的主要组成为蛋白质5（二）大分子的空间形态两种：直线型的曲折链（β-型 ）和螺旋链（ α-型）两种羊毛的稳定结构是α-螺旋链，称 为α-角蛋白（力的作用下二者可相互转换）6l 分子间力：范德华力、盐式键、氢键、二硫键 l 结晶、取向：羊毛侧基R大、复杂，稳定的分 子链为螺旋链（α型），因此分子不易排列整齐 ，故比蚕丝的取向度、结晶度低。

三）超分子结构7羊毛纤维大分子结构图8二、毛纤维的形态结构（一）毛被的形态毛丛：多根羊毛呈簇状密集在一起（包括导向 毛和簇生毛）毛丛，有平顶毛丛和尖顶毛丛，前 者品质好各毛丛之间互相粘连在一起成为毛被绵羊皮肤上的导向毛和毛丛91.纵向形态具有天然卷曲，且表面有方向性排列的鳞片 羊毛纵向形态（二）毛纤维的形态102.横向形态圆形或椭圆形（细羊毛接近圆形，粗羊毛 呈椭圆形）横向形态羊毛棉11从外向里：鳞片层、皮质层、髓质层（仅 粗羊毛中有）细羊毛结构图（三）毛纤维的截面结构121.鳞片层根部附着于毛干，梢部张开并指向毛尖覆盖形式有：环状、瓦状、龟裂状鳞片保护毛干，影响羊毛的光泽、手感和缩绒性 细羊毛鳞片密度大，鳞片张角大，多呈环状，光泽 柔和；粗羊毛鳞片较稀，呈瓦片状或龟裂状，易紧贴 于毛干，光泽强 细羊毛结构图132.皮质层是羊毛的主要组成部分，决定物理化学性质 皮质细胞组成：正皮质、偏皮质、间皮质细胞 皮质细胞由大分子、、微原纤、原纤、巨原纤 各层次结构堆砌而成偏皮质细胞由湿到干收缩率大于正皮质细胞当正、偏皮质分居于纤维的两侧，并在长度方 向上不断转换位置，由于两种皮质层的物理性质 不同引起的不平衡，形成了羊毛的卷曲。

皮质层的比例越大，羊毛的性能越好14根据羊毛皮质层的结构试推断：a.正偏皮质细胞各位于卷曲的哪侧偏皮质细胞正皮质细胞b.马海毛的形态马海毛正皮质细胞分布位于中心，偏皮 质细胞分布在周围，呈皮芯分布，则马海毛 的卷曲 153.髓质层结构松散、含有色素和较大的气孔，几乎无强 度和弹性羊毛越粗，髓腔越大，质量也越差粗羊毛有髓质层，细羊毛没有兔毛无论粗细 均有髓质，且呈颗粒状分布，此特征可用于鉴别兔 毛 兔毛16三、毛纤维的分类1.按动物品种分 （1）绵羊：绵羊毛、绵羊绒 （2）山羊: 山羊毛、山羊绒 （3）骆驼：骆驼毛、骆驼绒 （4）驼羊：驼羊毛、骆马毛、秘鲁羊毛 （5）兔：兔毛、安哥拉兔毛、其它兔毛 （6）貂：貂绒、貂毛 （7）其它动物：牛毛、马毛、禽类的羽绒或羽毛172. 按取毛后原毛的形状分（1）被毛剪下的毛粘连在一起形成一毛被（封闭式毛 被，根梢都连；开放式毛被，根连梢不连）2）散毛剪下的毛是散乱的3）抓毛在脱毛季节用铁梳抓下的毛1819203.按纤维粗细和组织结构分（1）绒毛（无髓毛）细绒毛（8～30μm）、粗绒毛（30～52.5μm）（2）粗毛52.5～75μm，有髓质，卷曲少，粗，光泽强 。

3）发毛>75μm，粗长，无卷曲，突出毛丛顶端4）两型毛兼有无髓毛和有髓毛的特征，即不连续的髓质 （5）死毛除鳞片层外几乎全是髓质脆、无光泽、不易 染色、无纺用价值21224. 按纤维类型分（1）同质毛 毛被中只含有一种粗细类型的毛（2）异质毛 毛被中含有不同粗细类型的毛（ 死毛、粗毛、绒毛）5. 按剪毛季节分（1）春毛 品质最好（2）秋毛 短、绒少，品质较差（3）伏毛 品质最差6. 按加工程度分（1）污毛 原毛或原绒（2）洗净毛 洗净后的毛作业l1.什么是羊毛的热塑性？l2.羊毛纤维从外到内由哪三层组成 ？l3.羊毛天然卷曲的原因？24二、羊毛纤维的特性1. 弹性好2. 吸湿性强3. 保暖性好 4. 不易沾污（藏垢现象）5. 光泽柔和6. 缩水热水、碱性、机械外力强时缩水很大7. 不耐晒、不耐热 25羊毛标志 澳大利亚羊毛产量占世界总产量的三分 之一； 澳大利亚美利奴绵羊毛产量高，品 质好26五、羊毛的品质特征l（一）物理特征Ø长度、长度Ø密度、卷曲Ø吸湿性Ø强伸性、摩擦性等l（二）化学性质 酸、碱等的作用27（一）物理特征1、长度l 自然长度（毛丛长度）：纤维束在自然卷曲下 ，两端间的直线距离。

羊毛收购和选毛后搭配时 使用（商业习惯叫羊毛高度）l 伸直长度：把天然卷曲拉直，用尺测出的长度 生产中，用于评价羊毛的品质 细羊毛：6～12cm；半细毛：7～18cm；长毛 种羊毛：15～30cm282.细度 截面近似圆形，一般用直径来表示1）平均直径： (μm) 羊毛的平均直径11~70μm，平均直径越粗， 粗细越不匀，可用均方差和变异系数表示羊毛的 粗细不匀，变异系数一般在20%～30%29（2）品质支数毛纺业长期延用下来的表示羊毛细度的指 标, 指的是实际可纺精梳毛纱的英制支数，现在 则表示平均直径在某一范围内的羊毛细度30羊毛细度与它的各种性质关系密切一般绵 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、纤维柔软、但长度偏 短3）密度羊毛的密度约1.32g/cm3,常见天然纤维中 最小，髓腔越大，密度越小313.卷曲 （1）卷曲的形成正、偏皮质非均匀分布的结果2）表示方法l定量卷曲度：每厘米内的卷曲数l定性弱卷曲、常卷曲、强卷曲l弱卷曲 卷曲波形浅，卷曲数较少 半细毛和异质毛属此l常卷曲 卷曲波形近似半圆形细羊 毛属此用于精梳毛纺，纺制有 弹性和表面光洁的纱线和织物。

l强卷曲 卷曲的波幅较高，卷曲数较 多细毛羊腹毛属此用于粗梳 毛纺，纺制毛茸丰满、手感好、 富有弹性的呢绒33（3） 卷曲与羊毛性质的关系a. 卷曲整齐，毛丛紧密、外界影响小，羊毛 质量好b. 卷曲好，抱合力大c. 卷曲与织物风格有关，常卷曲宜做精纺， 强卷曲宜做粗纺34（1）摩擦性能l 定向摩擦效应：羊毛表面的鳞片，根部附着于 毛干，尖端指向毛尖，使逆鳞片方向的摩擦系数 大于顺鳞片方向的摩擦系数，这一特性称之～4. 摩擦性能与缩绒性 35（2）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，并相互穿插 纠缠，交编毡化，这一性能称之～ a.缩绒的原因Ø内因：缩绒是各项性能的综合反映定向摩擦效应 、高度的恢复弹性和天然卷曲是缩绒的内在原因 Ø外因：温湿度、化学试剂和外力作用是促进羊毛缩 绒的外因36b.利与弊Ø弊－－使织物的尺寸稳定性变差（洗涤后易 收缩、变形）；影响穿着的舒适性与美观（ 起毛起球）Ø利－－可制织丰厚柔软、保暖性好、风格独 特的织物，如生产粗纺毛织物、毡帽等37c.防缩方法 Ø氧化法（降解法）：使用化学试剂破坏羊毛 的鳞片，降低摩擦效应，减少纤维单向运动 和纠缠能力。

Ø树脂法（添加法）：在羊毛的表面涂以树脂 薄膜或加入黏结纤维，限制纤维的移动来减 小或消除羊毛纤维间的摩擦效应385、羊毛纤维的定形 羊毛纤维在一定温度、湿度、外力作用下， 经过一段时间，会使其形状稳定下来，称之为羊 毛的热定形定形机理：毛纤维在外力作用下受到拉伸， 大分子也受到拉伸，其中部分α螺旋链拉成成β 链，同时α螺旋区中的纵向氢键断裂，并在伸展 了的β链上形成新的氢键在大分子之间交联的 二硫键、盐式键和氢键等也产生了拆散与重建 水、热水、蒸气等介质对大分子键的伸展，各种 交联键的拆散与重建起到了促进作用外力去除 后，分子间化学键因重新建立而使变形得以保持 396、吸湿性吸湿性常见天然纤维中最强，一般大气条件 下的回潮率为15％～17%，截面吸湿膨胀率较高 （18%）吸湿积分热大，织物淋湿后不会很快 有冷感 7、强伸性强度天然纤维中最低，伸长天然纤维中最大 弹性恢复能力最好，织物不易起皱湿强小于 干强 8、保暖性导热系数小，有卷曲可存储静止空气，故保 暖性好40（二）化学性质1. 水的作用不溶于冷水，但可使纤维膨化，干燥后复原 ，但110度以上的热水使羊毛遭破坏，200度羊 毛几乎全部溶解。

2. 酸的作用属耐酸性较好的纤维稀硫酸中煮几个小时 也无大损伤，80％的硫酸常温短时间处理，强度 损伤不大但强酸高温长时间作用对毛纤维也有一定的 损伤如，用1 mol/L盐酸80℃处理羊毛，1h 后纤维强 度降至83%，2h 后纤维强度降至75%，4h 后纤维强度降 至51%，8h 后纤维强度降至4%413. 碱的作用羊毛对碱的稳定性较差经碱作用后，变黄 、含硫量降低、溶解性增加在5%的氢氧化钠 溶液中煮沸5分钟，羊毛溶解4. 氧化剂的作用氧化剂对羊毛有损伤，浓度不高时，注意控 制可用来漂白羊毛光照对羊毛的氧化作用是使羊毛鳞片受损， 易于膨化和溶解（胱氨酸水解）425. 盐的作用金属盐如氯化钠、硫酸钠对毛纤维无影响 ，染色时常采用硫酸钠作为缓染剂6. 霉蛀性耐霉菌，但不耐虫蛀43五、羊毛的初加工从动物身上剪下来的羊毛不能立即使用，必 须经过初步加工，使原毛成为洗净毛，称为初加 工，包括选毛、洗毛、梳毛、烘毛、炭化等工序 l选毛：将不同品质的分开l洗毛：洗去脂汗、污垢、杂质l梳毛：去除泥沙、污物、草屑等的机械加工l烘毛：对洗后的羊毛进行干燥l炭化：利用酸去除羊毛中的植物性杂质44六、其它动物毛（特种动物毛）1. 山羊绒（开司米）从绒山羊和能抓绒的山羊身上取得的绒 毛。

山羊绒又叫“开司米”或克什米尔（ Cashmere）我国、伊朗、蒙古、阿富汗 为山羊绒的主要产地我国年产山羊绒约 1.4-1.5万吨，占世界产量的70%，且品质最 优 每头羊每年可产50-80克左右的绒，但 美国、欧洲（英国）和日本为主消费国45Cashmere46山羊绒具有细而轻柔、手感滑糯，保暖性好等 特性，是品质极优的毛纤维国外称其为“纤维 的钻石”、“软黄金”可制成各种高档名贵纺织 品山羊绒无髓质，强伸性、弹性都优于相同细度 的绵羊毛；平均细度大多在14-16μm，长度35- 45mm山羊绒不宜纯纺，易起球、毡缩，最好 与80-90支细羊毛混纺使用47马海毛是安哥拉（土耳其安哥拉省）山羊毛南 非、土耳其和美国为马海毛的三大产地马海 ”一词来源于阿拉伯文，意为“似蚕丝的山羊毛 ”马海毛长度12-26cm，直、光泽好，强度好 ，耐磨，且不易毡缩，容易洗涤是一种多用型 纤维，可纯纺、混纺，制作西服面料，提花毛毡 ，长毛绒，银枪大衣呢，雪花呢等高档纺织品2.马海毛（Mohair）（1）光泽强（环状鳞片几乎贴在表面上） （2）无卷曲 （3）不易缩水 （4）强度高 （5）弹性优良48mohair49马海毛的用途： 1．主要制作提花毛毯，马海毛提花毛毯以坚牢耐磨 、如丝般的光泽和图案美丽著称。

2．与绵羊毛、棉、化纤混纺制作衣料，如顺毛大衣 呢、长毛绒、银枪大衣呢等50纺织用的兔毛产自家兔（普通兔）和安哥拉 兔，野兔毛因品质低仅供制笔和填料用安哥拉 兔毛为长毛兔毛我国的兔毛产量占世界产量的 。