天然蛋白质纤维.ppt
2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,1,第三章：天然蛋白质纤维,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,2,内容提要：羊毛的品种及分类；羊毛的结构；羊毛的长度、细度、卷曲、缩绒及含杂的表达。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。解决方法：从概念入手，通过举例、归纳，使学生理解并掌握基本内涵。属于天然蛋白质纤维的有：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）,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,3,第一节：毛,第二节：蚕丝,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,4,第一节 毛 毛者，动物（禽兽）身上长出的细长覆盖物也，可用于纺织的我们叫它毛纤维，有发毛（hair）和绒毛（wool）两种，发毛：粗、硬、长；绒毛：细而柔很适合衣用。其中用量最大的是绵羊毛简称羊毛，其它的动物毛则统称为特种动物毛。,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,5,一、特种动物毛的品种，性能及用途（一）山羊绒（开司米）从绒山羊和能抓绒的山羊身上取得的绒毛。是品质极优的毛纤维，产地主要在大西北（内蒙、新疆、陕西、甘肃、宁夏、辽宁等）每头羊每年可产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。山羊绒具有细而轻柔、手感滑糯，保暖性好等特性，可纯纺或混纺制成各种高档名贵纺织品。我国的山羊绒品质最优。,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,6,（二）马海毛（安哥拉山羊毛）是光泽很强的长山羊毛（mohair）。“马海”一词来源于阿拉伯文，意为“似蚕丝的山羊毛”。我国的中卫山羊毛也属此类。这种毛具有蚕丝一样的光泽，强度好，耐磨，且不易毡缩，容易洗涤。是一种中多用型纤维，可纯纺、混纺，可制作西服面料，提花毛毡，长毛绒，银枪大衣呢，雪花呢等高档纺织品。我国的陕北地区已经形成批量生产。马海毛的平均直径小于23m为优级细毛，大于43m为低级粗毛。,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,7,（三）兔毛，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。安哥拉兔种的毛最好，即长毛兔的毛。我国的兔毛产量占世界产量的90%。兔毛细而轻柔，保暖性很好，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。兔毛的毡制品外观极其细腻美观，是制呢礼帽的珍贵原料。由于兔毛表面比较光滑，纤维间抱合力小，加之强度较低，纺织加工难度比较大。,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,8,（四）驼绒：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，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（质量第一）、蒙古、阿富汗。因驼绒上有天然色，不能染其它彩色，或做浅色衣服，限制了产品花色。,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,9,（五）牦牛绒：我国的主要产地是青海、西藏。牦牛量占世界牦牛量的85%。也属高档毛纺原料。直径20m以下，长340-450mm，强度高（比羊毛），光泽柔和，弹性强，可与山羊绒相媲美，但它也是有色毛，限制了产品的花色。牦牛绒可纯纺或于羊毛混纺制成花呢，针织绒衫等。而粗一点的牦牛毛则是制造黑炭衬的理想原料，毛色黑，强韧光滑，富于弹性。（六）其它：如羊驼毛,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,10,二、羊毛的种类羊毛是人类在纺织上最早利用的天然纤维之一。史前4000年前（新石器时代）就开始使用了，羊毛纤维柔软而富有弹性，有天然形成的波浪形卷曲，可用于制造呢绒，绒线、毛毯、毡呢等生活用和工业用品，其衣料具有手感丰满，保暖性好，穿着舒适等特点。羊毛在纺织上狭义常专指绵羊毛。绵羊毛根据纺织使用价值，通过按细度和长度分面细羊毛、羊细毛、长羊毛杂交种毛和粗羊毛等5类。,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,11,（一）细羊毛：细羊毛的最好品种是美丽奴羊身上的毛，我国的新疆改良细羊毛既属此类。澳大利亚美利奴细羊毛直径在25m以下，毛丛长度5-12cm。（二）半细毛：平均直径1537m，长515厘米的同质毛，如英国的南丘羊，杜塞特羊。是我国的薄弱毛种。（三）长羊毛：长度特长（1530厘米）和光泽明亮为主要特征的绵羊毛，平均直径大于36m，典型的有林肯羊毛，莱斯特羊毛。（四）杂交种羊毛：是美利奴细毛羊与长毛种羊的杂交羊的毛，长度、细度为其亲本的折衷。著名的有考力代、哥化比亚、罗姆尼羊毛。,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,12,（五）粗羊毛：指毛被中兼有发毛和绒毛的异质毛，世界上大多数土种羊都属此类。主要用途是制造地毯，也称地毯羊毛。我国未改良的蒙古、西藏、哈萨克羊毛（三大类）均属此类。细羊毛的用途以高级衣料为主，半细毛、长羊毛和杂交种毛用途广泛些。除用于衣料外，也用于制造地毯、床毯、帷幕，较粗长些的可制地毯，浆粕毛毯、长毛绒等。粗羊毛不宜作衣料，主要用作地毯、粗毯、衬料等。,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,13,三、羊毛的形成及形态结构（一）形成（围绕形成这条主线，介绍毛纤维质量的概貌及相关的专业名词）见教材第137页图2-16-毛纤维形成示意图。重点在结构特点。油脂和汗液；毛丛；同质毛；异质毛；被毛（套毛）；见教材第110页图2-6，羊毛在毛套上的分布状况在一批毛中可能存在有：细绒毛、粗绒毛、粗毛、发毛、两型毛、死毛、腔毛等七种，类型的毛中的一种或几种。详见第102页 可请几位同学念,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,14,（二）形态结构：（可观察到的结构）羊毛和棉不一样，羊毛是由许多角质化的细胞聚集成的，外观几何形态是细长的柱体，截面呈近圆形，粗毛呈椭圆形。羊毛径向从外向里可以分为三个组成部分：鳞片层、皮质层、髓质层。（稍加解释）对绝大多数毛来说，髓质层常出现在粗毛中，绒毛中无有，但兔毛例外，无论粗细均有髓质，且呈颗粒状分布，成为兔毛的一个结构特征，用以鉴别。,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,15,形态特征：截面呈近圆形，越细越圆，纵向有方向性排列的鳞片，具有天然卷曲，粗毛中可见不规则髓腔。如下图所示：,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,16,四、羊毛的品质特征（一）细度毛纤维的截面近似园形，所以可用直径大不来表示它的粗细。1、羊毛细度的变化概况前面已讲过羊身上不同地方的乞求的细度是不一样的，即使是同一簇中，还有导向毛与绒毛之分，羊毛细度的变化，是随羊毛、年龄、性别（公比母粗）、毛的生产部位和饲养条件的变化而改变的。从根部到稍部的细度变化如下图：,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,17,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,18,2、细度的表达，单纯用平均直径反映羊毛粗细是不全面的，必须加离散指标，纤维愈粗，粗细波动和变化范围愈大。（1）平均直径及细度不匀（2）间接指标：特克斯、旦尼尔、公制支数等均可使用。（3）品质支数：它现在的概念是表示直径在某一范围内的羊毛细度（讲一下它的历史来源）直径与品质支数的关系见教材第118页表2-5。,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,19,3、细度的测量方法：（简单介绍）（1）目测法（经验测定法）（2）仪器测定法 显微镜投影法中段切断称重法（测长称重法）气流仪法电子式测量仪（光电式计算机图像法，激光式细度仪）,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,20,（二）长度：自然长度：不受任何外力的自然状况下，纤维束两端间的直线距离。常用来表示毛丛的长度，这种长度常在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：在外力作用下，羊毛伸直时的长度，在工作生产中使用，并以此长度作为评定羊毛品质的依据。1、羊毛长度的工艺地位2、长度指标与测量方法：,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,21,不同的测量方法及不同的测量对象，得到不同的长度指标，作不同的用途。（1）自然长度类：毛丛长度（商业、畜牧控制羊品种质量）手工法：用刻有0.25厘米为等间距刻度的尺子，测量一定数量的毛丛（国毛100米，外毛300米），求出：平均长度，均方差和变异系数。仪器法：利用光电传感器快速测量。,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,22,（2）伸直长度类：单根纤维测量：将纤维逐根拉直，量其长度，可得平均长度和不匀率，为根数加权值。手工排图法（手摆法）：（采用黑板作图的方法，逐一介绍下面的七个指标）最长长度，交叉长度，最短长度，长度差异率，整齐度，短毛率。梳片分组称重法：这是国家标准规定的测量方法。（简述测量原理及仪器结构）分组称重得到一个长度一重量分布曲线。平均长度，主体长度，短毛率，均方差和变异系数。（强化权的概念，引入：巴勃长度概念）,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,23,全自动电容式羊毛长度仪（Hauteur指标系列）其物理概念：为截面加权值。用这种方法还可测任何长度的含量，最后结果全部由计算机打印输出，从试样测量到结果出约1分钟。重量加权与截面加权两者的关系：,权不同，指标值不同，不可进行比较：,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,24,（三）卷曲 对于绝大多数羊毛来讲，均具有卷曲，卷曲的存在有助于改善纺纱性能和成品的手感与保暖，卷曲的波形和密度随羊毛品种而异。1、羊毛卷曲的形成与形态 羊毛只所以有卷曲是和正、偏两种皮质细胞的非均匀分布有关。常见的分布是呈双侧结构。这种结构特点使得羊毛在外观点出现了卷曲，当两种皮质细胞呈皮芯结构时则羊毛的卷曲很微弱（偏心皮芯结构呈浅波带卷曲，永久性的）。卷曲的形态大致可分为：弱卷曲、常卷曲、强卷曲三大类，七种波形。详见教材第131页图2-12,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,25,2、卷曲的测量与表达（用画图法介绍）（1）卷曲度：纤维在自然卷曲状况下 沿纤维轴向平均1厘米长度内卷曲波的周期个数（波数/厘米）（2）波高比：波长周期对半波高之比。（3）卷曲伸直率B=（L2L1）100/L1（%）；L2伸直长度，L1卷曲长度。（4）卷曲弹性率（四）摩擦性能与缩绒性（简单介绍）1、摩擦性能：鳞片度，摩擦效应2、缩绒性3、防缩,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,26,（五）羊毛的含杂与净毛率羊毛含有较多的杂质，主要为：脂汗、砂土和植物质1、油脂和汗 油脂是由绵羊皮肤内的皮脂腺分泌出来的。被覆在羊毛的表面，保护羊毛不受外界环境的破坏，其含量高对羊毛的保护作用则强。主要由高级脂肪酸和高级一元醇组成的复杂有机混合物，它不溶于水，但能溶于乙醚，石油醚，四氰化碳等。汗则是羊皮肤上的汗腺分泌物，它对羊毛油脂有一定的溶解作用，可使油脂均匀地涂在羊毛上。重要组成成分是无机盐，溶于水。指标：油汗高度：毛丛上脂汗高度/毛丛长度的比值；含油脂率；乙醇提取物。,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,27,2、植物质：也叫环境夹杂物：草刺，草籽（苍耳、牛蒡籽），草叶，草枝等。3、砂土：放牧中粘附的砂石、尘土，羊毛食油脂率愈高，砂土粘附得就愈多。4、其它：如标记毛，沥青毛。5、净毛率：净毛量才可真实反映羊毛的价值（1）洗净毛率,对于洗净的毛，人们往往折合成含公定量水分、油脂时的含量：,（%）,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,28,（2）净毛率,（3）毛基净毛率（详见教材第141页表2-20，公式2-30，2-31）,（%）,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,29,五、化学性质与化学组成（一）组成构成羊毛纤维的主要组成物为各种-氨基酸的多缩氨酸（蛋白质），氨基酸种类有25种之多（见教材第94页）。特别是胱氨酸的存在使相邻大分子产生交联，呈网状结构。这一点对羊毛来说很重要。（二）性质1、水：羊毛角蛋白不溶解于冷水，但可使纤维膨化，干燥后羊毛则会复原，但当处于110度以上的水中时，羊毛会遭到破坏，200度时几乎全部溶解。,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,30,2、酸：弱酸或低浓度的强酸对羊毛不会构成破坏，短时间在硫酸作用下也不会损坏，但长时间会遭到破坏。3、碱：对角肮的作用是剧烈的，在煮沸的NaOH溶液中（3%以上浓度）使羊毛全部溶解，表现出不耐碱。4、氧化物：对羊毛是有损伤的，当浓度不高时，注意控制可用来漂白羊毛。5、霉蛀性：耐霉菌，但不耐虫蛀。6、有机溶剂，耐一般的有机溶剂。,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,31,六、羊毛的品质评定：根据羊毛的细度，结合长度，参照实物标样，将羊毛分为：支数毛与级数毛两大类，将品质优良的同质细羊毛，按品质支数高低分支，而差一些的异质毛按级别分。,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,32,第二节 蚕丝一、种类：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。分为家蚕丝与野蚕丝两大类。（一）家蚕丝：桑蚕：最早在我国利用的天然纤维，被织成绫罗绸缎等许多织物，久负盛名，是高级纺织原料，纤维细柔平滑，富有弹性，光泽、吸湿好。,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,33,（二）野蚕丝：种类很多，常见有柞蚕丝，蓖麻蚕丝，樗蚕丝，樟蚕丝，天蚕丝等。其以柞蚕丝为主要产品，也是最早在中国利用的蚕丝。它的强伸度要比桑蚕丝好，耐腐蚀性，耐光性，吸湿性等方面也比桑蚕丝好，但它的细度差异大，丝上常有天然色，缫丝比较难，杂质也多，适合作中厚丝织物，质量好一些的丝可作薄型织物。,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,34,二、蚕丝的形成：蚕丝是由蚕体内绢丝腺分泌出的丝依凝固而成的。吐出的丝则结成茧，对于一粒茧来说，可分为茧衣、茧层，蛹衬三个部分。茧衣与蛹衬的丝细度细、强度小，适于绢纺 茧层为茧的主体，丝的质量最好。,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,35,三、形态结构：（一）横截面：近三角形（二）纵向：茧丝（茧层之丝）：纵向有许多异状的颣节，造成外观毛糙。生丝（缫丝之丝）：比茧丝要光滑、均匀熟丝（全脱胶之丝）：表面光滑，粗细均匀，少数地方有粗细变化，光泽强而柔和。,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,36,四、化学组成,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,37,五、物理机械性能：（一）形态天寸,2023/6/19,纺织与材料学院纺织工程系,38,（二）强伸度：强力比毛、棉高，但比麻低（三）吸湿性：比毛、麻低，比棉高。（四）抱合性：生丝的抱合性是指丝胶把若干根茧丝粘在一起的一种性能，以免在织造加工中丝束脱散，造成生产困难。它与我们通常所说的纤维间的抱合力这一概念不同。（五）色泽：颜色与光泽，丝的颜色随蚕的品种而变。（简单说明一下光泽好的原因）,
