第一节 毛纤维

天然动物毛的种类很多，主要有绵羊毛、山羊绒、马海毛、骆驼绒、兔毛、牦牛毛等。毛纤维是纺织工业的重要原料，它具有许多优良特性，如弹性好、吸湿性好、保暖性好、不易沾污、光泽柔和等。

一、毛纤维的分类

1.按纤维粗细和组织结构分类 可分为细绒毛、粗绒毛、刚毛、发毛、两型毛、死毛和干毛。

（1）细绒毛（finewool）：直径为8～30μm（上限随不同品种有差异，如骆驼细绒毛上限为40μm），无髓质层，鳞片多呈环状，油汗多，卷曲多，光泽柔和。异质毛中的底部绒毛，也为细绒毛。

（2）粗绒毛（coarse wool）：直径为30～52.5μm，无髓质层。

（3）刚毛（hair）：直径为52.5～75μm，有髓质层，卷曲少，纤维粗直，抗弯刚度大，光泽强，亦可称为粗毛。

（4）发毛（coarse hair）：直径大于75μm，纤维粗长，无卷曲，在一个毛丛中经常突出于毛丛顶端，形成毛辫。

（5）两型毛（heterotypical hair）：一根纤维上同时兼有绒毛与刚毛的特征，有断断续续的髓质层，纤维粗细差异较大，我国没有完全改良好的羊毛多含这种类型的纤维。

（6）死毛（kemp）：除鳞片层外，整根羊毛充满髓质层，纤维脆弱易断，枯白色，没有光泽，不易染色，无纺纱价值。

（7）干毛（trank hair）：接近于死毛，略细，稍有强力。绵羊毛纤维有髓腔。当在500倍显微镜投影仪下观察，髓腔长达25mm以上、宽为纤维直径的1/3以上的为腔毛。粗毛和腔毛统称为粗腔毛。

2.按动物品种分类 目前加工应用的天然毛纤维的动物品种繁多，主要有以下品种。

（1）绵羊：粗绵羊毛（coarse hair）、细绵羊毛（fine wool）、超细绵羊毛（supper fine wool）。

（2）山羊：山羊绒（cashmere）、山羊毛（goat hair）、安哥拉山羊毛（马海毛mohair，Angora goat hair）、绒山羊与安哥拉山羊杂交种山羊毛（cashgora）。

（3）骆驼：骆驼绒（camel wool）、骆驼毛（camel hair）。

（4）牦牛：牦牛绒（yak wool）、牦牛毛（yak hair）。

（5）羊驼：羊驼毛（alpaca wool）。

（6）骆马：骆马毛（vicuna wool）。

（7）原驼：原驼绒（guanaco wool）。

（8）兔：安哥拉兔毛（长毛兔兔毛angora rabbit wool）、兔毛（rabbit hair）。

（9）貂：貂绒（mink wool）、貂毛（mink hair）。

（10）狐狸：狐绒（fox wool）、狐毛（fox hair）。

（11）貉：貉绒（racoon dog wool），貉毛（racoon dog hair）。

（12）藏羚羊：藏羚羊绒（xizang antelopewool，Tibeton antelopewool）。

（13）其他特种毛皮动物：马的鬃毛（horse bristle）；禽类如鸭、鹅、鸡的羽绒（eiderdown）和羽毛（feather，plume）等。

3.按取毛后原毛的形状分类 可分为被毛、散毛和抓毛。从绵羊身上剪下的毛，粘连成一个完整的毛被叫被毛。被毛分为封闭式和开放式两种。从整个外观上看，封闭式被毛像一个完整的毛纤维集合体，美利奴毛和我国高代改良细毛的被毛属于这种类型。开放式被毛在外观上有突出的毛辫，各个毛丛底部相连，上部毛辫却互不相连，我国土种毛的被毛属这种类型。剪下的毛不成整个片状的，叫散毛。如果在羊脱毛季节，用铁梳把毛梳下来，这种毛叫抓毛。抓毛中含有不同类型的毛纤维，加工时需要分开。山羊绒一般为抓毛。

4.按纤维类型分类 可分为同质毛和异质毛。如果毛被中仅含有同一粗细类型的毛，叫同质毛。如果毛被中兼含有绒毛、发毛和死毛等不同类型的毛，叫异质毛。我国土种绵羊毛、山羊毛、骆驼毛、牦牛毛等均属于异质毛。

5.按剪毛季节分类 可分为春毛（春天剪取的毛）、秋毛（秋天剪取的毛）和伏毛（有的地方夏天剪取的毛），春毛毛长，底绒多，毛质细，油汗多，品质较好；秋毛毛短，无底绒，光泽较好；伏毛毛短，品质差。

6.按加工程度分类 原毛或原绒（剪下或梳下的原始毛纤维raw wool）称为污毛；洗净后的称洗净毛（净毛）或净绒（scoured wool）；经分梳除去刚毛及粗绒毛后的细绒毛称为无毛绒（wool without hair）。

二、毛纤维的分子结构

毛纤维大分子是由许多种α-氨基酸用肽键联结构成的多缩氨酸链为主链。在组成毛纤维的二十多种α-氨基酸中，以二氨基酸（精氨酸、松氨酸）、二羟基酸（谷氨酸、天冬氨酸）和含硫氨基酸（胱氨酸）等的含量最高，因此在毛纤维角蛋白大分子主链间能形成盐式键、二硫键和氢键等空间横向联键。毛纤维大分子间，依靠分子引力、盐式键、二硫键和氢键等相结合，呈较稳定的空间螺旋形态。

三、毛纤维的形态结构

在组织学构造上，各种毛纤维都是由角质细胞（细胞变性，细胞壁中大分子间交联，细胞死亡、失水、硬化称为角质化，动物的角、蹄、指甲等均是）堆砌而成的细长物体，它分为鳞片层、皮质层和髓质层。细毛纤维没有髓质层，仅有鳞片层、皮质层。部分品种的毛纤维髓质层细胞破裂、贯通呈空腔形式（如羊驼羔毛等）。毛纤维的基本形态结构如图4-1所示。

1.鳞片层 鳞片层居于羊毛纤维表面，由方形圆角或椭圆形扁平角质蛋白细胞组成，它覆盖于毛纤维的表面。由于外观形态似鱼鳞，故称为鳞片层。鳞片的上端伸出毛干，且永远指向毛尖，鳞片底部与皮质层紧密相连。鳞片是角质蛋白细胞，每一个细胞的平均高度为37.5～55.5μm，宽度为35.5～37.6μm，厚度为0.3～2.0μm。鳞片细胞由跟向梢层层叠置，在每毫米长度内，一般叠置34～40层（骆驼毛纵向叠层约20层）。

超细绒毛每一个鳞片围绕毛干一周呈环状。同时每一鳞片的边缘相互覆盖，不同品种有斜有正，一般绒毛和刚毛鳞片排列纵向由根向梢重叠，圆周方向接压、部分重叠，且通常半周重叠较多，另半周重叠较少。部分刚毛鳞片排列较稀，例如骆驼刚毛、鳞片间基本不重叠覆盖。

鳞片细胞与所有细胞一样，最外层为磷酯分子和甾醇分子平行排列双分子层薄膜，即细胞表皮薄膜。毛纤维鳞片细胞表皮膜基础成分是磷酯（包括卵磷脂、神经鞘磷酯等以磷酸基团的一端为头端向外，两根14～20碳的碳氢链长尾为另一端向内的分子）的长尾分子和甾醇分子（包括胆甾醇、类甾醇、羊毛甾醇等多复环碳氢化合物）按1︰1平行排列的分子层，两层尾对尾衔接。极性基团向外结合氨基酸及蛋白质颗粒。膜层嵌有蛋白质分子团块，成为某些物质的细胞内外通道。膜本身具有很强的憎水性和化学稳定性，但这些蛋白质团块成为液体和离子的通道，如图4-2所示。薄膜的厚度约3.0～4.0nm，在氯水或溴水中会被剥离，成为可观察的Allwörden反应。

在鳞片表皮细胞薄膜下面依次是鳞片外层与鳞片内层。它们是鳞片细胞角质化后的细胞壁，厚度分别为0.15～0.5μm和0.2～1.3μm。鳞片外层由a、b两个微层组成，a层的胱氨酸含量比b层高，角蛋白分子排列呈不规则状态，为无定形结构。鳞片内层，胱氨酸含量极低，化学稳定性较差，易被酸、碱、氧化剂、还原剂降解和解朊酶酶化。鳞片外层和鳞片内层间，局部有细胞腔，且这些细胞腔内有残余细胞核与细胞原生质干涸后的残余物。

2.皮质层 皮质层位于鳞片层的里面，由稍扁的截面细长的纺锤状细胞组成，它在毛纤维中沿着纤维的纵轴排列，皮质细胞紧密相连，细胞间由细胞间质黏结。

皮质细胞和大部分蛋白质纤维的基本组成物质是蛋白质。它们是由25种α-氨基酸（H₂N—CHR—COOH）缩合的大分子堆砌而成。其中，随基团R不同分为不同的氨基酸，它们的代号和天然蛋白质纤维中的含量见表4-1和表4-2。侧向基团R上只有碳、氢元素的属中性α-氨基酸，R带有氨基或羟基的，属碱性氨基酸，R带有羧基的，称酸性氨基酸，此外还有带有硫桥、硫醇和硫氢（巯）基的α-氨基酸。

皮质细胞是毛纤维的主要组成部分，也是决定毛纤维物理化学性质的基本物质。皮质细胞间及其与鳞片层之间由细胞间质紧密联结。皮质细胞的平均长度为80～100μm，宽度为2～5μm，厚度为1.2～2.6μm。细胞间质亦为蛋白质，含有少量胱氨酸，约占羊毛纤维重量的l%，厚约150nm，充满细胞的所有缝隙，易被酸、碱、氧化剂、还原剂降解和酶解。

皮质细胞按结构不同，分为正皮质细胞（ortho-cortex cell）、偏皮质细胞（para-cortex cell）和间皮质细胞（mesa-cortex cell）。

毛纤维的所有皮质细胞的堆砌，经历了纤维结构的各复杂层次，由单分子、基原纤、微原纤、原纤、巨原纤到细胞壁的多个层次。

绵羊毛皮质细胞中多缩氨酸大分子的聚合度n（未受破坏切断的）有许多种，最短的为104，其次为163～183、212～221、238～270、385～442、493～494、538～556 等。单分子链在半胱氨酸含量低（≤2%）的片段，形成α螺旋链主链8个原子（占3.6个氨基酸剩基单元），第1原子N上的—N—H与第9原子C上的C＝O形成氢键，螺旋升距为0.514 nm，直径约为1 nm。在单分子链半胱氨酸含量高（7%～12%）的片段形成无规线团。当纤维受到拉伸，分子链伸展形成曲折链时，将可能在相邻分子链之间产生氢键，这时每2个α氨基酸剩基单元的长度是0.723 nm。所以在螺旋链段部分，由 α螺旋到完全伸展可伸长140.6%，连同其他部分混合总伸长可达105%，且这些大分子将形成束状结构，即原纤（fibril）结构。另一部分α氨基酸分子中半胱氨酸含量很高（一般为17%～22%）。基本上具有以一定空间结构的空间三维颗粒为主的、不规则线团，成为“原纤”之间的基质（matrix）。

对于绵羊毛皮质细胞中原纤的结构，60多年来许多科学家都做过系统研究，特别是最近三十年借助扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜和电子密度分布分析技术等对其各层次原纤进行了详细地测试、分析与计算，建立了绵羊毛皮质细胞结构模型，其中最典型的有两种。

首先呈α螺旋的单根大分子，两根平行排列，形成二聚体（dimer）。如图4-3所示，每根大分子由端氨基到端羧基间1A、1B、2A、2B均为α螺旋链区段，L1、L12、L2为无规则区段。双股略有S捻，两根螺旋大分子（从端视图看）其氨基的剩基单元依次按a、b、c、d、e、f盘旋。并在ad对da区依靠范德华力、氢键、盐式链、半胱氨酸键联结。

绵羊毛第一种结构模型（1985年由Eichner提出）如图4-4所示，2根二聚体平行排列形成基丝（proto-filament），2根基丝平行排列形成基原纤（protofibril），4根基原纤平行排列结合成微原纤（microfibril），500根左右微原纤平行排列，其间填充基质（matrix）形成巨原纤（macrofibril）。巨原纤平行排列及基质填充形成偏皮质细胞壁。细胞壁外层有磷酯与甾醇的双分子层膜。细胞之间由细胞间质黏合。细胞壁局部透射电子显微镜照片如图4-5所示。细胞中心有角质化后干缩的空腔，其中保留着原生长过程中的细胞原生质、细胞核等。正皮质细胞的结构层次与偏皮质细胞类似，只是巨原纤内基质较少，堆砌紧密；巨原纤之间基质较多。绵羊毛皮质层中原纤占41.1%，基质占44.4%，细胞原生质及细胞核残余等占14.5%。

绵羊毛第二种典型结构模型（由澳大利亚联邦科学院的Robert C.Marshall绘制）如图4-6所示，9根二聚体围成圆圈，中心有二聚体、基质等平行排列形成微原纤，微原纤依靠基质黏附堆砌成巨原纤。巨原纤平行堆砌成细胞壁，外有细胞膜，中有残余细胞原生质、细胞核的中腔。

正皮质细胞、偏皮质细胞及间皮质细胞堆砌成毛纤维皮质细胞壁。美利奴种绵羊毛的正皮质细胞和偏皮质细胞分别集合呈现双侧分布，如图4-4与图4-6所示，偏皮质细胞由水湿到干缩中收缩率显著大于正皮质细胞，双侧分布收缩率不平衡，使毛纤维产生卷曲，而且正皮质细胞在卷曲的外侧如图4-7 所示，黑面种绵羊、安哥拉山羊等的细绒毛正皮质细胞分布于中心部位，偏皮质细胞环形分布在截面的四周（皮芯分布）；林肯种绵羊等的细绒毛正皮质细胞环形分布于截面四周，偏皮质细胞分布于中心部位。因此，以上这些品种动物毛很少卷曲。但也有一些动物毛纤维正皮质细胞呈星点分布于纤维截面中。

3.髓质层 毛纤维的髓质细胞的共同特点是薄壁细胞，椭球形或圆角立方形，中腔大。髓质细胞壁中α-氨基酸成分与皮质细胞、鳞片细胞有重大差异，其含有较多的羊毛硫氨酸、鸟氨酸、瓜氨酸等，因此有髓毛和无髓毛的组成就有较明显的差异。髓质细胞外有细胞膜、细胞壁，同时它们也是由巨原纤堆砌而成，但壁内面有较多巨原纤须丛，形成似“毛绒”的表面。又由于细胞壁空腔较大，所以细胞原生质、细胞核残余等，均黏附在其内表面上。

髓质细胞一般分布在毛纤维的中央部位，绵羊、山羊、骆驼、牦牛、狐、貂、貉、藏羚羊等的细绒毛，一般没有髓质细胞。它们的粗绒毛中，髓质细胞呈断续分布。它们的刚毛中髓质细胞呈连续分布。它们的死毛中几乎没有皮质细胞，只有鳞片层和髓质层，且髓质细胞连续，但髓质细胞的细胞壁极薄，一般加工中，其细胞壁均破裂，形成中心连续孔洞。

四、毛纤维的品质特征

（一）物理特征

1.长度 由于天然卷曲的存在，毛纤维长度可分为自然长度和伸直长度。一般用毛丛的自然长度表示毛丛长度，用伸直长度来评价羊毛品质。自然长度是指不伸直纤维，且保留天然卷曲的纤维两端的直线距离。自然长度指标，主要用于养羊业鉴定绵羊育种的品质。把羊毛纤维的天然卷曲拉直，用尺测出其基部到尖部的直线距离数字，称为伸直长度。伸直长度指标，主要用于考核计数平均长度、计重平均长度及其变异系数和短纤维率。

细绵羊毛的毛丛长度一般为6～12cm，半细绵羊毛的毛丛长度为7～18cm。长毛种绵羊毛丛长度为15～30cm。

2.细度 毛纤维截面近似圆形，一般用直径大小来表示它的粗细，称之为细度，单位为微米（μm）。细度是确定毛纤维品质和使用价值的重要指标。绵羊毛的细度，随着绵羊的品种、年龄、性别、毛的生长部位和饲养条件的不同，有相当大的差别。在同一只绵羊身上，毛纤维的细度也不同，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。最细的细绒毛直径约7μm，最粗的刚毛直径可以达240μm。绵羊毛平均直径越粗，它的细度变化范围也越大。正常的细绒毛横截面近似圆形，截面长宽比在l～1.2，不含髓质层。刚毛含有髓质层，随着髓质层增多，横截面呈椭圆形，截面长宽比在1.1～2.5。死毛横截面是扁圆形截面，长宽比可达3以上。绵羊毛的细度指标有平均直径、线密度、公制支数和品质支数。

绵羊毛平均直径为11～70μm，直径变异系数一般在20%～30%，相应的线密度在1.25～42dtex。绵羊毛的品质支数简称“支数”，是1875年在英国勃来德福（Bradford）召开的国际纺织大会上，决定把各种绵羊毛纤维可能纺制成精梳毛纱的最细支数（可纺支数）命名为绵羊毛纤维细度。130多年来纺织工业有了长足的进步，可以用较粗的纤维纺制更细的纱线；但另一方面人类对毛纱线的各种要求（包括强度、条干等）显著提高。当前绵羊毛纤维细度的“品质支数”与“可纺支数”差距极大。近60年来各国分别对不同毛纤维制定过不同的品质支数对应表。我国规定的一般细、粗绵羊毛品质支数与平均直径的对应关系见表4-3。2003年国际毛纺织组织（IWTO）最后公布了超细至极细绵羊毛的国际标准，规定了绵羊毛细度品质支数的标准，见表4-3。

3.密度 细绵羊毛（无髓毛）的密度约等于1.32g/cm³，在天然纺织纤维中是最小的。有髓毛因细胞空腔大密度小，一般刚毛约为1.10g/cm³，死毛则更低。

4.卷曲 毛纤维沿长度方向因正皮质、偏皮质细胞分布不同，干缩中形成自然的周期性卷曲。一般以每厘米的卷曲数来表示毛纤维卷曲的程度，称为卷曲度或卷曲数。卷曲度与动物品种，纤维细度有关，同时也随着毛丛在动物身上的部位不同而有差异。因此卷曲度的多少，对判断毛纤维细度、同质性和均匀性有较大的参考价值。按卷曲波的深浅，毛纤维卷曲形状可分为弱卷曲、常卷曲和强卷曲三类。常卷曲（常波）为近似半圆的弧形相对连接，略呈正弦曲线形状，细绵羊毛的卷曲大部分属于这种类型［图2-7（d）］；卷曲波幅高深的为强卷曲，细毛中的腹毛多属这种类型；卷曲波幅较为浅平的，称为弱卷曲，半细毛卷曲多属这种类型。

毛纤维的卷曲波有多种形态，如美利奴种绵羊毛纤维以圆柱曲面上的常波卷曲为主，其为分梳加工、成纱蓬松弹性创造了良好的前提；有的品种的毛纤维以不规则曲面上的常波或深波卷曲为主，成纱蓬松、弹性良好，但分梳加工较困难；山羊绒等品种毛纤维呈螺旋状卷曲（连续数个正螺旋，再连续数个反螺旋），分梳加工困难。

5.摩擦性能和缩绒性 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点，羊毛沿长度方向的摩擦，因为滑动方向不同，则摩擦因数不同。滑动方向从毛尖到毛根，为逆鳞片摩擦，摩擦因数大；滑动方向从毛根到毛尖，为顺鳞片摩擦，摩擦因数小，这种现象称为定向摩擦效应。这一差异是毛纤维缩绒的基础。顺鳞片和逆鳞片的摩擦因数差异愈大，羊毛缩绒性愈好（详细分析见第十章第六节）。

毛纤维在湿热及化学试剂作用下，经机械外力反复挤压，纤维集合体逐渐收缩紧密，并相互穿插纠缠，交编毡化，这一性能称为羊毛的缩绒性。

毛织物整理过程，经过缩绒工艺（又称缩呢），织物长度收缩，厚度和紧度增加。表面露出一层绒毛，可得到外观优美、手感丰厚柔软、保暖性能良好的效果。

利用毛纤维的缩绒性，把松散的短纤维结合成具有一定强度、一定形状、一定密度的毛毡片，这一作用称为毡合。毡帽、毡靴等就是通过毡合制成的。

当毛织物或散纤维受到外力作用时，纤维之间产生相对移动，由于表面鳞片的运动具有定向性摩擦效应，纤维始终保持根端向前蠕动，又由于卷曲的存在，蠕动方向沿曲线螺旋前行，致使集合体中纤维紧密纠缠、穿插、交编。高度的回缩弹性是羊毛纤维的重要特性，也是促进羊毛缩绒的因素。外力作用下纤维受到反复挤压，毛纤维时而蠕动伸展，时而回缩恢复，形成相对移动，这样有利于纤维纠缠、穿插、交编，从而导致集合体密集。毛纤维缩绒性是纤维各项性能的综合反映。定向摩擦效应、高度回缩弹性和卷曲形态、卷曲度等是缩绒的内在原因，且它们与品种细度等密切相关。

温湿度、化学试剂和外力作用是促进羊毛缩绒的外因。缩绒分酸性缩绒和碱性缩绒两种，常用方法是碱性缩绒，如皂液在pH值为8～9，温度为35～45℃时，其缩绒效果较好。

缩绒性使毛织物具有独特的风格，显示出其优良的弹性、蓬松、保暖、透气和细腻的外观。但缩绒性使毛织物在穿用洗涤中易产生尺寸收缩和变形，并产生毡合、起毛、起球等现象，影响了穿用舒适性和美观。近代各种毛织物和毛针织物，在织造染整加工达到性能和外观的基本要求后，均要进行“防缩绒处理”，以降低毛纤维的后续缩绒性。

毛纤维防缩绒处理有氧化法和树脂法两种。氧化法又称降解法，它是使羊毛鳞片损伤，以降低定向摩擦效应，减少纤维单向运动和纠缠能力。通常使用的化学试剂有次氯酸钠、氯气、氯胺、氢氧化钾、高锰酸钾等，其中以含氯氧化剂用得最多，故此方法又称氯化。树脂法也称添加法，是在羊毛上涂以树脂薄膜或混纺入黏结纤维，以减少或消除羊毛纤维之间的摩擦效应，或使纤维的相互交叉处黏结，限制纤维的相互移动、失去缩绒性，通常使用的树脂有脲醛、密胺甲醛、硅酮、聚丙烯酸酯等。

（二）化学性质

在毛纤维分子结构中含有大量的碱性侧基和酸性侧基，因此毛纤维具有既呈酸性又呈碱性的两性性质。

1.酸的作用 酸的作用主要使角蛋白分子的盐式键断开，并与游离氨基相结合。此外，可使稳定性较弱的缩氨酸链水解和断裂，导致羧基和氨基的增加。这些变化的大小，依酸的类型、浓度高低、温度高低和处理时间长短而不同。如80%硫酸溶液，短时间在常温下处理，毛纤维的强度损伤不大。由于稀硫酸的作用比较缓和，毛纤维在稀硫酸中，沸煮几小时也无大的损伤。不同类型的毛纤维，用硫酸处理，它们的强度损失是不同的。表4-4是用0.05mol/L、0.01mol/L、0.005mol/L的硫酸处理的绵羊毛强力损伤情况，从表中可以看出，有髓的粗刚毛耐酸能力较弱，强度损失大；有机酸的作用较无机酸的作用缓和。醋酸和蚁酸等有机酸是毛纤维染色工艺中的重要促染剂，在毛染整工艺中广泛应用。

2.碱的作用 碱对毛纤维的作用比酸剧烈。碱的作用使盐式键断开，多缩氨酸链分解切断，胱氨酸二硫键水解切断。随着碱的浓度增加，温度升高，处理时间延长，毛纤维会受到严重损伤。碱使毛纤维变黄，含硫量降低以及部分溶解。毛纤维在pH值＞10的碱溶液中，不能超过50℃。在温度100℃时，即使是pH值在8～9，毛纤维也会受到损伤。在5%的氢氧化钠溶液中煮沸10min，毛纤维全部溶解，根据这一反应，可以测定毛纤维与其他耐碱纤维混纺织品的混纺比例。

3.氧化剂作用 氧化剂主要用于毛纤维的漂白，作用结果也导致胱氨酸分解，毛纤维性质发生变化。常用的氧化剂有过氧化氢、高锰酸钾、高铬酸钠等。卤素对毛纤维也发生氧化作用，它使羊毛缩绒性降低，并增加染色速率。氧化法和氯化法是当前工业上广泛使用的毛纺织品防缩处理法，通过氧化使毛纤维表面鳞片变性而达到防缩和丝光的目的。

光对毛纤维的氧化作用极为重要，光照会使鳞片受损，易于膨化和溶解，同时光照可使胱氨酸键水解，生成亚磺酸并氧化为R—SO₂H和R—SO₃H（磺酸丙氨酸）类型的化合物。光照的结果，使毛纤维的化学组成和结构、毛纤维的物理机械性能以及染料的亲和力等都发生变化。日光对毛纤维光泽的影响有两种不同的看法：一种认为日光对毛纤维有漂白作用；另一种意见则认为日光会使毛纤维发黄，他们都是以色光的实验为依据。也有人指出，日光暴晒毛纤维150h，具有漂白作用，而且如果去除可见光，则可进一步增进日光对毛纤维的漂白效果。太阳光对毛纤维的最终作用，随光谱组成而变化，如紫外光引起泛黄，波长较长的光具有漂白作用。因此，日光照射时间和位置的变化引起了毛纤维漂白和发黄的结果。

4.还原剂作用 还原剂对胱氨酸的破坏较大，特别是在碱性介质中尤为激烈。如毛纤维与硫化钠作用，由于水解生成碱，毛纤维发生强烈膨胀。碱的作用是使盐式键断裂，胱氨酸还原为半胱氨酸。亚硫酸氢钠和亚硫酸钠可作为毛纤维的防缩剂和化学定形剂。

5.盐类的作用 毛纤维在金属盐类如氯化钠（食盐）、硫酸钠（含10分子结晶水者即芒硝）、氯化钾等溶液中煮沸，对毛纤维无影响，因为毛纤维不易吸收这类溶液。因此在染色时常采用硫酸钠（元明粉）作为缓染剂。而重金属盐类对毛纤维有影响。

五、毛纤维的初加工

毛纤维具有与其他纺织原料不同的特性，由于毛纤维生长的特殊性，所以从动物身上剪下后的原毛不能立即使用，一般都必须先经过初步加工，使原毛成为洗净毛、毛条或炭化毛后才能投入生产，以制造各种各样的毛纺织产品。这一加工过程叫作“毛纤维初加工”，也可称为“毛纺准备工程”，它包括选毛、洗毛、梳条、炭化各工序，也简称为“选、洗、梳、炭”。

原毛经选毛、开毛、洗毛和烘毛后成为洗净毛。选毛是将动物被毛中不同品质（细度、长度、损伤程度、沾色程度等）的毛纤维选择区分，以便分别加工及应用。开毛是用钉、棍类设备将毛块开松并去除泥沙、粪块、污物、草屑的机械加工过程。洗毛是利用机械和化学相结合的方法，主要洗去毛中脂汗、污垢、杂质，使毛纤维洁白松散，适合于纺纱工艺的要求；烘毛是利用热空气对羊毛进行干燥，除去洗涤毛中的过多水分，以满足生产中对净毛储存或连续生产的要求。炭化是将毛纤维中所含植物用硫酸等失水炭化的工序。

目前洗净毛的质量以其洗净后的毛纤维含油率、回潮率、残碱率作为评价内容，即洗净毛符合上述各项条件规定范围内的均为合格品。而洗净毛的含杂率、粘并率、沥青点、洁白松软程度为洗净毛的分等条件，即上述指标在规定范围内为一等品，超过此规定则为二等品。

提高洗净毛的质量是提高产品质量的基础，尤其对提高毛条质量和毛条制成率的关系更为密切。因此洗净毛的质量对产品质量的好坏和经济效果都有重要的影响。

六、用于毛纺工业的其他动物毛

毛纺原料，除用绵羊毛外，还有其他动物毛，主要有山羊绒、马海毛、兔毛、骆驼绒、牦牛绒、羊驼绒、骆马毛、原驼毛等。表4-5为多种动物毛的密度比较。

（一）山羊绒（cashmere）

山羊多生长在高原地区，为了适应剧烈的气候变化，全身长有粗长的外层毛被和细软的底层绒毛，以防风雪严寒和雨水侵入。山羊绒，又称开司米，是山羊的绒毛，通过抓、梳获得的，它的颜色有白、紫、青色。分梳山羊绒是指经洗涤、工业分梳剔除刚毛加工后的山羊绒。从山羊身上抓取下来的原绒由绒毛、刚毛、两型毛组成，一般均分梳为绒毛和刚毛两大类。18世纪，中国生产的山羊绒经当时印度的克什米尔（Cashmere）地区集散售往世界各地，而开司米就成为山羊绒及其制品的商业名称。现在生产山羊绒的主要国家有中国、伊朗、蒙古、阿富汗，其中我国的山羊绒主产于内蒙古、宁夏、甘肃、陕西、西藏、辽宁、山西、河南、河北和山东等省区。

山羊绒纤维由鳞片和皮质层组成，没有髓质层。鳞片边缘光滑，覆盖间距比绵羊毛大，密度为60～70个/mm。鳞片的环状与完整性特征明显，且大而稀，紧贴于毛干，手感柔软滑糯。绒毛纤维平均细度多在14～16μm，相当绵羊毛品质支数为150～180，细度不匀率约为20%。山羊绒计重平均长度25～45mm，短绒率18%～20%。山羊绒纯纺难度较高、价格昂贵，且易起球、毡缩，通常它与超细绵羊毛混纺使用。山羊绒的拉伸断裂性能、弹性比绵羊毛好，具有细、轻、柔软、保暖性好等优良特性，一般用于作羊绒衫，粗纺作高级服装，如大衣呢、毛毯原料，也可作精纺高级服装和地毯的原料。

山羊的粗毛纤维由鳞片层、皮质层和髓质层三部分组成。鳞片形状，在粗毛毛干下部的鳞片，边缘光滑或稍有波形；近毛尖部分的鳞片，边缘呈锯齿形。粗毛横截面近似圆形，也有的呈椭圆形。山羊粗毛多用于制造刷子、毛笔，也用于低级粗纺产品、制毡原料及服装材料。

绵羊毛、山羊绒、山羊毛的扫描电镜照片如图4-8所示。

（二）安哥拉山羊毛（angora goat wool，mohair）

安哥拉山羊毛又称马海毛，是土耳其安哥拉山羊毛的音译商品名称。南非、土耳其和美国为马海毛的三大产地。

马海毛为异质毛，夹杂有一定数量的有髓毛和死毛，较好羊种所产毛中有髓毛的含量不超过1%，较差羊种所产有髓毛含量在20%以上。马海毛的特点是直、长、有丝光。直径10～90μm，长度120～260mm。马海毛的皮质层几乎都是由正皮质细胞组成，只在中心有少量偏皮质细胞，纤维很少卷曲。鳞片平阔紧贴于毛干并且很少重叠，使纤维表面光滑，光泽强。马海毛的强度高，具有良好的弹性，不易收缩也难毡缩，容易洗涤。

马海毛制作的提花毛毯，以坚牢耐磨、丝样光泽和美丽图案著称。同时马海毛也与绵羊毛、棉、化纤混纺制作衣料，如顺毛大衣呢、银枪大衣呢等。

（三）兔毛（rabbit hair）

用于纺织的兔毛主要为安哥拉长毛种兔毛。中国的安哥拉品系兔叫中国白兔，我国兔毛年收购量占世界总产量的90%左右，出口量世界第一。

兔毛有直径为5～30μm的绒毛（约占90%）与少量直径为30～100μm的刚毛（10%）两类纤维，大多数纤维集中在13～20μm。刚毛含量多少，是衡量兔毛品质的重要指标之一。兔毛每年剪毛4～5次，纤维的长度，最短在10mm以下，最长可达115mm，平均长度一般为25～45mm。细绒毛比强度为1.6～2.7cN/dtex，断裂伸长率为30%～45%。粗绒毛与刚毛都有发达的髓腔，它们的密度小、比强度较低，但很细的绒毛无髓质细胞，其中绒毛的毛髓呈单列断续状或窄块状，刚毛的毛髓层较宽，呈多列块状。绒毛的横截面呈近圆形或不规则四边形，刚毛的横截面为腰圆形、椭圆形或哑铃形。兔绒、兔毛扫描电镜照片见图4-9所示。

兔毛密度小，为1.10g/cm³左右；含脂率较低，约0.6%～0.7%，通常不需洗毛，具有轻、软、暖、吸湿性好的特点。纤维细软、制品蓬松。表面光滑、少卷曲，所以光泽强，但鳞片重叠数少、鳞片尖边倾斜，摩擦因数小、抱合力差、易落毛，纺纱性能差。兔毛纯纺必须添加特殊和毛油，或经等离子体、酸处理获得有效的抱合力来实现。此外它还可与羊毛或其他纤维混纺加工，制成针织品、毛线、高级大衣呢、花呢等。

（四）骆驼绒（camel wool）

我国骆驼绒多产于内蒙古、新疆、甘肃、青海、宁夏等地的双峰驼的细绒毛纤维，是世界最大生产国。毛的质量以宁夏地区较好，被毛含绒量约70%。

骆驼身上的外层刚毛粗而坚韧，称为骆驼毛（camel hair）；在外层刚毛之下有细短柔软的绒毛，称为骆驼绒，骆驼绒和骆驼毛扫描电镜照片如图4-10所示。骆驼绒的色泽有乳白、杏黄、黄褐、棕褐色等，品质优良的骆驼绒多为浅色。骆驼绒主要由鳞片层和皮质层组成。鳞片少，平贴不连续，密度约为70～90个／mm，且鳞片边缘光滑。少量粗绒毛有髓质细胞，常呈不连续分布的两型毛。梳去粗绒毛后的骆驼绒可织造高级粗纺织物、毛毯和针织品，也可做衣服衬絮，且具有御寒保暖性很好的特点。刚毛可作填充料及工业用的传送带，强力高，经久耐用。骆驼绒及骆驼毛的主要物理性质如表4-6所示。

（五）牦牛绒（yak wool）

牦牛是高山草原上特有的耐寒畜种，主要分布在中国、阿富汗、尼泊尔等9个亚洲国家。我国西藏、青海、四川、甘肃等省区大量饲养牦牛，约占世界总头数的85%以上。

牦牛绒大多是黑色、褐色，少量白色。从牦牛蜕毛下来的毛被中有刚毛和绒毛，绒毛有很高的纺用价值。牦牛绒由鳞片层与皮质层组成，髓质层极少，且其鳞片呈环状，边缘整齐，紧贴于毛干上，弹性好。牦牛绒平均直径约为20μm，平均长度为30～40mm，断裂比强度在0.6～0.9cN/dtex，具有无规则卷曲，缩绒性与抱合力较小。牦牛绒产品不易掉毛、有身骨、蓬松、丰满、手感滑软、光泽柔和，是毛纺行业的高档原料，可织制各类针织、机织衣料等，也可与绵羊毛、化纤、绢丝等混纺作精纺、粗纺原料。

牦牛毛（yak hair）略有毛髓，平均细度约45～100μm，平均长度为100～120mm，外形平直，表面有波纹状鳞片，光滑刚韧而有光泽。牦牛毛可作衬垫织物、帐篷及毛毡等。白牦牛毛品质与光泽最优，有纺用价值。

牦牛绒和牦牛毛的扫描电镜照片如图4-11（a）、（b）所示。

（六）羊驼绒毛（alpaca wool）

羊驼属于骆驼科，这种动物主要产自秘鲁。羊驼绒毛有两大品系，霍加耶（huacaya）系绒毛纤维有卷曲及银光，绒毛平均直径为12～22μm，两年剪毛一次；苏力（suri）系绒毛纤维外观似马海毛，卷曲少，光泽强，平均直径为20～30μm，两年剪毛一次，长度为100～400mm。羊驼毛髓腔随羊驼毛细度不同差异较大，使羊驼毛物理机械性能存在较大差异。羊驼毛表面的鳞片伏帖、鳞片边缘光滑，卷曲少、卷曲率低，顺、逆鳞片摩擦因数较绵羊毛小，抱合力小、防毡缩性较羊毛好。羊驼羔毛细软，大部分为粉红色，髓腔连续，适于生产高档纺织品。羊驼毛原毛的净毛率高达90%以上，无需洗毛可直接应用，且多用于夏季服装、衣里料等。

（七）骆马绒毛（vicuna wool）

骆马绒毛是南美洲高原动物骆马的绒毛。被毛中刚毛及两型毛含量约为10%，梳除刚毛后，绒毛纤维较细，直径在25μm以下，平均直径为13～14μm，平均长度为12～63mm，且一般无髓质层，色泽以肉桂色为主，手感柔软，弹性高，光泽好，但其耐化学能力弱，大部分不易染色。骆马绒毛通常用于精细毛纺织产品及披肩。

（八）原驼绒毛（guanaco wool）

原驼绒毛是南美洲高原动物原驼的绒毛。在其被毛中刚毛及两型毛含量为10%～20%，梳除刚毛后的绒毛，纤维较细，平均直径为18～24μm，平均长度为50mm，用于生产毛粗纺及精纺产品。直径为20μm以上的纤维中，大部分为两型毛，含有髓质细胞。

（九）乌苏里貉绒（Wusuli rcoon dog wool）

乌苏里貉绒是近代人工养殖毛皮动物貉中东北亚品种脱毛中直径25μm以下的细毛。乌苏里貉绒平均直径13～18μm，平均长度40～60mm，短绒率3%～6%，鳞片翘角较高，鳞片斜伸；乌苏里貉细绒毛大部分（97%）有毛髓，见图4-11（c）、（d）。乌苏里貉毛直径25～100μm，平均直径65～80μm，由根至梢一段白色，一段有色（黄、褐、咖啡、黑），色多段重复。

（十）藏羚羊绒（Xizang antelopewool，Tibetan antelope wool）

藏羚羊是原生于中国西藏、青海、新疆南部和阿富汗等地的一种野生食草动物，其被毛中的绒毛无髓质层，极细，平均直径8μm左右，平均长度45～80mm，卷曲密，有银光，呈浅咖啡色，鳞片薄，见图4-11（e）。由于纤维特别细软，可加工成超轻薄织物，主要用于围巾、披肩，约80cm宽，2m长的藏羚羊绒披肩，重300～600g，可在指环中拉过，故名“指环头巾”，波斯语为“沙图什”，意为“绒之王”。藏羚羊绒极其珍贵，1990年，印度每条藏羚羊绒围巾价值5000～10000美元，英、美市场高达50000～100000美元。

七、改性羊毛

1.拉伸细化绵羊毛 随着毛织物向单经单纬轻薄型产品方向发展，对20μm以下的超细绵羊毛需求量增大。澳大利亚联邦科学院（CSIRO）首先采用物理拉伸改性的方法获得的细绵羊毛称为拉伸细化绵羊毛，由于其直径变细、长度增长，从而提高了可纺纱支数，同时还可生产高档轻薄型毛纺面料，且具有布面光洁、手感柔软、悬垂性好、无刺痒感、滑爽挺括、穿着舒适等特点。由于羊毛在物理拉伸过程中，外层鳞片受到部分破坏，鳞片覆盖密度低，加之拉伸过程中，皮质层的分子间发生拆键和重排，在染色过程中造成染料上染快，易产生色花的现象。

羊毛拉细技术是近几年纺织原料生产中来取得的重要成就之一，它是高新科技的产物，有普通羊毛无法比拟的高附加值。澳大利亚与日本在羊毛拉细技术上获得了突破性的进展，澳大利亚CSIRO和羊毛标志公司为支持其Optim拉细羊毛技术的发展，进行了大量的投资，研制了新型的生产设备进行Optim拉细羊毛的加工，可把直径为19μm的羊毛纤维拉长20%～30%，使其纤维直径比正常纤维细2～3μm。现该纤维已进入技术推广阶段，中国已生产供应。

2.超卷曲羊毛 超卷曲羊毛又称膨化羊毛，绵羊毛膨化改性技术起源于新西兰羊毛研究组织（WRONZ）的研究成果。大量的杂种粗羊毛原料丰富，但毛干卷曲度很少，甚至不卷曲，羊毛条经拉伸、加热（暂时定形）松弛后收缩，使其纤维外观卷曲，可纺性提高，线密度降低，成纱性能更好。膨化羊毛与常规羊毛混纺可开发膨化或超膨毛纱及其针织品。膨化羊毛编织成衣在同等规格的情况下可节省羊毛约20%，并提高服装的保暖性，手感更蓬松柔软、服用舒适，为毛纺产品轻量化及开发休闲服装、运动服装创造条件。

3.丝光羊毛和防缩羊毛 丝光羊毛和防缩羊毛同属一个家族，两者都是通过化学处理将羊毛的鳞片进行不同程度的剥蚀，两种羊毛生产的毛纺产品均有防缩绒、可机洗效果，丝光羊毛的产品有丝般光泽，手感更滑糯，被誉为仿羊绒的羊毛。

丝光、防缩羊毛的改性方法有以下两种。

（1）剥鳞片减量法：绵羊细毛（绒）剥鳞片减量法即脱鳞片加工，其基本原理是将绵羊细（绒）毛表面的鳞片采用腐蚀法全部或部分剥除，以获得更好的性能和手感。

（2）增量法（树脂加法处理）：树脂加法处理是利用树脂在纤维表面交联覆盖一层连续薄膜，掩盖了毛纤维鳞片结构，降低了定向摩擦效应，减少纤维的位移能力，以防缩绒。

经过丝光柔软处理后的羊毛，细度可减少1.5～2.0μm。这种改善不受水洗、干洗和染色的影响，是永久性的。通过增量法可以使毛纤维的鲜艳度和舒适性得到改善，同时还使其具有可机洗、可与特种纤维混用的性能，这就为新颖设计提供了可能性。