李新玲，張元明，姜 偉(.， 6607；.， 0005)

羊毛是一種天然蛋白質(zhì)纖維，作為一種重要的紡織原料，羊毛具有許多優(yōu)異的性能[1]。細度是確定羊毛質(zhì)量、檔次高低的一個重要標(biāo)準。羊絨雖細度較細，但是其價格昂貴，產(chǎn)量有限[2]。因此，近年來超細羊毛越來越受到青睞。其不僅細度較普通羊毛細，而且價格也比羊絨便宜[3]。而且隨著人們生活水平的提高，對時尚服裝的消費也不斷增長。以往研究表明，隨著人們收入的增長，羊毛服裝的消費量也躍上一個新臺階。這在超細羊毛服裝方面體現(xiàn)更為明顯[4]。為了在超細羊毛紡織加工技術(shù)研究及其新產(chǎn)品開發(fā)中提供依據(jù)，必須對超細羊毛纖維理化性能進行測定，因為羊毛變細后,其纖維物理力學(xué)性能將發(fā)生一系列變化,使其具有不同于普通羊毛的獨特性能[5]。

本文主要通過測試超細羊毛纖維的各種性能，來與普通羊毛進行比較，并預(yù)測其可紡性。包括觀察其縱橫截面形態(tài)，測其直徑、長度、摩擦性能、拉伸力學(xué)性能、電學(xué)性能，以及吸濕性能、耐日光性、化學(xué)溶解和著色性能。通過比較，得出超細羊毛與普通羊毛的異同，以及在紡織中的優(yōu)缺點和在紡織過程中應(yīng)注意的問題。并通過這些指標(biāo)來預(yù)測其制品的某些性能，如紗線的機械性能、毛羽，織物的手感、耐力學(xué)性能等。

1 實驗

1.1 試樣

經(jīng)過初加工(除雜和堿液處理)的澳大利亞超細羊毛。

1.2 實驗方法和儀器

(1)用掃描電鏡觀察超細羊毛的縱向形態(tài)結(jié)構(gòu)；利用哈式切片器制作超細羊毛的橫截面切片，并用顯微鏡觀察其橫截面形態(tài)。

(2)利用目鏡測微尺來測量超細羊毛的直徑。

(3)用梳片式羊毛長度分析儀來測超細羊毛的長度，并計算各長度指標(biāo)[6]。

(4)利用八籃烘箱和分析天平測超細羊毛的回潮率；用Favimat纖維測試儀來測定超細羊毛干、濕態(tài)下的單纖力學(xué)性能(強力、強度、伸長率、斷裂功、全斷時間)。測濕態(tài)單強時，將超細羊毛先在水中浸泡0.5～1 min，再用Favimat纖維測試儀來測定單纖強力、強度、伸長率、斷裂功、全斷時間。公用參數(shù)Favimat測頭：210 cN ；測試長度：10 mm；測試速度：10 mm/min；預(yù)加張力：0.03 cN/dtex。

(5)用LFY-405纖維比電阻測試儀來測超細羊毛的質(zhì)量比電阻。先準備重量為15 g的三組超細羊毛，將其扯松，然后分別放入比電阻測試儀中測量其質(zhì)量比電阻。

(6)先準備八束超細羊毛，每束約10～15根，分別 將其放入盛有鹽酸(37%，24℃)、硫酸(75%，24℃)、氫氧化鈉(5%，煮沸)、甲酸(85%,24℃)、冰醋酸(24℃)、間甲酚(24℃)、二甲基酰胺(24℃)、二甲苯(24℃)的試管中，觀察其溶解情況[6]。

(7)先分別準備三束超細羊毛纖維和三束普通羊毛纖維，每束約10～15根，再將其分別放入盛有碘-碘化鉀液的試管中染色，讓其分別染色30 s、2 min、10 min。然后將其取出，水洗，再進行顏色的對比。

2 結(jié)果與討論

2.1 縱橫截面形態(tài)

超細羊毛在顯微鏡下的縱橫截面形態(tài)如圖 1、圖2所示。其橫截面為圓形或近圓形，與普通羊毛無很大差別?？v向有天然卷曲，表面有鱗片。 圖3為超細羊毛的掃描電鏡照片。從圖3中我們發(fā)現(xiàn)超細羊毛的鱗片多呈環(huán)狀或龜裂狀，且排列緊密，附著程度大。鱗片間距較大，大部分纖維的鱗片端變鈍，表面變得平滑，加之截面近似圓形，所以纖維具有柔和的絲般光澤[1]。由于鱗片的存在，使其制品貼身穿著會同普通羊毛一樣有刺癢感，使得護理困難。經(jīng)堿處理后，會使縮絨性、刺癢感減小。

圖1 超細羊毛的縱向照片(顯微鏡)

圖2 超細羊毛的橫截面照片(顯微鏡)

圖3 超細羊毛掃描電鏡照片

2.2 直徑和長度

通過實驗共測得超細羊毛的40個直徑。利用游程檢驗，得此直徑樣本中個體具備獨立性。利用Grubbs檢驗剔除異常值后，計算得：

平均直徑:17.03846 μm；

直徑均方差:4.163808；

直徑變異系數(shù):24.43774% 。

超細羊毛的比表面積較大，可接觸點較微小，連續(xù)介質(zhì)的可及性增大，從而使得單根超細羊毛纖維更易于吸放濕和吸附染料，易于被加熱和冷卻。但是由于單向機械接觸點的變小和變少，接觸變得更少與柔性。超細羊毛細度較細，會形成更多的光散射和內(nèi)部的多次折、反射，使纖維呈現(xiàn)乳白化[7]。

利用梳片式羊毛長度分析儀測量所得數(shù)據(jù)計算得：

重量加權(quán)平均長度:6.65 mm；

加權(quán)主體長度:7.03 mm ；

長度標(biāo)準差:2.709434637 ；

長度變異系數(shù): 40.7433789 %。

由此可得超細羊毛的細度較細，因此由其紡成的紗線截面中的纖維根數(shù)就較多，各羊毛纖維間的相互接觸增大，纖維之間的抱合力變強。拉斷紗線時，纖維不易滑脫，成紗強度相對提高。紗條的理論不勻率變低，紗線條干也會相對均勻些。所以，超細羊毛的可紡性就細度方面而言有所提高。但是因其細度細，較普通羊毛來說，其抗彎、抗扭剛度變小，易彎曲、纏繞和混亂排列，會使毛紗的結(jié)構(gòu)膨松，有序性下降。

超細羊毛的細度細，其毛織物手感柔軟，織物表面光澤柔和，且在透氣、透濕、防風(fēng)、防水方面的性能也會有所提高。

超細羊毛長度離散度較大，紗強增大的空間有限，同時紗線的表面毛羽會增多，毛感將會增強。其細度較細，長度離散度較大，易產(chǎn)生扭結(jié)和糾纏，因此在開松、梳理時纖維受力作用不宜十分劇烈[8]。

2.3 回潮率和干濕態(tài)下的力學(xué)性能比較

由于實驗條件的限制，測試的是在同一溫濕度下超細羊毛和普通羊毛的實際回潮率，因此也具有可比性。通過試驗我們發(fā)現(xiàn)在溫度23.5℃，濕度51%的條件下超細羊毛的平均回潮率為9.1101%，而普通羊毛的平均回潮率為8.7849%，很明顯超細羊毛的吸濕能力比普通羊毛要好。因此，超細羊毛織物的穿著舒適性比普通羊毛的要好。

紡織纖維吸濕后，一般力學(xué)性能也會有所改變。通過試驗我們發(fā)現(xiàn)，超細羊毛吸濕后，平均強度下降，但平均伸長率變大，其中強度下降了3.928%，但伸長率卻增加了18.6793%。平均斷裂時間變大，平均斷裂功也增大了14.2857%。這說明超細羊毛吸濕后，其紡織制品的耐外界作用力的能力會有所提高。所以在紡紗過程中可適當(dāng)提高空氣濕度，一方面超細羊毛的強度變化不大，且更耐外力作用，另一方面又可防止靜電現(xiàn)象的產(chǎn)生。

2.4 質(zhì)量比電阻

通過實驗測得超細羊毛的平均質(zhì)量比電阻為5.925 ×1011Ω·g/cm2。纖維比電阻是預(yù)測纖維可紡性能的重要指標(biāo)之一。由于摩擦?xí)a(chǎn)生靜電，為了使纖維能順利紡紗，纖維的質(zhì)量比電阻一般應(yīng)控制在109Ω·g/cm2以內(nèi)。由實驗數(shù)據(jù)我們得出超細羊毛的質(zhì)量比電阻值比109Ω·g/cm2大出兩個數(shù)量級。而且由于超細羊毛的表面鱗片在紡織過程中很容易產(chǎn)生靜電，而其質(zhì)量比電阻又大，使得產(chǎn)生的靜電不易消除。纖維之間由于所帶電荷相同而相互排斥，纖維與機件之間由于所帶電荷相反而相互吸引，會造成條子發(fā)毛，紗線毛羽增多，使卷裝成形不良，纖維粘纏機件、紗線斷頭增多等[8]。所以在紡紗過程中必須采取措施來防靜電，如使氣體放電、利用空氣電離、加除靜電劑、提高空氣的濕度等。

2.5 溶解性能

實驗結(jié)果見表1，由表1可知：超細羊毛與普通羊毛的溶解性能基本一樣，都耐酸不耐堿，不溶于一般的有機溶劑。

2.6 著色實驗

如圖4～圖6所示為超細羊毛與普通羊毛經(jīng)著色后的結(jié)果。圖4是超細羊毛與普通羊毛著色30 s后的顏色對比，圖5是超細羊毛與普通羊毛著色2 min后的顏色對比，圖6是超細羊毛與普通羊毛著色10 min后的顏色對比，我們可以發(fā)現(xiàn)隨著染色時間的延長，超細羊毛與普通羊毛的顏色都加深，但是超細羊毛的顏色比普通羊毛的要深。推斷是因為超細羊毛在鱗片、細度等方面與普通羊毛存在差異，使得超細羊毛的著色率較普通羊毛的要高。

表1 超細羊毛在各試劑中的溶解情況

圖4 30 s的著色效果

圖5 2 min的著色效果

圖6 10 min的著色效果

3 結(jié)論

3.1超細羊毛與普通羊毛相比縱橫截面形態(tài)相近，但鱗片形狀有差異。

3.2超細羊毛的細度較細，長度較長，拉伸力學(xué)性能較好，因此推斷其具有良好的可紡性。但質(zhì)量比電阻較大，加工過程中靜電現(xiàn)象會比較嚴重，應(yīng)注意消除靜電。

3.3超細羊毛的吸濕能力比普通羊毛的要好。且濕態(tài)力學(xué)性能較好，因此可通過加濕來改善加工過程中的靜電現(xiàn)象[9]。

3.4通過試驗發(fā)現(xiàn)超細羊毛的溶解性能與普通羊毛的基本一樣。但比較二者的著色反映的效果，發(fā)現(xiàn)染色后超細羊毛的顏色比普通羊毛的要深，其著色率比普通羊毛的要高。

[1] 劉月玲，戴晉明，羅玉成，王隨意.納米改性細綿羊毛和超細毛的主要性能對比分析[J].紡織科技進展，2006，(4):71—73.

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[3] 姚穆.超細羊毛及超細羊毛發(fā)展的現(xiàn)狀與前瞻[C].2006中國羊業(yè)進展—第三屆中國羊業(yè)發(fā)展大會論文集.北京：中國畜牧業(yè)協(xié)會，2006.

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[6] 趙書經(jīng).紡織材料試驗教程[M].北京：中國紡織出版社，1989.

[7] 于偉東.紡織材料學(xué)[M].北京：中國紡織出版社，2006.

[8] 姚穆.紡織材料學(xué)[M].北京：中國紡織出版社，1980.

[9] 陳剛,陳蘭珠.超細羊毛的生產(chǎn)實踐[J].中國纖檢，2007，(11)：48—50.