何玉潔

動物纖維的結(jié)構(gòu)表征與分析

何玉潔

（必維申美商品檢測（上海）有限公司天津分公司, 天津 300000）

動物纖維是產(chǎn)于動物身上用于紡織的毛和絨，是珍貴的紡織纖維材料, 也是我國出口創(chuàng)匯的重要畜產(chǎn)品之一。動物纖維柔軟，富有彈性，保暖性好，吸濕能力強(qiáng)，光澤柔和，可以制織成四季皆宜的中、高檔服飾。動物纖維柔和的光澤，優(yōu)異的熱濕舒適性來源于纖維的表面形態(tài)結(jié)構(gòu)、內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)和分子化學(xué)結(jié)構(gòu)。動物纖維結(jié)構(gòu)特征的研究是人們認(rèn)識纖維，進(jìn)而開發(fā)結(jié)構(gòu)仿生纖維的基礎(chǔ)。

動物纖維；結(jié)構(gòu)特征；力學(xué)性能；表面性質(zhì)

1 動物纖維結(jié)構(gòu)與性能

1.1 動物纖維結(jié)構(gòu)

1.1.1 動物纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)

動物毛纖維是由許多角蛋白細(xì)胞組成的。它的細(xì)胞結(jié)構(gòu)分為3個(gè)部分:鱗片層;皮質(zhì)層和髓質(zhì)層。如圖1-1纖維組成結(jié)構(gòu)[1]：

圖1-1 分子組成結(jié)構(gòu)

1.1.2 毛纖維的卷曲

卷曲是毛纖維的重要工藝特征之一[2]。卷曲可以使短纖維紡紗時(shí)纖維之間的摩擦力和抱合力增加，成紗具有一定的強(qiáng)力，卷曲還可以提高纖維和紡織品的彈性，使其手感柔軟，突出織物的風(fēng)格；同時(shí)卷曲對織物的抗皺性、保暖性以及表面光澤的改善都有影響。

1.2 動物纖維的基本性能

1.2.1 毛纖維的摩擦性能與縮絨性能

摩擦性和縮絨性是相互聯(lián)系的。摩擦系數(shù)的大小與纖維鱗片結(jié)構(gòu)、數(shù)量及鱗片排列狀態(tài)等有關(guān)。通常摩擦系數(shù)小，手感比較柔軟，但纖維間的抱合力較差。順逆鱗片摩擦系數(shù)差異越大，摩擦效應(yīng)就越大，縮絨性能越好。

1.2.2 毛纖維的長度

由于天然卷曲的存在，動物毛纖維長度可分為自然長度和伸直長度。一般用毛叢的自然長度表示毛叢長度。伸直長度指標(biāo)，主要用于考核計(jì)數(shù)平均長度、計(jì)重平均長度及其變異系數(shù)和短纖維率。

1.2.3 毛纖維的細(xì)度

動物毛纖維截面近似圓形，一般用直徑大小來表示它的粗細(xì)，稱為細(xì)度。

2 動物纖維的形態(tài)表征實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

2.1 動物纖維的長度表征

本試驗(yàn)采用排圖法伸直長度，測試結(jié)果如下所示：

表2-1 纖維直徑測試

2.2 動物纖維的細(xì)度表征

本實(shí)驗(yàn)采用電子顯微鏡測試法測得平均直徑如下所示：

表2-2 纖維直徑測試

3動物纖維的力學(xué)性能

3.1 纖維力學(xué)性能指標(biāo)

纖維在紡織品加工過程和使用過程中都會受到各種外力作用而產(chǎn)生形變，甚至破壞，纖維承受各種外力作用所呈現(xiàn)的特性稱為力學(xué)性能。常用的指標(biāo)有斷裂強(qiáng)力、強(qiáng)度和斷裂伸長率[3]。

3.2 動物纖維的力學(xué)性能測試與分析

在電子單纖維強(qiáng)力儀上測定纖維強(qiáng)力。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下所示：

表3-1 纖維性能測試

由此可見，駱駝纖維承受拉伸變形的能力是最大的，抗拉伸能力最差的則是馬鹿纖維。

4 結(jié)論

本課題對馬鹿、狼、金錢豹、駱駝等動物纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了分析測試，主要得到以下結(jié)論。

①長度，這幾種纖維當(dāng)中，單根纖維長度較長的為馬鹿纖維和駱駝纖維，單根纖維長度較短的為狼纖維。

②細(xì)度，馬鹿纖維直徑最大，大約為248.501μm，纖維直徑最小的是狼纖維一般為36.276μ m，金錢豹纖維，駱駝纖維的平均直徑較大。

③拉伸性能，駱駝纖維雖然斷裂伸長率最大，可是其斷裂強(qiáng)力處于中下等水平。馬鹿纖維由于直徑較粗，斷裂強(qiáng)度與斷裂伸長率都處于較低不適宜做紡織纖維。駱駝的斷裂伸長率最大，可以考慮做伸長彈性較好的紡織材料。

綜上所述，馬鹿纖維的可紡性比較好，金錢豹纖維，狼纖維，駱駝纖維等由于細(xì)度比較小，可紡性較差。

[1]焦 劍,雷渭媛.高聚物結(jié)構(gòu)、性能與測試[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2003.

[2]于偉東.紡織物理[M].上海：東華大學(xué)出版社,2002.

[3]王長伍,陳前維.特種動物纖維基本物理機(jī)械性能對比.紡織科技進(jìn)展,2008,(5):68-69.

Structural characterization and analysis of animal fibers

HE Yu-jie
(Biwei shenmei commodity inspection (Shanghai) Co. Ltd. Tianjin branch,Tianjin 300000,China)

Animal fiber is produced in animals for the textile wool and cashmere, is a precious textile fiber materials, but also China，s exports of one of the important livestock products. Animal fiber soft, flexible, good warm, good moisture absorption, soft luster, can be woven into the four seasons of all, high-end clothing. The soft shiny of animal fibers, excellent heat and moisture comfort from the fiber surface morphology, internal microstructure and molecular chemical structure. The study of the structural characteristics of animal fiber is the basis for people to understand the fiber and then develop the structure of bionic fiber.

animal fiber; structural characteristics; mechanical properties; surface properties

TS102

A

投稿日期：2017-04-27

何玉潔，紡織工程專業(yè)，現(xiàn)就職于必維申美商品檢測（上海）有限公司天津分公司。