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1、新型纖維——拉伸羊毛纖維及其應(yīng)用劉建華（天津紡織工程研究院，天津）摘要：本文論述了新型纖維-拉伸羊毛纖維的概念，產(chǎn)生與發(fā)展。細(xì)化機理、工藝流程、特征及在紡織工業(yè)中的應(yīng)用。結(jié)果顯示：新型纖維拉伸羊毛纖維性能優(yōu)越，提升了羊毛纖維的服用性能。順應(yīng)了當(dāng)今毛紡產(chǎn)品輕薄化、高檔化趨勢，在世界紡織業(yè)對細(xì)毛和超細(xì)羊毛的需求大幅增加的前提下，具有廣泛的發(fā)展空間。關(guān)鍵詞：拉伸羊毛；原理；工藝流程；拉伸特性；應(yīng)用1前言：拉伸羊毛纖維是一種細(xì)化了的羊毛纖維，它是將普通羊毛纖維在適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)助劑及濕熱條件下進(jìn)行機械拉伸，再將拉伸后的細(xì)
2、化纖維進(jìn)行熱及化學(xué)定型而形成的一種新型纖維。此纖維可將普通羊毛細(xì)度降低2-4μm，長度增加50%左右。由于細(xì)化后羊毛截面的變化，分子間作用力的加強及表面鱗片的改變等因素，使其形成了一種具有真絲般光澤及羊絨般手感，兼具絲光防縮羊毛性質(zhì)，又對羊絨斷裂強度低形成互補的新型纖維。用此纖維生產(chǎn)出的面料其手感和外觀方面增加了新美感，其織物具有獨特的風(fēng)格特征，主觀評價認(rèn)為：拉伸羊毛產(chǎn)品手感似羊絨，外觀似真絲，綜合風(fēng)格更接近于絲毛產(chǎn)品風(fēng)格【1】。與普通羊毛一樣可加工成各種毛粗、精紡的機織和針織產(chǎn)品。因此這種纖維的問世，順應(yīng)
3、了當(dāng)今毛紡織品輕薄化、高檔化趨勢，具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?拉伸羊毛纖維的產(chǎn)生與發(fā)展132.1拉伸羊毛纖維的產(chǎn)生拉伸羊毛由澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)組織（CSIRO）和國際羊毛標(biāo)準(zhǔn)公司（TWC）聯(lián)合開發(fā)，從1984年提出到1998年實用化用了15年的時間，通過基本構(gòu)想、基礎(chǔ)試驗、stratchingofstaplefibres專利TwistingDevice專利、1.2號樣機、制品開發(fā)簽署、確定染整工藝、確定加工許可及簽署生產(chǎn)開始等一整套研究和工業(yè)化運作【2】，最終形成了（OptimFine）拉細(xì)羊毛和（Optim
4、Max）拉細(xì)蓬松羊毛產(chǎn)品。其中OptimMax是將羊毛纖維拉伸后，進(jìn)行暫時定型，與其他纖維混合后，使其在一定的條件下，破壞其暫時定型產(chǎn)生回縮，而形成的膨化纖維。OptimFine就是我們文中涉及的拉伸羊毛纖維。在競爭日益激烈的毛紡織市場上，為羊毛纖維的應(yīng)用樹立了信心。2.2國內(nèi)外拉伸羊毛的發(fā)展概況20世紀(jì)80年代初澳大利亞CSIR0(聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織)的羊毛研究所開始提出并著手研究羊毛纖維細(xì)化的可能性，其背景在于羊毛高支化以羊種改良過于漫長、成本又高，人工細(xì)化加工可能更快。澳大利亞科學(xué)家花了10多年時
5、間，在1993年推出了羊毛細(xì)化加工技術(shù)，并在1995—1998年先后在歐洲、日本、美國、澳大利亞和新西蘭知識產(chǎn)權(quán)局申請了專利。同期，日本學(xué)者亦有相應(yīng)的研究和專利。中國市場上，OptimFine由鹿王羊絨集團公司獨家引進(jìn)并投放市場。由于拉伸羊毛纖維具有高額的產(chǎn)品附加值，國內(nèi)相繼進(jìn)行了拉伸羊毛的研究，如：上海東華大學(xué)與上海毛麻研究所合作、天津工業(yè)大學(xué)與鄂爾多斯合作分別進(jìn)行了拉伸羊毛的研究，13并形成了相關(guān)的技術(shù)專利。2.3本文拉伸羊毛纖維的研究進(jìn)展本文所述的拉伸羊毛纖維是對澳大利亞、日本及國內(nèi)相關(guān)設(shè)備、技術(shù)、工
6、藝進(jìn)行全面分析，于2001年立項，并通過小試、中試及連續(xù)化生產(chǎn)設(shè)備的試制，提出了彌補同類技術(shù)中不足點的拉伸羊毛設(shè)備、細(xì)化方法及工藝、采用本設(shè)備、技術(shù)及工藝有效地控制了拉伸后羊毛纖維的沸水回縮率，同時具備了經(jīng)濟、耐用、效率高的特點。經(jīng)過連續(xù)化試生產(chǎn)，生產(chǎn)出了質(zhì)量穩(wěn)定的拉伸羊毛纖維。本文所述的拉伸羊毛纖維的性能特征及在紡織品中的應(yīng)用，與國外同類纖維對比均選用此纖維。本項目是2006年國家發(fā)改委紡織專項項目，2008年獲得天津市科委——天津市科技創(chuàng)新專項資金項目（羊毛物理細(xì)化關(guān)鍵技術(shù)及制品開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化），已申報了
7、4項發(fā)明專利。3拉伸羊毛纖維細(xì)化的原理及主要工藝流程3.1羊毛纖維的結(jié)構(gòu)特征羊毛纖維的大分子是由多種α-氨基酸用酰胺鍵（又稱肽鍵）連接而成的鏈狀大分子，不同分子鏈之間的氨基酸還可以形成大量的氫鍵、羊毛大分子主鏈間能形成二硫鍵、鹽式鍵和氫鍵等空間橫向連接。羊毛大分子鏈的單分子空間形式通常有兩大類，一類是螺旋狀，通常情況下羊毛纖維單分子以α-螺旋鏈狀態(tài)存在，當(dāng)羊毛纖維受到特定的條件處理時，分子形狀由α-型變成伸長的β型結(jié)構(gòu)，這種空間結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，使羊毛具備了被拉伸的潛力。3.2羊毛纖維的拉伸特性13羊毛在有水分的
8、條件下拉伸，根據(jù)紡織材料學(xué)的基本理論，開始階段形成的主要特征滿足于虎克定律，分子運動的能量很低，不足以克服主鏈內(nèi)旋轉(zhuǎn)的位壘，只是那些較小的運動單元、側(cè)基短的側(cè)鏈和鍵角的變化，形變很小，形變與受力大小成正比，當(dāng)應(yīng)力超過屈服點之后，形變變化明顯【3】。通過對羊毛纖維不同條件下的拉伸特性（如圖1）可以看出采用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)和物理手段，合理回歸應(yīng)力、應(yīng)變的變化關(guān)系是羊毛拉伸的基本前提。圖1：羊毛拉伸拉力（g）伸長（mm）關(guān)系
