滩羊毛纤维理化性能研究

陈梦莹，曾玉晖，张亦伟，MD Forhad Hossain，王 军，陈益人

(1.武汉纺织大学 纺织科学与工程学院，湖北 武汉 430200； 2.武汉纺织大学 环境工程学院, 湖北 武汉 430200)

滩羊是我国著名的地方优良品种，主要分布在宁夏、甘肃、陕西、内蒙古等地，以盛产二毛皮闻名于世，二毛皮指滩羊羔出生后30日龄左右、毛腿长7～8 cm时剥取的羔羊皮[1]。因长期生长在碱水、碱土、碱草的干旱荒漠和半荒漠地带，滩羊形成了耐干旱、耐盐碱、强抗病性等优良特质，这对滩羊的毛纤维性能也产生了一定的影响[2]。

本文从滩羊身上抽取滩羊毛样本，从滩羊毛外观形态、力学性能等方面入手，采用扫描电镜法、投影显微镜法、梳片法、单纤维强力测试法、索式脂肪抽提装置法等方法对滩羊毛进行理化性能分析。

1 实验部分

1.1 实验仪器与药品

本文实验所使用的仪器与药品如表1所示。

1.2 实验方法

根据GB/T 6500—2008《绒毛纤维回潮率试验方法 烘箱法》测试滩羊毛纤维回潮率；使用SEM扫描电镜对纤维外观形态进行表征；根据GB/T 6501—2006《羊毛纤维长度试验方法 梳片法》测量纤维长度；利用GB/T 10685—2007《羊毛纤维直径试验方法 投影显微镜法》测量纤维直径；采用单纤维强力仪测试纤维断裂强力；利用索式脂肪抽提装置测试纤维含脂率；采用GB/T 6978—2007《含脂毛洗净率试验方法 烘箱法》进行洗毛，浴比为1∶50，其中，一槽为50 ℃的清水，二槽中放入0.1%中性洗涤剂，0.5%元明粉，温度为60 ℃，三槽中放入0.08%中性洗涤剂，0.4%元明粉，温度为60 ℃，四槽和五槽均为50 ℃的清水，洗毛完成后进行烘干，并观察洗毛后的纤维表面形态，并对其断裂强力进行测试。将洗前的纤维分别浸入pH值为2的硫酸溶液和pH值为11的NaOH溶液中2 h，烘干后使用扫描电镜观察其表面形态。

表1 实验仪器与药品

2 实验结果与分析

2.1 形态结构

本文主要从滩羊毛纤维的鳞片结构、纵向形态、横向截面以及粗腔毛率等方面对滩羊毛纤维形态结构进行分析。

2.1.1 纵向表面形态

滩羊毛纤维表面由角质层、皮质层以及髓质层组成，其中表面鳞片部分就是角质层[3]。鳞片覆盖有环形、瓦形和龟裂形3种形式[4]。滩羊毛纤维表面鳞片呈龟裂状，洗前、洗后纤维电镜图如图1、2所示。洗毛前纤维表面有明显的白色油脂。鳞片翘起小，鳞片之间距离较远，比较疏松。这大概是二毛皮久穿不毡，轻柔保暖，遇水不变质，遇热不变形的原因。

图1 洗毛前纤维电镜图(×2 000)

图2 洗毛后纤维电镜图(×2 000)

2.1.2 横向截面形态

纤维横截面显微镜观察图如图3所示，可以看出，滩羊毛纤维横向截面呈椭圆形和圆形，具有比较明显的髓质层，属于异质毛。

图3 纤维横截面显微镜观察图(×40)

2.1.3 粗腔毛率

滩羊毛中的粗腔毛纤维的断裂强力十分低，而且染色性能也很差。粗腔毛纤维的色泽比正常的毛纤维更加苍白、粗，弹性和卷曲性状也很差。采用显微镜分析法分析滩羊毛纤维粗腔毛率，随机取1个毛丛，其中部分纤维粗腔毛显微镜观察图如图4所示。这个毛丛纤维总数为2 252根,其中粗腔毛纤维数为246根。故滩羊毛的粗腔毛率为10.92%。

图4 纤维粗腔毛显微镜观察图(×40)

2.2 纤维回潮率测试

根据毛绒纤维回潮率测试方法GB/T 6500—2008《毛绒纤维回潮率试验方法 烘箱法》，测试环境为温度22 ℃，相对湿度67%。滩羊毛纤维回潮率2次测试结果如表2所示。

2.3 纤维长度测试

纤维长度直接影响了纤维的加工性能和使用价值，是纤维必不可少的测试指标之一[5]。纤维长度是指从羊毛纤维伸出羊皮肤的基部到纤维质端的长度。因为纤维有着不同程度的弯曲，所以就有2种长度指标，即伸直长度和自然长度[6]。自然长度主要用于实际生产中的商业收购标准和工业分级，伸直长度则用于纤维品质的分级[7]。

表2 滩羊毛纤维回潮率2次测试结果

各种纤维在自然伸展状态下的投影长度即是自然长度，而纤维在充分伸直但不伸长的状态下的长度为伸直长度；纤维的自然长度和伸直长度的比就是纤维的伸直度。

随机取300根滩羊毛纤维测量其伸直长度，并将其中30根纤维的自然长度、伸直长度及其伸直度进行对比。

公司对成锐的主张不予认可，称其公司因经营出现问题于2017年1月起采取了精简人员编制的相关措施，其公司与成锐解除劳动合同的行为是合法的，并提交董事会决议、关于调整员工劳动（劳务）关系的决定、职业病危害因素检测与评价报告、室内空气质量检测报告等证据加以证明。

2.3.1 纤维伸直长度

滩羊毛纤维伸直长度如图5所示。

图5 滩羊毛纤维的伸直长度

该批滩羊毛的伸直长度范围在4.5～14.5 cm之间，有效长度为12.1 cm，长度变异系数为17.36%，变异系数较小，整齐度较高。

2.3.2 纤维伸直度

滩羊毛纤维伸直度测试结果如图6所示。

图6 滩羊毛纤维卷曲长度伸直长度以及伸直度

伸直度平均值为0.81，伸直度较高，羊毛较直。在细度相同的情况下，羊毛愈长，则纺纱性能越好，成品的品质愈好。弯曲是评估羊毛品质的主要依据之一，弯曲形状整齐一致的羊毛，纺成的毛纱和制品手感比较松软，毛纺产品质量高，弹性好且保暖性好[8]。根据上述实验结果，可以明显看出滩羊毛纤维样品伸直度较为相近。

2.4 纤维细度测试

常通过光学显微镜或者电子显微镜测羊毛纤维直径来表征纤维细度。本文实验采用投影显微镜法，在图中随机选取100个样品，纤维直径如图7所示。纤维平均直径为33.7 μm，标准差S为 6.760 7，变异系数CV值为0.20。根据品质支数对照表[9]可得该滩羊毛纤维品质支数为48S，属于半细毛。

图7 滩羊毛纤维直径

2.5 纤维断裂强力测试

纤维力学性能直接影响了纱线力学性能，决定了纤维的加工性能和使用价值[10]，其中纤维的拉伸断裂性能是最重要指标之一。随机选取洗毛前后各50根滩羊毛纤维进行测试。

洗毛前、后滩羊毛纤维的断裂强力和断裂伸长率如图8、9所示。洗毛前，纤维的平均断裂强力为27.879 cN，平均断裂伸长率为171.09%；洗毛后的平均断裂强力为26.991 cN，平均断裂伸长率为175.52%。滩羊毛纤维具有优良的拉伸性能和弹性。

图8 洗毛前滩羊毛纤维的断裂强力和断裂伸长率

图9 洗毛后滩羊毛纤维的断裂强力和断裂伸长率

2.6 纤维含油脂率测试

羊毛纤维中的油脂是由脂腺分泌的脂蜡和汁腺分泌的汗质2部分组成[11],主要起保护羊毛纤维的作用。含脂率的高低影响了滩羊毛品质的好坏。因此，测试脱脂前的羊毛含脂率具有一定的意义。本文实验采用索式脂肪抽提法测试含脂率。实验开始前，将样品和抽浸瓶置于110 ℃烘箱中烘干4 h，烘干后测得抽浸瓶质量。在80 ℃的恒温水浴锅中进行实验，萃取循环15次，保持12 min/次的回流速度。完成后，回收药剂，并烘干抽浸瓶和羊毛样品直至达到恒质量。烘干4 h后抽浸瓶质量为150.60 g，实验结束后抽浸瓶达到150.80 g，样品达到恒质量3.25 g。滩羊毛含油脂率为6.15%。

2.7 纤维耐酸碱性测试

羊毛纤维的角蛋白分子侧基具有多样性，这是羊毛纤维耐酸不耐碱的原因[9]。浸酸和浸碱后的滩羊毛纤维表面形态如图10、11所示。

图10 浸酸后的滩羊毛纤维电镜图(×2 000)

图11 浸碱后的滩羊毛纤维电镜图(×2 000)

由图可以看出，在pH值为2的硫酸溶液中浸泡2 h对滩羊毛纤维表面鳞片并没有造成明显损伤，滩羊毛纤维的耐酸性很强，而在pH值为11的NaOH溶液中浸泡2 h后，滩羊毛纤维表面鳞片几乎已经完全损坏，甚至可能已经损伤到纤维皮质层，对纤维伤害极大。

3 结 论

本文通过对滩羊毛纤维测试分析，得出以下结论：

①滩羊毛品质支数约为48支，属于半细毛；②滩羊毛纤维是一种异质毛，具有较为明显的髓质层；③滩羊毛纤维表面鳞片翘起较小，密度较小，大概是导致滩羊毛制品久穿不毡的原因；④纤维伸直度较高，长度比较均匀，弹性好；⑤滩羊毛纤维具有优良的拉伸性能。