羊驼毛纤维性能的测试研究

2009-05-22赵坚张鹏飞张一心张远芳张引

中国纤检 2009年5期

关键词：物理性能

赵　坚　张鹏飞　张一心　张远芳　张　引

摘要：

研究了羊驼毛纤维的形态结构，并对羊驼毛的细度、长度、强力和伸长、摩擦性能进行了测试分析。

关键词：羊驼毛；物理性能；化学性质

羊驼毛是我国近几年开发应用的一种特种动物纤维。羊驼毛保暖性、耐磨性强于羊毛，成为继山羊绒之后又一种用于中高档冬季服饰的特种动物纤维。

1羊驼毛纤维的形态结构

羊驼毛纤维与绵羊毛相似，基本组成物质都为蛋白质。所有蛋白质都能被酸或碱溶液水解,水解后的最终产物为α-氨基酸，因此，蛋白质是由许多α-氨基酸缩聚而成的大分子。

α-氨基酸的结构式是：

羊驼毛纤维可以分为三个组成部分[1-2]：包覆在毛干外部的鳞片层；组成毛纤维实体主要部分的皮质层；在毛干中心，由不透明毛髓组成的髓质层，多数细毛无髓质层。

2羊驼毛纤维的基本物理性能

为了对羊驼毛理化性能有一个比较系统全面的了解，本文测试了羊驼毛纤维的基本物理性能[3-5]（包括细度、长度、卷曲、强力和伸长、摩擦及密度等）。试验用羊驼毛由山西阿尔帕卡牧业发展有限公司提供，称其为山西羊驼毛，将其与3种进口羊驼毛[6]—— 苏力羊驼毛、Baby羊驼毛、4204羊驼毛及64支澳毛进行对比分析。

2.1羊驼毛纤维细度

2.1.1羊驼毛细度及其表示方法

羊驼毛细度，随其品种、年龄、性别、毛的生长部位和饲养条件的不同，有相当大的差别。在同一只羊驼身上，毛纤维的细度也有差异。有时一根纤维的毛尖、毛干和毛根3个部分粗细也不均匀。因而羊驼毛纤维的细度、离散程度都比较大。一般毛纤维细度的表示方法有两种：一种是直径表示法，另一种是品质支数表示法。显微镜下观察可以看出，细羊驼毛的横截面为圆形，髓腔较小或没有；较粗的羊驼毛纤维横截面呈椭圆形，髓腔较多。因此羊驼毛纤维的细度用直径大小来表示其粗细，单位为μm。本文中羊驼毛纤维直径利用显微投影仪测定，放大倍数500倍，用纸楔尺测量羊驼毛的直径，测量两个试样片，测量根数为500根。测试结果如表1所示。

从表1可以看出，与64支澳毛相比，山西羊驼毛的细度、离散程度都比较适中。Baby羊驼毛较细，而4204羊驼毛较粗，山西羊驼毛与苏力羊驼毛相比，平均细度差异不大。

2.1.2细度与纺纱支数及条干均匀度的关系

由表1可以看出，羊驼毛细度较粗，特别是4204羊驼毛，一般只适合做粗纺原料；同时羊驼毛的细度离散系数较大，纺纱过程中易造成纱的条干不匀，影响成纱强力和织物外观，因此加工过程中应注意工艺参数的调整。Baby羊驼毛细度较细，离散小，可以考虑开发精纺、半精纺产品。

2.2羊驼毛纤维长度

羊驼毛长度的测定方法可分为自然长度和伸直长度两种。自然长度是在自然卷曲状态下，纤维两端间的直线距离，又称毛丛长度；毛纤维消除弯曲以后的长度，称为伸直长度。采用梳片式长度仪测得的伸直长度结果如表2所示。

由表2可以看出，与Baby羊驼毛和4204羊驼毛相比，山西羊驼毛长度较长，与苏力羊驼毛长度差异不太大。离散系数也比进口羊驼毛小。与64支澳毛相比，长度较长，离散系数偏小。

2.3羊驼毛纤维卷曲

采用YG－361型卷曲弹性仪测得的羊驼毛卷曲特性指标包括卷曲数、卷曲率、卷曲弹性恢复率及残留卷曲率等。试验参数为：试样长度25 mm，试样根数100（经过筛选的），轻负荷为0.0018 cN/dtex, 重负荷为0.0883 cN/dtex，作用时间20 s，恢复时间2 min。测试结果如表3所示。

在放大镜下观察可知，羊驼毛的卷曲形状以常卷曲和弱卷曲为主，强卷曲较少。由表3可以看出，羊驼毛的卷曲数少于澳毛。特别是苏力羊驼毛更少，卷曲率也很小，卷曲牢度差，但卷曲弹性恢复能力比64支澳毛稍差。与其他3种进口羊驼毛相比，山西羊驼毛的卷曲数、卷曲率比Baby羊驼毛和4204羊驼毛稍差，但卷曲弹性恢复率好于进口羊驼毛。由于羊驼毛的抱合力差，成网、成条较困难，在加工过程中应加入柔软剂和和毛油，以降低羊驼毛的刚性，增加纤维间的抱合力。羊驼毛的卷曲数及反映卷曲弹性的指标，均比64支澳毛低，所以羊驼毛的抱合力较小，加工难度大，即羊驼毛产品大部分为混纺产品，且羊驼毛比例越高，加工难度越大。

2.4羊驼毛纤维强力与伸长

羊驼毛单纤维强力与伸长率的测定仪器为南通宏大实验仪器有限公司的YG001N型，试样夹持长度为30 mm，拉伸速度30 mm/min，试验根数为300根。测试结果如表4。

由表4 可以看出，与64支澳毛相比，羊驼毛强力较高，特别是山西羊驼毛强力更高，其他3种进口羊驼毛，4204羊驼毛的强力稍高，是64支澳毛的2倍多；在断裂伸长率上，进口羊驼毛稍高于64 支澳毛，Baby羊驼毛最高，但山西羊驼毛稍低于64支澳毛。羊驼毛强力高，在加工过程中，可采用强分梳作用，断头率低，成品耐磨性好。

2.5羊驼毛纤维摩擦性

羊驼毛表面有鳞片，鳞片的根部附着于毛干，尖端伸出毛干的表面而指向毛尖。由于鳞片指向性这一特点，羊驼毛沿长度方向的摩擦，因滑动方向不同，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大。这一差异是羊驼毛缩绒的基础。采用Y151型摩擦系数测定仪进行纤维与皮辊的静摩擦系数和动摩擦系数测试。试样根数为50根，纤维两端上的初张力为200 mg，

为扭力天平上的读数，测试结果见表5。

羊驼毛纤维摩擦系数的大小与纤维鳞片结构、数量及鳞片排列状态等有关。由表5可以看出，与其他3种进口羊驼毛相比，山西羊驼毛的摩擦系数、摩擦效应都比较大，相对来说，纤维之间抱合力大，易于纺纱加工。与64支澳毛相比，摩擦效应稍高，但动摩擦系数稍低于64支澳毛。其他3种进口羊驼毛的摩擦系数、摩擦效应都比64支澳毛小。

2.6羊驼毛纤维密度

羊驼毛的横截面近似圆形。采用密度梯度法测量，测试结果如表6 所示。

由表6可以看出，羊驼毛的密度比羊毛的小，即相同重量的纤维，羊驼毛的比表面积要比羊毛的大。山西羊驼毛的密度与进口羊驼毛密度差异不大。

3羊驼毛纤维主要化学性质

羊驼毛纤维在未受到损伤时有较强的化学稳定性，在鳞片受到损伤后，化学稳定性将下降。羊驼毛对有机溶剂的化学稳定性很好。甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙醚、苯、甲苯等对纤维不起作用，不仅不会溶解甚至不会溶胀，但这些有机溶剂可以溶去纤维表面的蜡质。羊驼毛对有机酸有很好的抵抗能力，即使在热的有机酸的较长时间作用下也极少损伤，对无机酸的抵抗能力也很强，只有热浓酸作用下略有损伤。羊驼毛对碱的抵抗能力不太强，当纤维鳞片完整时，弱或浓度不高的强碱对纤维的损伤很轻微，但热、浓强碱将显著损伤羊驼毛。羊驼毛纤维的鳞片一般具有很强的抵抗化学试剂的能力，但在一定的综合化学处理中也可能受到破坏。

4结论

（1）羊驼毛表面的鳞片紧贴伏于毛干上，鳞片边缘比羊毛光滑，突出程度不如羊毛。

（2）羊驼毛由于品种的不同，细度差异很大。Baby羊驼毛较细，而4204羊驼毛较粗，山西羊驼毛与苏力羊驼毛相比，平均细度差异不大。羊驼毛长度较长，细度较粗，一般只适合做粗纺原料。

（3）羊驼毛的卷曲形状以常卷曲和弱卷曲为主，强卷曲较少。羊驼毛的卷曲数少于澳毛，特别是苏力羊驼毛更少，卷曲率也很小，卷曲牢度差，但卷曲弹性恢复能力比64支澳毛稍差。与其他3种进口羊驼毛相比，山西羊驼毛的卷曲数、卷曲率比Baby羊驼毛和4204羊驼毛稍差，但卷曲弹性恢复率好于进口羊驼毛。

（4）山西羊驼毛强力较高，但断裂伸长率低于其他3种羊驼毛。羊驼毛强力高，在加工过程中，可采用强分梳作用。

（5）山西羊驼毛的摩擦系数、摩擦效应都比较大。其密度比羊毛的小，即相同重量的纤维，羊驼毛的比表面积要比羊毛的大。山西羊驼毛的密度与进口羊驼毛密度差异不大。

（作者单位：赵坚、张鹏飞、张远芳，陕西出入境检验检疫局；张一心，西安工程大学；张引，淄博市纤维纺织产品监督检验所）

参考文献：

[1]范瑞文.羊驼毛鳞片超微结构的研究[J].上海畜牧兽医通讯,2004（4）：14.

[2]陈雪龙，张伟，金煜.小羊驼被毛的物理性能[J].东北林业大学学报，2001（11）：46-47.

[3]姚穆，周锦芳，黄淑珍,等.纺织材料学[M].北京:中国纺织出版社，1996.

[4]赵书经.纺织材料学实验教程[M].北京: 中国纺织出版社，1989.