[科普中国]-羊毛

羊毛主要由蛋白质组成。人类利用羊毛可追溯到新石器时代，由中亚向地中海和世界其他地区传播，遂成为亚欧的主要纺织原料。羊毛纤维柔软而富有弹性，可用于制作呢绒、绒线、毛毯、毡呢等纺织品。羊毛制品有手感丰满、保暖性好、穿着舒适等特点。绵羊毛在纺织原料中占相当大的比重。世界绵羊毛产量较大的有澳大利亚、前苏联、新西兰、阿根廷、中国等。绵羊毛按细度和长度分为细羊毛、半细毛、长羊毛、杂交种毛、粗羊毛等5类。中国绵羊毛品种有蒙羊毛、藏羊毛、哈萨克羊毛。评定羊毛品质的主要因素是细度、卷曲、色泽、强度以及草杂含量等。

羊毛优点羊毛（wool）是纺织工业的重要原料，它具有弹性好、吸湿性强、保暖性好等优点。但由于价格高，对非织造布的生产来说，使用不多。采用好羊毛生产的非织造布，仅限于针刺制造毛毯、高级针刺毡等不多的一些高级工业用布。一般采用的是羊毛加工中的短毛、粗毛，通过针刺、缝编等方法生产地毯的托垫布、针刺地毯的夹心层、绝热保暖材料等产品。这类羊毛的长度不一，含杂高，可纺性差，加工较困难，产品可以经过化学后处理，以提高质量。羊毛纺织品以其华贵高雅、穿着舒适的天然风格而著称，特别是羊绒有着“软黄金”之美名。

羊绒差别出自绵羊身上的叫羊毛，行业上叫绵羊毛，绵羊毛即使很细，我们专业上也叫它羊毛，而不叫绒，当然也能叫细支羊毛。

只有出自山羊身上的绒才叫羊绒，也就是山羊绒，开司米（Cashmere）。羊绒是生长在山羊外表皮层，掩在山羊粗毛根部的一层薄薄的细绒，入冬寒冷时长出，抵御风寒，开春转暖后脱落，自然适应气候，属于稀有的特种动物纤维。

1. 羊毛的鳞片排列比羊绒紧密且厚，其缩绒性比羊绒大。羊绒纤维外表鳞片小而光滑，纤维中间有一空气层，因而其重量轻，手感滑糯。

2.羊毛的卷曲度比羊绒的卷曲度小，羊绒纤维卷曲数、卷曲率、卷曲回复率均较大，宜于加工为手感丰满、柔软、弹性好的针织品，穿起来舒适自然，而且有良好的还原特性，尤其表现在洗涤后不缩水，保型性好等方面。由于羊绒自然卷曲度高，在纺纱织造中排列紧密，抱合力好，所以保暖性好，是羊毛的1．5倍～2倍。

3.羊绒的皮质含量比羊毛的高，羊绒纤维的刚性比羊毛的好，即羊绒比羊毛更柔软。

4.羊绒的细度不匀率比羊毛的小，其制品的外观质量比羊毛好。

5.羊绒纤维细度均匀，其密度比羊毛的小，横截面多为规则的圆形，其制品比羊毛制品轻薄。

6.羊绒的吸湿性比羊毛好，可充分吸收染料，不易褪色。 回潮率高，电阻值比较大。

7.羊毛的耐酸、耐碱性比羊绒好，遇氧化剂和还原剂时亦比羊绒损伤小。

8.通常羊毛制品的抗起球性比羊绒制品好，但毡化收缩性大。

主要产地世界羊毛生产的优势在南半球。

大洋洲原毛产量占世界原毛总量的40%左右。澳大利亚主要生产细毛，新西兰主要生产半细毛，个体产毛量年平均达5.0千克以上，南美洲的产毛水平也较高。澳大利亚、新西兰、苏联和中国是羊毛主要生产国，其产量约占世界羊毛总产量的60%。羊毛主要输出国除澳大利亚和新西兰外，还有阿根廷和乌拉圭以及南非等。

国内羊毛主产区在内蒙古自治区，其中东北部由于气候较好所产羊毛柔软度最好，适合纺织行业选用。

组织结构羊毛是细长的实心圆柱体，呈卷曲状，纤维的组织结构分三层，即鳞片层、皮质层和髓质层。

鳞片层：鳞片层是羊毛的表层，它的生长有一定的方向，由毛根指向毛尖，每一鳞片在毛根的一端与皮质层相连，另一端向外撑开着，一片片覆盖衔接。鳞片在羊毛上的覆盖密度，因羊毛品种存在着较大的差异。羊毛越细，鳞片越多，重叠覆盖的部分越长，鳞片多呈环状。羊毛越粗，鳞片越少，重叠覆盖的长度越短，鳞片多呈瓦楞状和鱼鳞状，相互重叠覆盖。由于鳞片层向外撑开并突出，若增加纤维之间的摩擦力，便相互牵制产生毡缩作用，在湿热条件下抱合力加强。鳞片层还能使羊毛有良好的光泽。鳞片结构坚韧，使羊毛具有抗摩损性和及抗污染性。

皮质层：皮质层是羊毛纤维的主要组成部分，它是由许多蛋白质细胞组成的，其组成物质叫做角朊或角蛋白质。细胞之间互相粘合，中间存在空隙。皮质层是决定羊毛纤维物理、机械和化学性质的主要部分。其分为正皮质层和副皮质层两种。在有卷曲的羊毛纤维中，受力后可以拉直延伸达20%左右，放松后，又能恢复原来的卷曲状态。在卷曲波外侧的称为正皮质细胞，内侧的称为副皮质细胞。正皮质层比副皮质层含硫量低，因此化学性质较活泼，易于染色。而副皮质层则相反。在优良品种的细羊毛中，两种皮质层细胞分别聚集在毛干的两半边，并沿纤维轴向互相缠绕，称为双边异构现象。

髓质层：髓质层在羊毛纤维的中心部分，是一种不透明的疏松物质。一般细羊毛无髓质层，较粗的羊毛有不同程度的髓质层。髓质越多，羊毛外形越平直而粗硬，品质越差。含有大量髓质层的羊毛，性脆易断，卷曲少，干瘪的称为死毛。有些羊毛中有不连续的毛髓，一根纤维上同时有细毛和粗毛的特性，这样的羊毛称为两型毛。

羊毛类型羊毛有不同的分类方法和名称。

①按组织学构造：毛纤维可分有髓毛和无髓毛两类。有髓毛由鳞片、皮质和髓质3层细胞构成;无髓毛无髓质。鳞片层具有保护作用，其形状和排列可影响羊毛的吸湿、毡结和反射光线的能力。皮质层连接于鳞片层下，与毛纤维的强度、伸度和弹性有关，羊毛愈细其所占比例愈大。髓质层是有髓毛的主要特征,位于毛的中心部分,由结构疏松充满空气的多角形细胞组成；作横切面在显微镜下观察，很易区别其发育程度。髓质层愈发育,则纤维直径愈粗,工艺价值愈低。

②按毛纤维的生长特性、组织构造和工艺特性：可分绒毛、发毛、两型毛、刺毛和犬毛。其中刺毛是生长在颜面和四肢下端的短毛,无工艺价值;犬毛是细毛羔羊胚胎发育早期由初生毛囊形成的较粗的毛，在哺乳期间逐渐被无髓毛所代替。因此可用做毛纺原料的只有绒毛、发毛和两型毛 3种基本类型。绒毛分布在粗毛羊毛被的底层。细毛羊毛被全由绒毛组成，纤维细匀，平均直径不大于25微米,长度5～10厘米,柔软多弯曲,弹性好,光泽柔和。发毛或称粗毛,分正常发毛、干毛和死毛3种，构成粗毛羊毛被的外层。正常发毛细度40～120微米，弯曲少，较缺乏柔软性。细发毛的髓质层较不发达，皮质层相对较厚,纤维弹性大,工艺价值较高。干毛的组织构造与正常发毛相同,但尖端干枯,缺乏光泽。死毛的髓质层特别发达，毛粗且硬，脆弱易断。两型毛又称中间型毛，其细度和其他工艺价值介于绒毛和发毛之间。

③按毛被所含纤维成分：可分同型毛和混型毛。前者包括细毛、半细毛和高代改良毛，其纤维细度和长度以及其他外观表征基本相同；后者包括粗毛和低代改良毛，毛股由绒毛、两型毛、发毛混合组成，纤维粗细长短不一致，纺织价值较低，主要用作毛毯、地毯及毡制品原料。

世界羊毛的品种结构大体为细毛占31.3%、半细毛和杂交种毛占42.3%、地毯毛占26.4%。中国原有绵羊品种分属蒙古羊、藏羊和哈萨克羊，所产羊毛品质粗糙，属混型毛，主要作地毯毛用。其中蒙古羊毛既有细度达52～58支的寒羊毛，也有粗次毛。藏羊毛较长，毛股中两型毛多，纤维弹性好，有光泽，是混型毛中质量较好的一种；产于青海的西宁毛，是床毯、地毯的良好原料。哈萨克羊毛被常混杂黄色、褐色等有色毛，毛股中含干、死毛较多。20世纪50年代后，中国在从国外引进细毛羊和半细毛羊的基础上，先后育成了新疆细毛羊和东北细毛羊等品种，使羊毛质量有了提高。

羊毛染色1．采用低温助剂miralan LTD和CTC-435对羊毛进行低温染色是可行的，在80℃低温染色即可达到常规沸染的水平，二种助剂的最佳用量均为2%。

化学性质主要成分羊毛的主要成分为角蛋白,它由多种α-氨基酸残基构成,后者可联结成呈螺旋形的长链分子,其上含有羧基、胺基和羟基等，在分子间形成盐键和氢键等。长链之间由胱氨酸的二硫键形成的交键相联结。上述化学结构决定羊毛的特性。如毛纤维大分子长链受外力拉伸时由α型螺旋形过渡到β型伸展型，外力解除后又恢复到α型，则其外观表现为羊毛的伸长变形和回弹性优良。羊毛较强的吸湿能力与侧链上的一些基团有关。羊毛较耐酸而不耐碱，是由于碱容易分解羊毛胱氨酸中的二硫基，使毛质受损。氧化剂也可破坏二硫基而损害羊毛。

物理指标羊毛的物理性质指标主要有细度、长度、弯曲、强伸度、弹性、毡合性、吸湿性、颜色和光泽等。

细度是确定毛纤维品质和使用价值的重要工艺特性，用纤维的直径微米或品质支数表示；细度越小,支数越高,纺出的毛纱越细。长度包括自然长度和伸直长度，前者是指毛束两端的直线距离，后者是将纤维拉直测得的长度。细毛的延伸率在20%以上，半细毛为10～20%左右。在细度相同的情况下，羊毛愈长，纺纱性能愈高，成品的品质愈好。弯曲被广泛用做估价羊毛品质的依据，弯曲形状整齐一致的羊毛，纺成的毛纱和制品手感松软，弹性和保暖性好。细毛弯曲数多而密度大，粗毛的发毛呈波形或平展无弯。强伸度对成品的结实性有直接影响。强度指羊毛对断裂的应力；伸度指由于断裂力的作用而增加的长度。各类羊毛的断裂强度有很大差异。同型毛的细度与其绝对强度成正比，毛愈粗其强度愈大。有髓毛的髓质愈发达，其抗断能力愈差。羊毛的伸度一般可达20～50%。弹性可使制品保持原有型式，是地毯和毛毯用毛不可缺少的特性。羊毛的毡合性和吸湿性一般较优良。光泽常与纤维表面的鳞片覆盖状态有关，细毛对光线的反射能力较弱，光泽较柔和；粗毛的光泽强而发亮。弱光泽常因鳞片层受损所致。

加工工序原毛纺织前需先初步加工成为洗净毛。加工时先通过选毛，使羊毛品质趋于均匀，再通过开毛打土,使羊毛蓬松,以提高洗涤效果。然后进行洗毛，使羊毛脂形成稳定的乳化液,污浊杂质则浮在洗涤液中,经处理后可获得含水约40%的湿毛，再予以烘干。生产中多利用联合机连续操作一次获得洗净毛，然后进入毛条制造工序；毛条在细纱机上牵伸变细后进入纺织工序。

羊毛纤维表面处理方法羊毛表面处理技术通过物理、化学、生物等方法对羊毛进行处理以达到减小毡缩程度的目的。经过处理后的羊毛纤维的毡缩程度均有所下降”。目前，羊毛纤维表面处理技术很多，每种方法均各有利弊。1

生物技术目前生物技术处理羊毛纤维主要为生物酶处理技术。生物酶因其专一性、高效率而受到纺织行业的青睐。然而生物酶在处理羊毛纤维方面仍处于起步阶段,酶制剂处理后的效果不尽如人意。特定处理效果去培养效果显著、环境适应性较优、成分稳定的生物酶产品变为当务之急。朱华君等通过二氯异氰尿酸盐、蛋白酶、MTG酶处理对羊毛纤维强力、碱溶解度和摩擦因数的影响进行研究,研究成果表明:前2种试剂处理均会对羊毛纤维产成伤害,引起纤断裂维强力下降,表面摩擦因数变小，碱溶解度升高;处理后的纤维再经过MTG酶加工后强力存在少许的恢复。但作为空白对照(未处理)的样本用处理后的修补程度微弱;随着MTG酶用量和处理时间的增加会导致酶的补强作用与纤维表面顺逆微差先增强后减弱。

物理方法物理措施加工羊毛纤维方法有等离子体处理技术、羊毛拉伸细化技术等。等离子体是由部分电子被剥夺后的原子以及原子团被电离后产生的正负离子组成的离子化气体状物质。等离子体中带有能量的微粒冲击作用于材料表面后，能量消失,材料表面得到改性。等离子体与材料能量交换的途径主要靠辐射和粒子碰撞。低温等离子体技术是一种仅有等离子体作为激发体,纤维作为处理对象的加工方法,在此过程中不会留下废弃产物,其发生的反应仅停留在纤维表层,不仅不影响纤维自身性质,而且还可赋予纤维表面以新的特性。在反应进程中释放的能量巨大，这样可以使传统的化学方法不能够完成的目标在较低温度下得以实现。与此同时该方法也存在着一些不足之处:对实验的反应条件设定因素较多,对处理装置的依赖性较大，反应过程较为复杂，处理装置上的一些技术问题还有待于进一步调整与改进,无法实现企业化生产,因此,仅停留在实验室阶段。经过等离子体处理后羊毛织物的润湿性、断裂强力、得色量均得到提高。

羊毛拉伸细化技术羊毛拉伸细化技术是一种对人体与自然界均无危害的技术。该技术的操作工艺流程简单地概括为:通过化学试剂将纤维特定目标化学键断裂;将化学预处理后的产物经物理方法进行拉伸，使分子链伸直，并用湿热方法永久固定下来。目前,羊毛纤维有3种拉伸细化方式:无捻短隔距握持拉伸(握持拉伸)、假捻大跨距握持拉伸(加捻拉伸)、和真捻短隔距握持拉伸(复合拉伸)。经过处理后的纤维,其表面鳞片结构遭到破坏，纤维变得更加柔顺;长度和强力比普通羊毛纤维有所提升,纤维刚性比普通羊毛下降,可用来研发高支轻薄织物。20世纪80年代,澳大利亚联邦工业科学研究院开始探讨研究羊毛细化的可能性,开创了该技术的先河。之后世界各国研究人员均对该领域展开长期而深入的研究。虽然经过拉伸细化的羊毛具有一般羊毛所没有的特性，不过还有部分生产技术问题:长度离散大，主体基数较小，部分羊毛在拉伸之后出现染色快的情况，易产生染色缸差,毛团内外层也产生色差。目前，与拉伸细化工艺相关的文献较少

化学方法化学方法整理羊毛纤维的有纳米材料改性技术、化学降解技术、聚合物沉积技术等。

纳米材料改性技术
当原始材料颗粒粒径被加工到一定数量级(纳米级)时,表面的原子结构、晶体形态出现了变化，突变出了异于宏观物质的独特效应:表面效应、小尺寸效应等。当粒子表面拥有的原子数变多时,表面能变大，可产生较强的表面效应和化学活性。这样处理的原因是由于没有能够与之结合的原子，从而导致其成为激发状态。这种表面原子的活性既可以引起纳米粒子表面结构的变化,又能引起表面电子自旋构像和电子能谱的变化。由纳米材料产生的比表面积和表面效果可以使之拥有明显的化学活性与表面吸附性。在纳米材料改性流程中，将纳米微粒均匀分布在溶剂中，与羊毛纤维表面鳞片结构上的部分自由基团进行反应，令纳米粉体持久地聚集在羊毛上。

朱岳等通过探究载银纳米SiO2对超细羊毛摩擦磨损性能的影响，在羊毛纤维表面形成具有耐久抗微生物性质的纳米薄层。通过扫描电子显微镜观测，发现超细羊毛具有一定厚度的抗菌层,纤维表面变得平滑,再通过检测设备对实验处理前后单纤维强力、摩擦性能进行测试，得出下列结果:处理后纤维表面均匀;改进了其抗断裂性能;试验样本的摩擦性能获得较大改观，减轻起毛、起球现象,减弱了羊毛纤维的毡缩性。但实验中也存在一些问题:使用的纳米粒子形态不规整，纳米粒子掺入后，会引起纤维逆摩擦因数的。上升，因此,在纳米粒子与纤维结合量的方面.上应有所注意。

化学降解技术
羊毛经氧化剂(过氧化氢、灰锰氧、二氯异氰尿酸钠等)加工过程中，角质化细胞中特定种类的目标化学键断裂,角质层带电荷基团或可溶性分子数目上升;亲水性提高,因而鳞片变软，导致顺、逆鳞片方向摩擦因数差减小，毡缩性能下降。但是这种方法也存在弊端,会伤及纤维皮质层,从而影响纤维的强力及其他纺织功能。丁长旺等选用过氧化氢、灰锰氧、二氯异氰尿酸钠等处理试剂,对变异山羊绒纤维进行处理。通过测试处理后的4种纺织纤维样本的断裂强力、摩擦性能、表面形态指标的变化状况,分析不同种类氧化剂对变异山羊绒纤维鳞片组织与功能的干扰情况,其中过氧化氢作用效果较为缓和,断裂强力损失在5%以内。高锰酸钾与二氯异氰尿酸钠处理结果相似,处理效果明显,断裂强力下降约15%。

聚合物沉积法

聚合物沉积法是将高聚物沉积在纤维鳞片层.上降低摩擦作用的制作方法,其防毡缩原理主要有3种方式:①在添加少量聚合物后，纤维的鳞片结构间产生交联，彼此黏合，不能使纤维产生相对位移;②掺人适量的处理物料后,纤维表面结成薄膜,鳞片被覆盖或者完全包裹;③加入过量的处理物后,包裹于其纤维上的聚合物将其完全隔离开来。在实际处理过程中所用的试剂或者产物大多为对环境或者生态具有损害性的溶剂，从而影响其应用前景。周吴针对羊绒、羊毛制品易毡缩、易起球问题,采用甲基丙稀酰胺化学接枝、M-501聚氨酯处理2种方法对羊绒进行表面修饰，通过分析2种表面修饰方法对羊绒纤维性能的作用,探索2种聚合物沉积法对羊绒织物服用功能的干扰程度,其实验目的在于确定不同质量浓度下获得羊绒、羊毛纤维的性能指标。

羊毛纤维表面处理技术发展趋势目前，纤维表面改性处理的方法大多采取化学试剂处理。处理后的纤维基质存在损伤、生产过程中也会浪费大量地资源，对环境也有极大的污染。如何能够有效而且环保地处理纤维表面成为当下研究热点。目前国内的研究还存在下列主要问题:①纤维表面改性处理的试剂选用仍在探索中，未将相同实验类型中所用到的试剂产生效果进行对比，选出较为合适的实验试剂。②与宏观研究不同，微观实验中因素、水平的设定会直接影响纤维鳞片结构的变化,甚至会伤及纤维的真皮层，造成纤维摩擦性能的不稳定，因而需要研究更确切的实验方案。在未来羊毛纤维表面处理技术的发展进程中,在单一技术无法满足条件的情况下，研究人员应将不同的羊毛纤维处理技术结合起来。这样做既可以相互弥补各处理技术的不足，又可以从其中发现羊毛纤维的新特性。随着科技的进步，微观领域的技术发展飞速,将会给纤维表面处理技术带来新的突破。1

判断方式感官鉴别法此法不需要用任何物品或仪器设备，依靠自己的直观，长期工作的经验，根据织物的手感和绒面来鉴别。兔毛的纤维长一般在30-50毫米。兔毛纤维多，说明兔成分比例高，产品高档。羊毛衫和腈纶衫（俗称假羊毛衫），由于腈纶纤维具有独特的似羊毛的优良特征，可以使人很难区别。但只要仔细观察，区别比较，也还是存在差异的。从直观上讲，羊毛产品比较柔软，而且富有弹性，比重大，色泽柔和。

燃烧法羊毛产品，燃烧时，一边冒烟起泡一边燃烧，伴有烧毛发的臭味，灰烬多，有光泽的黑色脆块状。腈纶产品，燃烧时，一边溶化一边缓慢燃烧，火焰呈白色，明亮有力，略有黑烟，有鱼腥臭味，灰为白色圆球状，脆而易碎。锦纶产品，一边溶化一边缓慢燃烧，烧时略有白烟，火焰小呈兰色、有芹菜香味，且为浅褐色硬块，不易捻碎。

本词条内容贡献者为:

张磊 - 副教授 - 重庆师范大学