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：
ɑ-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---6.50
37.5---48.3
1.1---8.8
20.3---24.0
丙氨酸
3.29---5.70
26.4---35.7
3.5---11.9
34.7---39.4
缬氨酸
2.80---6.80
3.0---3.5
1.2---3.1
0.6
亮氨酸
7.43---9.75
0.7---0.8
0.9---1.7
0.4
异亮氨酸
3.35---3.74
0.8---0.9
0.6---0.8
0.4
苯丙氨酸
3.26---5.86
0.5---3.4
0.3---2.7
0.5
脯氨酸
3.40---7.20
0.4---2.5
0.3---3.0
0.3
松氨酸
2.80---5.70
0.2---0.9
5.8---9.9
0.2
精氨酸
7.90---12.10
0.8---1.9
3.7---6.1
9.2---13.3
组氨酸
0.62---2.05
0.3---0.8
1.0---2.8
2.2
氨酸
0.64---1.80
0.4---0.8
0.5---1.0
1.8---2.1
丝氨酸
2.90---9.60
12.6---16.2
13.5---33.9
9.8---12.2
苏氨酸
5.00---7.02
1.2---1.6
7.5---8.9
0.1---1.1
酪氨酸
2.24---6.76
10.6---12.8
3.5---5.5
3.6---4.4
羚脯氨酸
---
1.5
---
---
天冬氨酸
5.94---9.20
0.7---2.9
10.4---17.0
4.2
谷氨酸
12.30---16.00
0.2---3.0
1.0---10.1
0.7
胱氨酸
10.84---12.28
0.03---0.9
0.1---1.0
---
半胱氨酸
1.44---1.77
---
---
---
蛋氨酸
0.49---0.71
0.03---0.2
0.1
---
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。含髓质层多的羊毛，脆而易断，不易染。
（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，没有光泽，不易染，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8—9，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
120
110
100
90
80
70
66
64
60
58
平均直径
14.5
15.5
16.5
17.5
18.5
19.5
21.0
22.5
24.0
26.0
最高纺纱支数
125
108
98
88
78
68
58
50
45
38
（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OFDA—100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。   
Nm＝L/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：
G＝S.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。