第三章 天然蛋白质纤维

null第三章 天然蛋白质纤维第三章 天然蛋白质纤维本章要点 熟悉天然蛋白质纤维的主要品种； 掌握羊毛纤维的组成、形态结构与主要性能； 了解其他毛纤维品种； 熟悉羊毛的品质特征； 掌握蚕丝的组成、形态结构与主要主要性能；第一节 毛发类纤维第一节 毛发类纤维毛是指主体支撑的，毛发较长和粗硬； 绒是簇生的，纤维较短和细软。 （1）绵羊毛 （2）山羊绒 （3）马海毛 （4）兔毛 （5）骆驼绒 （6）绵羊绒 （7）牦牛绒与牦牛毛 （8）羊驼毛一、绵羊毛—羊毛一、绵羊毛—羊毛 羊毛是纺织工业的重要原料，它具有许多优良特性，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，如薄毛呢等； 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，如各类大衣呢等； 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。1.羊毛纤维的生长1.羊毛纤维的生长 如图3-1所示，羊毛纤维是由羊皮肤上的细胞发育而成的。首先在生长羊毛处的细胞开始繁殖，形成突起物，向下伸展到皮肤1内，使皮肤在这里向内凹，成为毛囊2；处于皮肤内的羊毛叫毛根3，它的下端被毛乳头4所包覆。毛乳头供给养分，使细胞继续繁殖，向上生长，凸出皮肤，形成羊毛纤维5,几个脂肪腺6开口于毛囊。羊毛生长时，脂肪腺分泌出油脂性物质包覆在羊毛纤维的面，称为羊脂。汗腺7由皮肤深处到毛囊附近，开口于皮肤表面，汗腺分泌出汗液包覆在羊毛纤维的表面，称为羊汗。羊脂和羊汗混合在一起称为脂汗。 null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，毛囊较深的的导向毛，其它较细毛纤维围绕着导向毛生长，形成毛丛， null ------角蛋白物质/羊毛纤维的主要组成物质是—种不溶性蛋白质，称为角朊。它由多种α-氨基酸缩合而成，组成元素除碳、氢、氧、氮外还有硫。 2.羊毛的构成物质3.羊毛纤维的形态3.羊毛纤维的形态a.毛纤维的截面形态 羊毛纤维的截面近似圆形或椭圆形，由外至内由鳞片层，皮质层，有时还有髓质层组成 null鳞片层：由片状细胞连续叠合构成，不仅鳞片对羊毛毛干形成保护，而且会影响羊毛的光泽、手感、天然卷曲和缩绒性等。 皮质层：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。一般由正皮质和偏皮质两种皮质细胞组成，通常是双边分布，是羊毛卷曲的本质原因。 髓质层：又称髓腔，结构松散，含有色素和较大的气孔，几乎无强度、弹性。一般羊毛越粗，髓腔越易发生，比例也越大，羊毛的品质和纺用价值亦越低。 nullb.毛纤维的纵向形态 羊毛纤维具有天然卷曲，纵面呈鳞片状覆盖的圆柱体。4.结构与组成对其性能的影响4.结构与组成对其性能的影响 羊毛的a螺旋分子和纤维的天然卷曲赋予羊毛高弹性特征； 羊毛角蛋白分子侧基的多样性，是羊毛吸湿性好，易染色，不易沾污，耐酸不耐碱的原因； 羊毛的表面鳞片排列的方向性和纤维的高弹性，使羊毛具有缩绒性，或称“毡化性”。null 羊毛纤维集合体在湿热条件及化学试剂作用下，受到机械外力的反复挤压揉搓，纤维相互穿插纠缠，并逐渐收缩紧密，交编毡化，这一特性称为羊毛的缩绒性。 5.分类 5.分类a. 按细度和长度:可分为超细毛、细毛（18 ~ 27um，长<12cm）、半细毛（25 ~ 37um，长<15cm）、粗毛（20 ~ 70um，为异质毛）和长毛（>36um，长15~ 30cm）； b.按羊种品系:可分为改良毛与土种毛两大类; c.按羊毛的分级:可分为支数毛和级数毛; d.按羊毛质地均匀性:分有同质毛和异质毛; e.按颜色分为:本色毛和彩色羊毛; f.按名称:有美利努为细毛羊、考力代为半细毛羊种、林肯长毛羊种等。 6.净毛率6.净毛率 将原毛经过净洗，除去油脂、植物杂质、土沙、灰分等杂质后所剩纯净毛重量占原毛重量的百分比称为净毛率。 对于洗净毛，允许含有一定的回潮率<即公定回潮率）、含脂率和植物性含杂率，在计算净毛率时，要加以修正。7. 羊毛的品质特征7. 羊毛的品质特征（1）化学性质 羊毛纤维较耐酸而不耐碱（2）线密度（细度）（2）线密度（细度） 线密度（细度）是确定羊毛品质和使用价值的重要指标。 羊毛的线密度（细度），随着羊的品种，年龄，性别，毛的生长部位和饲养条件的不同，有相当太的差别。在同一只羊身上，毛纤维的线密度（细度）也不一样，如绵羊的肩部、体侧、颈部、背部的毛较细，前颈，前腿、臀部和腹部的毛较粗，喉部，腿下部，尾部的毛最粗。 nulla．细度的表示方法 羊毛的细度指标：有品质支数、平均直径、公制支数（特克斯数） 品质支数：是毛纺织生产活动中长期沿用下来的一个指标。目前商业上交易，毛纺工业中的分级、制条工艺的制定，都以品质支数作为重要依据。一定的品质支数，反映羊毛的细度在某一直径范围内。nullb.线密度（细度）与纺织产品性能的关系 羊毛的细度和它的各种性质都有密切的联系。一般地说，羊毛愈细，细度离散小，相对强度高，卷曲度大，鳞片密，光泽柔和，脂汗含量高，但长度偏短。因此细度是决定羊毛品质好坏的重要指标。它对成纱性质和加工工艺也有很大影响。 (3)羊毛长度(3)羊毛长度 羊毛长度即纤维两端的距离，由于羊毛纤维具有卷曲，其长度可分为自然长度和伸直长度两种。自然长度是指毛丛在不受任何外力的自然状态下，两端的直线距离，通常作为绵羊毛鉴定时测定羊毛长度的方法。伸直长度是毛纤维的卷曲全部被拉直时，两端的实际距离。伸直长度代表羊毛的真实长度，主要在纺织工艺上使用。伸直长度比自然长度要长，一般细毛约长20％以上，半细毛约长10％一20％，取决于羊毛的卷曲情况。 羊毛的长度指标有两种，一种是集中性指标，如毛丛长度、伸直长度、平均长度、有效长度、主体长度、中间长度等；另一种是离散性指标，如羊毛纤维长度的均方差、变异系数、短毛率等。 (4)卷曲(4)卷曲 a.卷曲的定义 羊毛的自然形态并非直线，而是沿长度方向有自然的周期性弯曲，称为卷曲。 b.卷曲的种类 羊毛的卷曲形态有多种：卷曲波形近似半圆形的称为常卷曲，如细毛的卷曲；波形较为平坦的称为弱卷曲，如半细毛卷曲；卷曲波幅高深的称为强卷曲，如细毛腹毛卷曲。各个卷曲基本位于同一平面的称为平面卷曲；各个卷曲相互扭转的称为立体卷曲。nullc.卷曲对纤维及产品的影响 卷曲是羊毛的重要品质特征，羊毛卷曲排列越整齐，越能使毛被形成紧密的毛丛结构，可以更好地预防外来杂质和气候的影响，羊毛品质也越好。卷曲会影响纤维纺纱时的成网和成条特性，影响毛纱的柔软度和弹性。细羊毛大多具有正常的平面卷曲，手感柔软，可用于精梳毛纱，纺制有弹性的平滑光洁的纱线。强卷曲的羊毛适合于制造毛茸丰满、富有弹性的粗梳呢绒。 (5)摩擦性能与缩绒性(5)摩擦性能与缩绒性a.羊毛的摩擦性能 羊毛表面有鳞片，鳞片的根部附着于毛干，尖端伸出毛干的表面而指向毛尖。由于鳞片的指向这一特性，沿羊毛的不同方向滑动时，其摩擦系数的大小是不同的。滑动方向从毛尖到毛根为逆鳞片摩擦；滑动方向从毛根到毛尖为顺鳞片摩擦。逆鳞片摩擦系数比顺鳞片摩擦系数要大。 b.羊毛纤维产生缩绒的原因b.羊毛纤维产生缩绒的原因 首先是因为羊毛具有定向摩擦效应。当纤维集合体受到外力的反复作用时，纤维发生变形，纤维之间产生相互滑动，由于逆鳞片方向的摩擦阻力大于顺鳞片方向的摩擦阻力，使纤维始终保持向根部方向移动。由于卷曲的存在，使得羊毛的运动又是曲折无规的，同时卷曲还使羊毛之间易于互相缠结，并带着缠结在一起的纤维缓缓蠕动，使纤维进一步穿插纠缠。羊毛纤维本身具有高度的拉伸和回缩特性，当外力作用时，纤维时而受力拉伸，时而回缩，形成纤维的反复蠕动、穿行，导致纤维的蜷缩和缠绕，从而使纤维集合体或毛织物的外形尺寸收缩，形成致密而不易散开的集合体。由此可见，定向摩擦效应、卷曲、柔软性和弹性是羊毛缩绒的直接原因。定向摩擦效应是由于鳞片的存在而产生的，鳞片的状态与羊毛直径密切相关，所以，羊毛的缩绒性是纤维各项性能的综合反映。温湿度、化学试剂和外力作用是促使羊毛缩绒的外部因素。缩绒分酸性缩绒和碱性缩绒两种，常用方法是碱性缩绒；如采用皂液，pH值8~9，温度35~45℃，缩绒效果较好。 c.缩绒性与产品质量的关系c.缩绒性与产品质量的关系在毛织物整理过程中经过缩绒工序，可使织物长度收缩，厚度和紧度增加。有的织物表面露出一层绒毛，可收到外观优美；手感丰厚柔软、保暖性能良好的效果。利用羊毛的缩绒性，还可把松散的短纤维制成具有一定机械强度、一定形状、一定密度的毛毡片，这种方法称为制毡。毡靴、毡帽等毛毡制品就是利用缩绒的原理制成的。 缩绒使毛织物具有独特的风格，显示了羊毛的优良特性。另一方面，缩绒也会使毛织物在穿用中容易产生尺寸收缩和变形。这种收缩和变形不是一次完成的。在洗涤过程中的揉搓、温水及洗涤剂等都会促进羊毛产生缩绒。绒线针织物在穿用过程，在汗渍和受摩擦较多的部位，也易产生毡合、起毛、起球等现象，影响穿用的舒适牲及美观。大多数精纺毛织物和针织物，经过染整工艺，纹路清晰，形状稳定，这些都要求减少或消除羊毛的缩绒牲。因此，对一些高档的毛制品要求对羊毛进行防缩处理。 (6)其它性能(6)其它性能A.吸湿性：常用纤维中最强的（一般大气条件下，15%-17%） B.强伸性：羊毛纤维的拉伸强度是常用天然纤维中最低的（9~18km)；伸长能力是常用天然纤维中最大的（干态：25%~35%，湿态：25%~50%）；弹性回复能力也是常用天然纤维中最好的。 C.羊毛纤维的定型: 定型是描述纺织材料的一种特定形式的结构稳定性。羊毛纤维在一定湿度、温度、外力作用下，经过一定时间，会使其形状稳定下来，称之羊毛的热定型。 羊毛纤维是天然纤维中热定形性最好的纤维。 D.耐微生物性能 : 羊毛纤维易被虫蛀。 二、其它类纤维二、其它类纤维 同学们自己总结！三、总结三、总结 由毛发类纤维的知识和利用经验来看，人们主要在解决两类问题。其一是纤维直径变细的研究，其二是开发和升级利用特种毛发类纤维。 前者相对较多，因为毛发类纤维越细，其品质越高、经济和使用价值也越高，仅以羊毛为例，其细度越细，髓质发生率和量越低，纤维强度越高；纤维的卷曲综合特征越高，纤维弹性越高；纤维表面鳞片越完整，覆盖均匀，纤维的光泽也越柔软；纤维的弯曲刚度越低，越不易发生刺痒，穿着舒适。甚至羊毛的分类都按羊毛的细度来分。第二节 腺分泌类纤维（丝纤维）第二节 腺分泌类纤维（丝纤维） 蚕丝：桑蚕丝/柞蚕丝 蜘蛛丝一、蚕丝一、蚕丝 1.基本知识 蚕为完全变态的昆虫，一生经过卵、幼虫、蛹和成虫四个阶段。 桑蚕茧由外向内分为茧衣、茧层和蛹衬三部分。null 幼虫即为蚕，由卵孵化而成，幼蚕食桑叶(桑蚕)、柞树叶(柞蚕)或其他树叶，而逐渐长大，一般经过四次脱皮后；蚕体成熟，开始吐丝结茧。吐丝结束几天后即化为蛹，再由蛹化为蚕蛾并钻出茧壳，雌雄蛾交配后产卵，一生的演变过程即告完成。 家蚕蛹经过两周左有的时间化为蚕蛾，蚕蛾钻出茧外会破坏茧丝，所以家蚕结茧后要经过杀蛹，通常采用加热的方法。柞蚕的春茧大多用作种茧，不需杀蛹，秋茧是缫丝用茧，由于以蛹越冬，到次年3月末以后才化蛾，在这段时间内不必杀蛹。null 蚕吐丝时，开始吐出的丝缕比较凌乱，成为蚕茧的蓬松外廓，称为茧衣．茧衣的丝缕细，强度差，含丝胶多，不能缫丝。茧衣里面是茧层，茧层的丝缕绕成丝圈，作有规则的排列，粗细均匀，形成10多层重叠密接的薄丝层，是蚕茧的主要部分，约占全部丝量的70％～80％。吐丝将近终了时，丝缕变细，丝胶含量降低，叠合成疏松层，称为蛹衬，蛹衬也不能缫丝，用作绢纺原料。 其中茧层可用来做丝织原料，茧衣与蛹衬因细而脆弱，只能用做绢纺原料。桑蚕丝主要用于织制各类丝织面料。2.蚕丝的组成2.蚕丝的组成 茧丝是两根单丝平行粘合而成，中心是丝素，外层为丝胶，它们都是蛋白质，主要组成元素有C、H、O、N； 丝素蛋白质呈纤维状，不溶于水，称为丝朊。 丝胶蛋白呈球形能溶于水中。 除此之外，还有少量色素、灰分、蜡质、碳水化合物，它们主要分布在丝胶中。 3.蚕丝的形态结构3.蚕丝的形态结构 a.截面形态：桑蚕丝的单丝丝素丝截面呈三角形；柞蚕丝的横截面形状为锐三角形，更为扁平呈楔状。 b.纵向形态： 蚕丝的纵面比较平整光滑，没有除去丝胶的茧丝表面带有异状丝胶瘤节。 4.描述工艺性质参数的几个概念4.描述工艺性质参数的几个概念 a.茧丝量---是指一粒茧所能缫得的丝量； b.茧层率---为茧层占全茧的重量百分比； c.缫丝率---为缫丝量占茧层的重量百分率； d.缫折---为100公斤的生丝所需的干茧重量； e.解舒长---为一粒茧平均缫得的丝长； f.解舒率---为解舒长与茧丝长的百分比。5.蚕丝的特性5.蚕丝的特性 蚕丝的吸湿能力很强，且散湿速度快； 蚕丝的强度大于羊毛而接近棉。/ 蚕丝的伸长率小于羊毛而大于棉。/ 蚕丝的弹性恢复能力也小于羊毛而优于棉。 蚕丝耐酸不耐碱，但耐酸碱性均比羊毛弱。柞蚕丝的耐酸碱性比桑蚕丝好。 桑蚕丝一般呈白色，除去丝胶后具有雅致悦目的光泽，这是由于丝素的三角形截面和层状结构所形成的。柞蚕丝具有天然淡褐色，光泽柔和，但比桑蚕丝差。 蚕丝的耐光性较差。 丝鸣成为蚕丝独具的风格特征null 干燥的蚕丝相互摩擦或揉搓时发出特有的清晰微弱的声音，称为丝鸣。二、蜘蛛丝二、蜘蛛丝呈金黄色、透明，其横截面呈圆形。 耐紫外线性好，耐热性好，强度好，韧性好，质地轻； 是制造防弹衣、降落伞、外科手术缝合线的理想材料；作业作业1.羊毛纤维主要有哪些优良特性？用途有哪些？ 2.羊毛纤维的形态特征？ 3.羊毛纤维横截面由外向内分为哪几层？各有什么特点？ 4.羊毛的结构和组成对其性能有何影响？ 5.什么叫缩绒性？影响缩绒的因素有哪些？缩绒对产品质量有哪些影响？ 6.羊毛的卷曲对纤维和产品有哪些影响？ 7.列表总结其它动物毛的性能特点？ 8.蚕丝纤维的形态特征、性能特点？ 9.蜘蛛丝纤维的性能特点？