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1、第三章 动物纤维,2,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）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。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（禽兽）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
2、）、驼羊毛等。,4,一、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,5,2.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。,6,7,8,3.按纤维粗细和组织结构分（1）绒毛（无髓毛）细绒毛（830m）、粗绒毛（3052.5m）（2）粗毛 52.575m，有髓质，卷曲
3、少，粗，光泽强。（3）发毛 75m，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。,9,10,4.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,11,二、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
4、时缩水很大7.不耐晒、不耐热,12,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。,13,三、羊毛的分子结构,（一）化学组成-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。-氨基酸的通式：,（R大，复杂）,羊毛的主要组成为蛋白质。,14,（二）大分子的空间形态 两种：直线型的曲折链（-型）和螺旋链（-型）两种。羊毛的稳定结构是-螺旋链，称为-角蛋白（力的作用下二者可相互转换）。,15,分子间力：范德华力、盐式键、氢键、二硫键 结晶、取向：羊毛侧基R大、复杂，稳定的分子链为螺旋链（型），因此分子不易排列整齐，故比蚕丝的取向度、结晶度
5、低。,（三）超分子结构,16,羊毛纤维大分子结构图,17,四、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,18,1.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,19,2.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,棉,20,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,21,1.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、
6、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,22,2.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。皮质细胞由单分子、基原纤、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。,23,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
7、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。,24,3.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,25,五、羊毛的品质特征,（一）物理特征长度、长度密度、卷曲吸湿性强伸性、摩擦性等（二）化学性质酸、碱等的作用,26,（一）物理特征,1、长度 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）。伸直长度：把天然卷
8、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：612cm；半细毛：718cm；长毛种羊毛：1530cm。,27,2.细度,截面近似圆形，一般用直径来表示。（1）平均直径：(m)羊毛的平均直径1170m，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%。,28,（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。,29,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
9、度约1.32g/cm3,常见天然纤维中最小，髓腔越大，密度越小。,30,3.卷曲（1）卷曲的形成 正、偏皮质非均匀分布的结果。（2）表示方法定量 卷曲度：每厘米内的卷曲数。定性 弱卷曲、常卷曲、强卷曲。,弱卷曲 卷曲波形浅，卷曲数较少。半细毛和异质毛属此。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。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。,32,（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
10、宜做粗纺。,33,（1）摩擦性能 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,34,（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。外因：温湿度、化学试剂和外力作用是促进羊毛缩绒的外因。,35,b.利与弊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）。利可制织丰厚柔软、保暖性好、风
11、格独特的织物，如生产粗纺毛织物、毡帽等。,36,c.防缩方法 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。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。,37,5、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，其中部分螺旋链拉成成链，同时螺旋区中的纵向氢键断裂，并在伸展了的链上形成新的氢键。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
12、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。,38,6、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1517%，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。,39,（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
13、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%。,40,3.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）。,41,5.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
14、染剂。6.霉蛀性 耐霉菌，但不耐虫蛀。,42,五、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。选毛：将不同品质的分开洗毛：洗去脂汗、污垢、杂质梳毛：去除泥沙、污物、草屑等的机械加工烘毛：对洗后的羊毛进行干燥炭化：利用酸去除羊毛中的植物性杂质。,43,六、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6000吨，占世界产量的60%，且品质最优。每头羊每年可
15、产200克左右的绒，个别可达600克/羊，但美国、欧洲（英国）和日本为主消费国。,44,Cashmere,45,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14-16m，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。,46,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
16、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,47,mohair,48,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。,49,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90%。兔毛绒毛与粗毛都有毛髓，形成多腔气孔，所以比
17、重轻、通气及吸湿性好，但强度低。兔毛细软，保暖性好，兔毛织物手感特别轻滑，弹性也好，外观很美，重量轻（纯纺时，背心150克，围巾40克，毛衫180克）是很好的高级毛织品。由于兔毛表面比较光滑，卷曲少，纤维间抱合力小，加之强度较低，纺织加工难度比较大。兔毛产品易掉毛（解决方法？）。兔毛含脂率低，通常不用洗毛。,3.兔毛,50,兔毛特点：（1）软、细、短，强力低；（2）平波卷曲、抱合力差、兔毛多掉毛，一般与羊毛混纺；（3）髓腔大，易脆断。,51,angora-rabbit,52,兔毛纱,53,骆驼有双峰和单峰之分，单峰驼绒无纺织价值，驼绒是骆驼身上的细毛，直径在5-40m之间，长40-127mm，
18、驼绒的强度与羊毛接近，富有光泽，保暖性好（比绵羊毛），不易毡缩，是织造高级粗纺织物，毛毯等的高档原料，可与细羊毛相媲美。驼绒的最大生产国是中国（质量、产量第一）、蒙古、阿富汗。因驼绒上有天然色，不能染其它彩色，限制了产品花色。,4.驼绒（camel）,54,camel,55,牦牛主要分布在中国、阿富汗、尼泊尔等9个亚洲国家。我国牦牛总头数及其毛、绒产量均为世界首位。牦牛绒属高档毛纺原料。直径20m以下，长3040mm，强度高（比羊毛），光泽柔和，弹性强，可与山羊绒相媲美，也是有色毛（黑色、褐色），限制了产品的花色。牦牛绒可纯纺或与羊毛混纺制成花呢，针织绒衫等。牦牛毛略有毛髓，平均长度100-1
19、20mm，平直、光滑。可作衬垫掌握、毛毡,5.牦牛绒（yak wool）,56,牦牛,57,（6）其它：如羊驼毛,羊驼属于骆驼科，主要产于秘鲁。羊驼毛粗细毛混杂。粗毛长度达200 mm，平均直径为150 m左右。细毛长 50 mm左右，平均直径为2025 m左右。羊驼毛比马海毛更柔软而富有光泽，手感特别滑糯，毛的鳞片紧贴在毛干上，多用于织制夏季服装和衣里料等。,58,羊驼 alpaca,59,第二节 天然丝（Silk),蚕丝是天然蛋白质类纤维，是自然界唯一可供纺织用的天然长丝，其长度可直接提供织造。我国是蚕丝的发源地（苏、浙等）。通过“丝绸之路”传向世界各国。目前我国是世界上最主要的天然丝产地
20、。蚕丝是高档的纺织原料，被誉为“纤维皇后”，蚕丝具有较好的强力和伸长，纤维细而柔软，富有弹性，吸湿性好，特别是光泽优雅美丽。可作服用、装饰用、填充物用原料（被子）。,60,一、蚕丝的分类,（一）按饲养方式分 1.家蚕丝：也叫桑蚕丝，质量最好。2.野蚕丝：如柞蚕丝、蓖麻蚕丝、天蚕丝等。（二）按产地分 中国种、日本种、欧洲种三个系统。（三）按饲养季节分 春蚕丝、夏蚕丝、秋蚕丝。,天蚕是自然界中一个十分珍稀的物种，在世界范围内天蚕是可以巢制翠绿丝的野蚕，天蚕在光的照射下能闪烁出绿色的光彩，天蚕丝是无价之宝，被称之为赛过黄金的绿色软宝石。天蚕生长在靠近江河湖泽林子里的柞树上。天蚕传说乃是王母蟠桃园中之
21、物，百年成虫，百年产卵。后来王母的七公主私自下界，这天蚕也被她偷下一只。天然蚕丝不是“天丝”，“天丝”是一种人造纤维素纤维。,62,柞蚕,63,二、蚕丝的形成,1、蚕的生长和茧的形成(1)蚕的生长：卵、幼虫（蚕）、蛹、成虫（蛾）,64,(2)茧的形成 蚕丝是由蚕体内绢丝腺分泌出的丝液凝固而成的。一根蚕丝由两根平行的单丝（丝素也称丝朊），外包丝胶而构成。,65,蚕吐出的丝结成茧，茧由外到里分三层:茧衣最初吐出的凌乱的丝缕，成为茧的蓬松外廓。茧层在茧衣里面，结构紧密，排列规则。蛹衬吐丝将近终了时叠合成的疏松层。茧层可缫丝，茧衣和蛹衬因丝细而脆弱不能缫丝，只能作绢纺原料。,66,2.茧的加工（1）剥
22、茧：剥去茧衣，约占2。（2）选茧：选除下脚茧，并分类。（3）煮茧：在加热的溶剂中使丝胶部分溶解，便于单丝从茧层上依次退下。（4）缫丝：将几根茧丝合并成一束，借丝胶粘着，构成生丝（一束单丝）。蚕丝被（5）复整：将制成的生丝制成一定规格的丝绞。,67,三、结构,1.分子结构 由丝素和丝胶两种蛋白质组成。（1）单基 R侧基比羊毛的少，简单，约18种氨基酸。（2）分子链的空间形态 蚕丝的稳定结构是型（折叠链）。（3）结晶度、取向度 蚕丝的结晶度、取向度比羊毛的高。,68,2.形态结构纵向 表面光滑，粗细均匀，少数地方有粗细变化。横向 单根茧丝：不规则的椭圆形，两根丝素外包丝胶 熟丝：不规则的三角形（有
23、闪光效应）。,单根茧丝横截面,熟丝横截面,69,生丝：经过缫丝将几根茧丝合并，依靠丝胶胶合而成丝束。强力较大，手感较硬，光泽较差。熟丝：除去丝胶的蚕丝，又称精练丝。光泽优良，手感柔软平滑。,70,四、蚕丝的性能,1.长度 桑蚕丝 12001500m；柞蚕丝 500600m。2.细度 用旦（旦尼尔）表示，也称纤度。桑蚕丝2.53.5旦（2.83.9dtex，1318m）3.密度 密度较小，织物轻薄，生丝为1.301.37g/cm3，熟丝为1.251.30 g/cm3。,71,4.抱合性 丝胶把若干根茧丝粘在一起，使丝条在加工过程中能承受各种摩擦，以免在织造加工中丝束脱散。5.吸湿性 比毛、麻低，
24、比棉高。一般大气条件下的回潮率11（桑蚕丝），柞蚕丝更高。6.强伸性 强力大于毛而接近棉。桑蚕丝湿强比干强下降10%25%；柞蚕丝湿强比干强略高4%10%。断裂伸长率和弹性恢复能力都比毛小而比棉大。,72,7.光学性质颜色 白色、黄色较常见。光泽 光泽柔和（丝胶的层状结构以及三角形的截面）。耐光性 耐光性较差，光照使丝发黄，强度下降（酪氨酸、色氨酸氧化裂解）。光照16周后棉和蚕丝的性质变化：,73,8.化学稳定性 即呈酸性也成碱性，但偏酸性。弱的有机酸可增加织物光泽，改善手感。蚕丝的耐盐性也比较差，衣服应常洗常换。9.耐热性 耐干热性较强，能长时间耐受100的高温。温度升至130，蚕丝会泛黄、
25、发硬。宜用蒸汽熨斗，一般要垫布。10.丝鸣 干燥的精炼长丝（或丝织物）相互摩擦时所发出的清晰的声音。它是蚕丝特有的音响，使蚕丝产品具有高贵感，经醋酸或酒处理后，可增加它的丝鸣效果。,74,五、天然彩色蚕茧,由桑蚕吐出的五颜六色的蚕茧，经缫丝和织造可直接生产出彩色丝制品。生产途径：家蚕食物中添加经过处理的生物有机色素；通过遗传手段生产，色彩由蚕的主导基因控制，对蚕本身和饲料没有经过任何色素处理。,桑蚕丝多用于夏衣、时装等。,76,六、绢纺原料,养蚕业、缫丝业和丝织业的副产品。1.绢纺 把养蚕、制丝、丝织中产生的疵茧、废丝加工成纱线的纺纱工艺过程。2.绢丝生产的原料 桑蚕原料：绢纺厂用得最多，可分为茧类、丝吐类、滞头和茧衣等几类。柞蚕绢纺原料：主要来源于缫丝厂的下脚茧和副产品，其次是复摇与绸厂的少量废丝。,77,绢丝保暖性好，吸湿性也好，适宜制作针织衫等。,78,一、名词解释 缩绒性 品质支数 丝鸣二、问答题1.详述羊毛纤维缩绒的原因，有什么利弊，怎样防止缩绒?2.试述羊毛纤维的形态、结构特征。3.试述正、偏皮质细胞的分布对羊毛卷曲的影响。4.试比较羊毛和蚕丝的内部结构对纤维弹性、强度、吸湿性的影响。5.试述蚕丝纤维的主要特性。（思考题）6.蚕丝为什么具有美丽的光泽？（思考题）,作业,
