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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)對細毛和超細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行機械拉伸，再將拉伸后的細
2、化纖維進行熱及化學(xué)定型而形成的一種新型纖維。此纖維可將普通羊毛細度降低2-4μm，長度增加50%左右。由于細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）拉細羊毛和（Optim
4、Max）拉細蓬松羊毛產(chǎn)品。其中OptimMax是將羊毛纖維拉伸后，進行暫時定型，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
