羊駝毛纖維性能的測試研究

趙　堅　張鵬飛　張一心　張遠芳　張　引

摘要：

研究了羊駝毛纖維的形態(tài)結構，并對羊駝毛的細度、長度、強力和伸長、摩擦性能進行了測試分析。

關鍵詞：羊駝毛；物理性能；化學性質

羊駝毛是我國近幾年開發(fā)應用的一種特種動物纖維。羊駝毛保暖性、耐磨性強于羊毛，成為繼山羊絨之后又一種用于中高檔冬季服飾的特種動物纖維。

1羊駝毛纖維的形態(tài)結構

羊駝毛纖維與綿羊毛相似，基本組成物質都為蛋白質。所有蛋白質都能被酸或堿溶液水解,水解后的最終產物為α-氨基酸，因此，蛋白質是由許多α-氨基酸縮聚而成的大分子。

α-氨基酸的結構式是：

羊駝毛纖維可以分為三個組成部分[1-2]：包覆在毛干外部的鱗片層；組成毛纖維實體主要部分的皮質層；在毛干中心，由不透明毛髓組成的髓質層，多數(shù)細毛無髓質層。

2羊駝毛纖維的基本物理性能

為了對羊駝毛理化性能有一個比較系統(tǒng)全面的了解，本文測試了羊駝毛纖維的基本物理性能[3-5]（包括細度、長度、卷曲、強力和伸長、摩擦及密度等）。試驗用羊駝毛由山西阿爾帕卡牧業(yè)發(fā)展有限公司提供，稱其為山西羊駝毛，將其與3種進口羊駝毛[6]—— 蘇力羊駝毛、Baby羊駝毛、4204羊駝毛及64支澳毛進行對比分析。

2.1羊駝毛纖維細度

2.1.1羊駝毛細度及其表示方法

羊駝毛細度，隨其品種、年齡、性別、毛的生長部位和飼養(yǎng)條件的不同，有相當大的差別。在同一只羊駝身上，毛纖維的細度也有差異。有時一根纖維的毛尖、毛干和毛根3個部分粗細也不均勻。因而羊駝毛纖維的細度、離散程度都比較大。一般毛纖維細度的表示方法有兩種：一種是直徑表示法，另一種是品質支數(shù)表示法。顯微鏡下觀察可以看出，細羊駝毛的橫截面為圓形，髓腔較小或沒有；較粗的羊駝毛纖維橫截面呈橢圓形，髓腔較多。因此羊駝毛纖維的細度用直徑大小來表示其粗細，單位為μm。本文中羊駝毛纖維直徑利用顯微投影儀測定，放大倍數(shù)500倍，用紙楔尺測量羊駝毛的直徑，測量兩個試樣片，測量根數(shù)為500根。測試結果如表1所示。

從表1可以看出，與64支澳毛相比，山西羊駝毛的細度、離散程度都比較適中。Baby羊駝毛較細，而4204羊駝毛較粗，山西羊駝毛與蘇力羊駝毛相比，平均細度差異不大。

2.1.2細度與紡紗支數(shù)及條干均勻度的關系

由表1可以看出，羊駝毛細度較粗，特別是4204羊駝毛，一般只適合做粗紡原料；同時羊駝毛的細度離散系數(shù)較大，紡紗過程中易造成紗的條干不勻，影響成紗強力和織物外觀，因此加工過程中應注意工藝參數(shù)的調整。Baby羊駝毛細度較細，離散小，可以考慮開發(fā)精紡、半精紡產品。

2.2羊駝毛纖維長度

羊駝毛長度的測定方法可分為自然長度和伸直長度兩種。自然長度是在自然卷曲狀態(tài)下，纖維兩端間的直線距離，又稱毛叢長度；毛纖維消除彎曲以后的長度，稱為伸直長度。采用梳片式長度儀測得的伸直長度結果如表2所示。

由表2可以看出，與Baby羊駝毛和4204羊駝毛相比，山西羊駝毛長度較長，與蘇力羊駝毛長度差異不太大。離散系數(shù)也比進口羊駝毛小。與64支澳毛相比，長度較長，離散系數(shù)偏小。

2.3羊駝毛纖維卷曲

采用YG－361型卷曲彈性儀測得的羊駝毛卷曲特性指標包括卷曲數(shù)、卷曲率、卷曲彈性恢復率及殘留卷曲率等。試驗參數(shù)為：試樣長度25?mm，試樣根數(shù)100（經過篩選的），輕負荷為0.0018?cN/dtex, 重負荷為0.0883?cN/dtex，作用時間20?s，恢復時間2?min。測試結果如表3所示。

在放大鏡下觀察可知，羊駝毛的卷曲形狀以常卷曲和弱卷曲為主，強卷曲較少。由表3可以看出，羊駝毛的卷曲數(shù)少于澳毛。特別是蘇力羊駝毛更少，卷曲率也很小，卷曲牢度差，但卷曲彈性恢復能力比64支澳毛稍差。與其他3種進口羊駝毛相比，山西羊駝毛的卷曲數(shù)、卷曲率比Baby羊駝毛和4204羊駝毛稍差，但卷曲彈性恢復率好于進口羊駝毛。由于羊駝毛的抱合力差，成網、成條較困難，在加工過程中應加入柔軟劑和和毛油，以降低羊駝毛的剛性，增加纖維間的抱合力。羊駝毛的卷曲數(shù)及反映卷曲彈性的指標，均比64支澳毛低，所以羊駝毛的抱合力較小，加工難度大，即羊駝毛產品大部分為混紡產品，且羊駝毛比例越高，加工難度越大。

2.4羊駝毛纖維強力與伸長

羊駝毛單纖維強力與伸長率的測定儀器為南通宏大實驗儀器有限公司的YG001N型，試樣夾持長度為30?mm，拉伸速度30?mm/min，試驗根數(shù)為300根。測試結果如表4。

由表4 可以看出，與64支澳毛相比，羊駝毛強力較高，特別是山西羊駝毛強力更高，其他3種進口羊駝毛，4204羊駝毛的強力稍高，是64支澳毛的2倍多；在斷裂伸長率上，進口羊駝毛稍高于64 支澳毛，Baby羊駝毛最高，但山西羊駝毛稍低于64支澳毛。羊駝毛強力高，在加工過程中，可采用強分梳作用，斷頭率低，成品耐磨性好。

2.5羊駝毛纖維摩擦性

羊駝毛表面有鱗片，鱗片的根部附著于毛干，尖端伸出毛干的表面而指向毛尖。由于鱗片指向性這一特點，羊駝毛沿長度方向的摩擦，因滑動方向不同，摩擦系數(shù)不同?；瑒臃较驈拿獾矫瑸槟骥[片摩擦；滑動方向從毛根到毛尖，為順鱗片摩擦。逆鱗片摩擦系數(shù)比順鱗片摩擦系數(shù)大。這一差異是羊駝毛縮絨的基礎。采用Y151型摩擦系數(shù)測定儀進行纖維與皮輥的靜摩擦系數(shù)和動摩擦系數(shù)測試。試樣根數(shù)為50根，纖維兩端上的初張力為200?mg，

為扭力天平上的讀數(shù)，測試結果見表5。

羊駝毛纖維摩擦系數(shù)的大小與纖維鱗片結構、數(shù)量及鱗片排列狀態(tài)等有關。由表5可以看出，與其他3種進口羊駝毛相比，山西羊駝毛的摩擦系數(shù)、摩擦效應都比較大，相對來說，纖維之間抱合力大，易于紡紗加工。與64支澳毛相比，摩擦效應稍高，但動摩擦系數(shù)稍低于64支澳毛。其他3種進口羊駝毛的摩擦系數(shù)、摩擦效應都比64支澳毛小。

2.6羊駝毛纖維密度

羊駝毛的橫截面近似圓形。采用密度梯度法測量，測試結果如表6 所示。

由表6可以看出，羊駝毛的密度比羊毛的小，即相同重量的纖維，羊駝毛的比表面積要比羊毛的大。山西羊駝毛的密度與進口羊駝毛密度差異不大。

3羊駝毛纖維主要化學性質

羊駝毛纖維在未受到損傷時有較強的化學穩(wěn)定性，在鱗片受到損傷后，化學穩(wěn)定性將下降。羊駝毛對有機溶劑的化學穩(wěn)定性很好。甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙醚、苯、甲苯等對纖維不起作用，不僅不會溶解甚至不會溶脹，但這些有機溶劑可以溶去纖維表面的蠟質。羊駝毛對有機酸有很好的抵抗能力，即使在熱的有機酸的較長時間作用下也極少損傷，對無機酸的抵抗能力也很強，只有熱濃酸作用下略有損傷。羊駝毛對堿的抵抗能力不太強，當纖維鱗片完整時，弱或濃度不高的強堿對纖維的損傷很輕微，但熱、濃強堿將顯著損傷羊駝毛。羊駝毛纖維的鱗片一般具有很強的抵抗化學試劑的能力，但在一定的綜合化學處理中也可能受到破壞。

4結論

（1）羊駝毛表面的鱗片緊貼伏于毛干上，鱗片邊緣比羊毛光滑，突出程度不如羊毛。

（2）羊駝毛由于品種的不同，細度差異很大。Baby羊駝毛較細，而4204羊駝毛較粗，山西羊駝毛與蘇力羊駝毛相比，平均細度差異不大。羊駝毛長度較長，細度較粗，一般只適合做粗紡原料。

（3）羊駝毛的卷曲形狀以常卷曲和弱卷曲為主，強卷曲較少。羊駝毛的卷曲數(shù)少于澳毛，特別是蘇力羊駝毛更少，卷曲率也很小，卷曲牢度差，但卷曲彈性恢復能力比64支澳毛稍差。與其他3種進口羊駝毛相比，山西羊駝毛的卷曲數(shù)、卷曲率比Baby羊駝毛和4204羊駝毛稍差，但卷曲彈性恢復率好于進口羊駝毛。

（4）山西羊駝毛強力較高，但斷裂伸長率低于其他3種羊駝毛。羊駝毛強力高，在加工過程中，可采用強分梳作用。

（5）山西羊駝毛的摩擦系數(shù)、摩擦效應都比較大。其密度比羊毛的小，即相同重量的纖維，羊駝毛的比表面積要比羊毛的大。山西羊駝毛的密度與進口羊駝毛密度差異不大。

（作者單位：趙堅、張鵬飛、張遠芳，陜西出入境檢驗檢疫局；張一心，西安工程大學；張引，淄博市纖維紡織產品監(jiān)督檢驗所）

參考文獻：

[1]范瑞文.羊駝毛鱗片超微結構的研究[J].上海畜牧獸醫(yī)通訊,2004（4）：14.

[2]陳雪龍，張偉，金煜.小羊駝被毛的物理性能[J].東北林業(yè)大學學報，2001（11）：46-47.

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[4]趙書經.紡織材料學實驗教程[M].北京: 中國紡織出版社，1989.

[5]薛少林.紡紗學[M].西安:西北工業(yè)大學出版社，2002.

[6]王金泉,曲麗君.羊駝毛（阿爾帕卡毛）物理機械性能測試與分析[J].毛紡科技，2002（4）：43-45.