湖羊不同部位毛纤维的性能对比 (1).pdf

第 卷 第 期 年 月毛纺科技 ：湖羊不同部位毛纤维的性能对比曹 阳，罗 明，谭启飞，陈益人，（武汉纺织大学 纺织科学与工程学院，湖北 武汉；武汉纺织大学 湖北省纺织新材料与先进加工技术省部共建国家重点实验室培育基地，湖北 武汉）摘 要：为推动湖羊毛的综合利用，有效开发湖羊毛产品，对 岁龄的湖羊颈部、背部、腹部以及臂部等不同部位的毛丛长度和纤维的横截面、粗腔毛率、长度、细度、拉伸性能、白度、含油脂率等进行测试和分析。结果表明，湖羊毛不同部位的纤维粗腔毛率均大于，白度值在 左右，含油脂率为，各部位的差异不大；湖羊臂部毛丛最长，腹部次之，颈部最短；对于无髓毛纤维而言，背部最长，臂部次之，腹部最短；对于有髓毛而言，臂部最长，颈部次之，腹部最短；湖羊各个部位纤维的细度差异不大，但同一部位的纤维直径 值较大；湖羊背部羊毛油脂含量高于颈部含油脂率；湖羊颈部有髓毛的断裂强力平均值最大；臂部有髓毛的断裂强力 值明显大于其他部位。关键词：湖羊；毛纤维；不同部位；细度；性能对比中图分类号：文献标志码：，（，；，）：，：；收稿日期：第一作者：曹阳，硕士生，主要研究方向为纺织材料与纺织品设计，：。通信作者：陈益人，教授，博士，主要研究方向为功能纤维与功能纺织品，：。湖羊是我国国家级畜禽遗传资源保护品种之一，湖羊作为我国唯一适合全舍饲、规模化、工厂化养殖的品种特性得到广泛认同，因而湖羊规模化养殖在全国得到较快发展。年“湖州湖羊”获得国家农产品地理保护标志。年据人民资讯网报道，华中农业大学的姜勋平教授调研了湖北 毛纺科技 第 卷 第 期 年 月省 个养殖单位，发现湖羊养殖规模明显扩大，湖北最大的湖羊养殖基地饲养达到 万头。湖州市农业农村局官方统计显示，年湖州市湖羊饲养量达 万头；截止 年湖州市当地湖羊饲养量达 万 头，年 年 末，全 市 羊 存 栏 万头，同 比 增 长 ，全 年 累 计 出 栏 万头，同比增长 。湖羊作为浙江特色品种，经过多年的养殖发展，湖羊产业呈现繁荣兴盛的发展势头。伴随着湖羊养殖规模的不断加大，湖羊毛的产量也随之增加。湖羊毛属异质毛，粗细不匀，刚柔差异很大，湖羊毛纤维的品质不高，不合适纺制中高等级的羊毛纱线，导致湖羊毛的收购价格较低，甚至出现被直接丢弃的现象。王玉晴等对引种湖羊的主要被毛特性进行测定分析，发现湖羊毛的品质特性与年龄、性别、饲养环境、羊毛生长部位等多因素有关；不同部位的羊毛长度、细度差异显著；不同性别湖羊的个体差异明显，相同性别湖羊个体差异较小；同一只湖羊的被毛直径差异也很大，可达 。李丽君等通过对比废弃混杂湖羊毛与绵羊毛的纤维形态、伸直度及力学性能发现，单根废弃混杂湖羊毛纤维截面呈圆形或椭圆形，中空，伸直度较高，断裂强度较高，但断裂强力 值更大，这限制了废弃混杂湖羊毛纤维在纺纱中的应用。本文从 岁龄湖羊的颈部、腹部、背部、臂部抽取纤维样本，通过索式脂肪抽提法、扫描电镜法、单纤维强力测试法、纤维白度仪法等对湖羊不同部位的毛纤维进行性能测试，并加以分析对比，以期为湖羊毛纤维合理应用提供依据。实验部分 材料与仪器 材料：湖羊毛（选 只湖北致清和农牧有限公司的 岁龄湖羊作为实验对象，在湖羊颈部、腹部、背部、臂部各取样 左右）；中性洗涤剂、元明粉、石油醚（）（国药集团化学试剂有限公司）。仪器：纤维切片器（宁波纺织仪器厂）；纤维细度测试仪（众视野科技有限公司）；电子天平（福建华志电子科技有限公司）；数显恒温水浴锅（江苏波场智能科技有限公司）；电热恒温干燥箱（上海精宏实验设备有限公司）；扫描电子显微镜（日本电子株式会社）；单纤维强力仪（宁波大禾仪器有限公司）；白度仪（温州仪器仪表有限公司）。测试与表征 对湖羊毛纤维进行性能测试前，先对羊毛纤维进行预处理。首先进行开松除杂，将羊毛开松，去除纤维中的砂土、杂质，挑拣出缠结在羊毛纤维中的粪便以及其它异性纤维等；而后参照 含脂毛洗净率试验方法 烘箱法进行洗毛，以去除湖羊毛纤维上附着的油脂、砂土、汗垢等。再根据 纺织品 调湿和试验用标准大气对湖羊毛纤维进行调湿，使其符合物理性能测试的条件。湖羊毛纤维横截面 采用 型纤维切片器将不同部位的湖羊毛纤维切断后制取切片，然后使用 扫描电子显微镜对不同部位湖羊毛纤维的横截面形态结构进行观察。粗腔毛率根据 绵羊毛，直径范围为 以下的羊毛纤维为细毛，直径范围为 的羊毛纤维为粗绒毛，直径大于 的羊毛纤维为粗毛。粗腔毛粗短，卷曲少且小；无髓毛细长，卷曲多且强，细绒毛尤其细、软，通过这些特征，可以通过裸眼判断其是否为粗腔毛。从样品中抽取 个毛丛置于黑绒板上，用镊子分离出每 根单纤维，肉眼观察其形态，判断其是否为粗腔毛。粗腔毛率计算公式如下：（）式中：为粗腔毛率，；为毛丛中粗腔毛根数，根；为毛丛中纤维总根数，根。湖羊毛纤维长度 根据 羊毛毛丛自然长度试验方法，对湖羊不同部位纤维毛丛自然长度进行测试并记录；从不同部位的毛丛中随机抽取 个毛丛，逐根放到黑绒板上用适度的力使纤维拉到伸直状态，再用直尺测量得到纤维伸直长度。湖羊毛纤维细度 随机抽取湖羊颈部、腹部、背部、臂部各 根，使用 纤维切片器，将纤维切成一定长度并制成纤维样本，然后使用 纤维细度测试仪对载玻片上的样本纤维逐根进行直径测量，并记录样本中纤维在各直径范围内的根数。湖羊毛纤维拉伸性能 随机抽取湖羊颈部、腹部、背部、臂部各 根有髓毛及无髓毛纤维，根据 羊毛单纤维断裂强力和伸长试验方法，采用 单纤第 卷 第 期 年 月毛纺科技 维强力仪测试不同部位湖羊毛纤维的断裂强力和断裂伸长率，隔距为 ，拉伸速度为 。湖羊毛纤维白度 根据 纺织品 色牢度试验相对白度的仪器评定方法，将纤维整理梳成 个纵向的表面，置于试样盒中。使用 白度仪对 岁龄湖羊的颈部、腹部、背部、臂部羊毛纤维的白度分别进行测试。每个部位纤维测 次，取平均值作为各部位样品的白度。湖羊毛纤维含油脂率 采用索式脂肪抽提法测试含脂率。实验前，将实验样品置于抽滤瓶中，将抽滤瓶放在 烘箱中烘干 ，烘干后称量，精确到 。实验在 的 恒 温 水 浴 锅 中 进 行，保 持 回 流 速 度 为 次，使用石油醚完全浸润样品，萃取循环 次。循环结束后，烘干抽滤瓶和样品并称量。最后计算得出各试样的含油脂率。含油脂率计算如式（）所示：（）式中：为含油脂率，；为油脂和抽滤瓶质量，；为抽滤瓶质量，；为样品干质量，。结果与分析 湖羊毛纤维横截面形态结构 湖羊毛颈部、腹部、背部、臂部纤维横截面的扫描电子显微镜观察结果如图 所示。图 湖羊各部位羊毛横截面（倍）（），（），（），（）图 中 个部位的湖羊毛纤维均有腔毛，截面均呈圆形或椭圆形，具有明显的髓质层。根据 绵羊毛判断，湖羊毛属于异质毛，应当按照级数毛的标准进行分级。湖羊毛纤维粗腔毛率 对不同部位湖羊毛的粗腔毛进行测试，得出的粗腔毛率结果见表。表 湖羊不同部位的羊毛粗腔毛率 部位次数有髓毛根数无髓毛根数粗腔毛率 平均粗腔毛率 颈部 背部 腹部 臂部 湖羊不同部位纤维粗腔毛率均大于，腹部的粗腔毛率甚至超过，说明湖羊毛整体具有较高的粗腔毛率。根据级数毛标准规定，湖羊毛的粗腔毛率仅符合 级毛的标准。粗腔毛率高的原因之一是湖羊患有皮炎之类的疾病或者营养不良，为了避免粗腔毛过多对羊毛品质产生影响，应及时注意湖羊身体表面清洁及饲养的营养搭配情况。湖羊毛纤维的长度分析 纤维长度直接影响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。因为羊毛纤维天然卷曲，因此羊毛纤维包括 种长度指标，即伸直长度和自然长度，自然长度在羊毛交易时，常作为分等作价的依据，伸直长度常作为纺纱时选毛和配毛的重要技术参数。湖羊不同部位的毛丛长度测试结果见表，湖羊不同部位的羊毛伸直长度测试结果见表。表 湖羊不同部位的毛丛长度 部位最小值 最大值 平均值 值 颈部 背部 腹部 臂部 由表 可知，对于毛丛长度而言，不同部位的湖羊毛毛丛长度差距较大，岁龄的湖羊臂部毛丛长 毛纺科技 第 卷 第 期 年 月度最长，腹部次之，颈部最短，且湖羊腹部和臂部的羊毛毛丛长度更加均匀。表 湖羊不同部位的羊毛纤维伸直长度 部位有髓毛无髓毛最小值最大值平均值值最小值最大值平均值值颈部 背部 腹部 臂部 由表 可知，对于湖羊无髓毛纤维而言，背部的无髓毛纤维的伸直长度最长，臂部与颈部次之，腹部最短；而对于有髓毛而言，湖羊臂部有髓毛长度最长，颈部与背部次之，腹部最短，其中背部有髓纤维长度变化差异较大，可能是基因所致。湖羊毛纤维的细度分析 表 为湖羊不同部位的纤维直径测试结果，湖羊不同部位的毛纤维平均直径差异不大，其中腹部纤维的平均直径最大，颈部次之，背部和臂部相对较小。而对于同一部位的湖羊毛而言，纤维直径差异较大，且细度离散系数都很大，其中腹部最高，臂部和颈部次之，背部最小。造成细度离散差异大的原因可能与各部位粗腔毛的少量存在有关，粗腔毛纤维直径远远大于无髓毛。表 湖羊不同部位的纤维直径 直径范围各部位纤维在该直径范围内的根数颈部背部腹部臂部平均直径 值 湖羊毛纤维拉伸性能分析 纤维的力学性能直接影响纱线的力学性能，决定了纤维的加工性能和使用价值。湖羊毛纤维的断裂强力和断裂伸长率测试结果见表。表 湖羊不同部位的羊毛纤维拉伸性能 部位分类断裂强力断裂伸长率 最小值 最大值 平均值 值 最小值最大值平均值 值颈部有髓毛 无髓毛 背部有髓毛 无髓毛 腹部有髓毛 无髓毛 臂部有髓毛 无髓毛 由表 可知，同毛丛的有髓毛和无髓毛拉伸性能有明显差异。有髓毛的平均断裂强力较大，断裂伸长较小，值大。纤维断裂强力受纤维直径影响，纤维越粗，纤维断裂强力越大，但是有髓毛因为存在较大的髓腔，因此其断裂伸长低。湖羊颈部有髓毛的断裂强力平均值远大于其他部位有髓毛，臂部有髓毛断裂强力 值明显大于其他部位。在同一部位的毛丛中，无髓毛因细度较细，其断裂强力明显小于有髓毛，无髓毛的断裂伸长率明显大于有髓毛。不同部位中，腹部无髓毛的断裂伸长率明显大于其他部位，背部和颈部次之，臂部最小。湖羊毛的白度分析 毛织物色泽鲜亮程度与羊毛纤维白度有直接关系。羊毛纤维白度值越高，毛织物染浅色效果越好。羊毛纤维的颜色除了自身色素影响之外，还与饲养条件和环境有关。羊毛上附着的污染物在日光照射下，会在纤维表面产生黄色的顽渍，导致羊毛纤维白第 卷 第 期 年 月毛纺科技 度值降低。不同部位湖羊毛纤维白度测试结果见表。表 湖羊不同部位的湖羊毛纤维白度 部位最小值最大值平均值 值 颈部 背部 腹部 臂部 由表 可知，对于湖羊不同部位的毛纤维而言，颈部的毛纤维白度最低，背部白度最高。这是因为湖羊颈部羊毛长期堆积纠缠，杂质被包裹其中，导致颈部羊毛白度最低，而背部处于身体最高处，杂质最少，白度也就最高。湖羊在生长过程中也会不可避免地沾染上粪便、草屑、泥土、灰尘以及自身分泌的油脂等，这些外在因素均可能使湖羊不同部位纤维的白度产生差异。湖羊毛的含油脂率分析 羊毛含油脂率是评定羊毛品质的重要指标。油脂的主要功能是保护羊毛纤维的物理特性，如纤维强力以及纤维的伸长率；促进羊毛束的生成，形成毛丛，以免剪毛之前羊毛在羊身上发生毡缩。羊毛纤维油脂含量对纤维的强力、成纱、染色、后整理等都有影响。油脂含量过高，羊毛纤维发黏，容易吸附尘污；油脂含量过低，羊毛纤维容易产生静电，纺纱时落毛率、纱线断头率增加。湖羊不同部位的羊毛纤维含油脂率测试结果见表。表 湖羊不同部位的羊毛纤维含油脂率 部位样品干质量 抽滤瓶质量 油脂和抽滤瓶质量 含脂率 颈部 背部 腹部 臂部 由表 可知，对于湖羊不同部位的羊毛纤维而言，背部羊毛含油脂率最高，臂部最低。我国异质羊毛的含油脂率一般在 左右，因此湖羊含油脂率适中。结 论 本文对 岁龄湖羊不同部位的羊毛纤维进行测试与分析，得出以下结论：不同部位的湖羊毛粗腔毛率在 ；白度值在 左右；含油脂率在 左右，其中湖羊背部、腹部羊毛油脂含量接近，均高于颈部含油脂率，湖羊臂部羊毛含油脂率最低。不同部位的湖羊毛毛丛长度差距较大，湖羊的臂部毛丛最长，腹部次之，颈部最短。不同部位的湖羊毛纤维直径差异不大，但同一部位的毛纤维直径差异明显，值较大。湖羊的无髓毛纤维中，背部最长，臂部、颈部次之，腹部最短；湖羊的有髓毛纤维中，臂部最长，颈部、背部次之，腹部最短。湖羊同一部位中取得的有髓毛和无髓毛拉伸性能有明显差异。有髓毛的平均断裂强力较大，断裂伸长较小；湖羊颈部有髓毛的断裂强力平均值最大，湖羊臂部有髓毛的断裂强力 值明显大于其他部位。同部位的无髓毛断裂伸长率明显大于有髓毛，断裂强力明显小于有髓毛。在不同部位的无髓毛当中，腹部无髓毛的断裂伸长率明显大于其余部位纤维断裂伸长率。综合评价得出，湖羊毛背部纤维的质量最佳。参考文献：屠炳江，陈金丽 规模化湖羊场建设规划与羊舍设计 浙江畜牧兽医，（）：，（）：刘源 湖羊崛起肉羊养殖扩群明显 中国畜牧业，（）：，（）：西喻 湖羊成“领头羊”饲养量全省居首 湖州日报，（），（）刘会敏，陈家振“湖羊”地位及“后时代”应对策略 现代畜牧科技，（）：，“”，（）：梅自 强 纺 织 辞 典 北 京：中 国 纺 织 出 版社，：，王玉琴，韩文晶，程长伟，等 引种湖羊被毛的主要特性研究 中国草食动物科学，（）：，毛纺科技 第 卷 第 期 年 月 ，（）：李丽君，罗佳妮，唐雨蓉，等 废弃混杂湖羊毛 低熔点纤维针刺非织造布的制备及性能研究 产业用纺织品，（）：，（）：辜惠珊，黎秋媛，戴桂香 浅析粗腔毛率的测定纺织报告，（）：，（）：陈睿 羊毛的主要物理特性及其影响因素 甘肃畜牧兽医，（）：，（）：密冲，保灵燕，王莹，等 不同品种绵羊羊毛品质分析 畜牧与兽医，（）：，（）：江汉良，吴济南 提高洗净羊毛白度的探讨 毛纺科技，（）：，（）：，金俊 澳大利亚美利奴羊毛油脂对于毛丛强力的影响研究 天津：天津工业大学，：，郭锦，王树根 超声波洗毛研究进展 毛纺科技，（）：，（）：欢迎订阅天津纺织科技天津纺织科技于 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