牦牛不同性別及各部位纖維性能研究范文

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摘要:為了進(jìn)一步分析牦牛絨纖維的性能，選取西藏自治區(qū)當(dāng)雄縣不同性別牦牛各部位纖維，通過測試其長度、線密度、斷裂強(qiáng)度、油脂含量及成分等指標(biāo)對比研究其性能的差異。采用SEM掃描電鏡與視頻顯微鏡對牦牛絨纖維的表觀鱗片結(jié)構(gòu)與纖維的主體長度進(jìn)行表征，使用萬能纖維儀測試?yán)w維的線密度及其力學(xué)性能，并利用氣相色譜法分析樣品的油脂含量。結(jié)果表明:樣本的主體長度為14.12～39.77mm，線密度為2.69～4.28dtex，斷裂強(qiáng)度為1.38～1.74cN/dtex，其中公牛比母牛絨纖維更長、更細(xì)，但強(qiáng)力略小于母牛絨纖維，同性別和年齡牦牛，不同部位纖維比較，后腿部位的牦牛絨纖維主體長度更長。隨著牦牛年齡的增大，牦牛絨總脂肪、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸和碘值含量均增大。

關(guān)鍵詞:牦牛絨;性別;部位;長度;強(qiáng)度;脂肪

牦牛是高山草原的特有家畜，大多生長在海拔3000m以上的高寒地帶，其廣布于歐亞大陸東北部［1］。我國的牦牛主要生活于西藏、青海、新疆、甘肅、四川、云南等省區(qū)。全世界現(xiàn)有牦牛近1600萬頭，其中中國有1500余萬頭，是世界上擁有牦牛數(shù)量和品種最多的國家，約占世界牦?？倲?shù)的92%以上［2］。牦牛全身的利用價(jià)值都很高，它的毛可做衣服或帳篷，皮是制革的好材料［3］。牦牛絨是特種動物纖維中性能僅次于羊絨的高檔原料，紡織用的牦牛絨產(chǎn)品可分為針織和機(jī)織二大類，其產(chǎn)品特點(diǎn)是手感柔軟、滑爽、細(xì)膩、舒適、有彈性［4－5］。吳娟等［6］對紫牛絨和棕牛絨纖維長度分布進(jìn)行研究，得出牦牛絨纖維長度以連續(xù)狀態(tài)排列，纖維長度越長，根數(shù)越少，單根纖維質(zhì)量越大。牦牛身上的毛有絨和毛之分，不同部位毛的形態(tài)差異很大，既有極粗長的尾毛(長度達(dá)40cm)，又有極細(xì)短的絨毛(僅30mm左右)，公牦牛被毛長度與母牦牛被毛長度也有差異［7］。不同地區(qū)的牦牛絨纖維有一定的差異，制成紡織品的質(zhì)量也有不同［8］。牦牛毛(絨)為我國的特種動物纖維，對其理化性能、分梳技術(shù)、紡紗、織造、整理、產(chǎn)品品種等研究，有利于擴(kuò)大其使用范圍和提高產(chǎn)品質(zhì)量［9］。本文從西藏當(dāng)雄地區(qū)牦牛身上取樣，從1～5歲的公、母牦牛上分別抽取頸、背、后腿部位的纖維。前人對牦牛絨長度、線密度、強(qiáng)度、拉伸性能已有相關(guān)的研究，但針對牦牛身體部位、性別2個(gè)因素對牦牛絨纖維性能影響的研究較少。本文采用手扯長度法、顯微鏡法、萬能纖維測試儀、油脂含量測試法等對牦牛絨的物理力學(xué)性能、化學(xué)成分進(jìn)行對比分析，并進(jìn)一步探究影響其性能的因素，以提高牦牛絨纖維的利用率從而避免資源浪費(fèi)，對可紡纖維的應(yīng)用提供一定的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和參考。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1原料選取的牦牛絨由實(shí)驗(yàn)人員在夏季從當(dāng)雄地區(qū)牦牛身上取下，采用鐵絲抓子由前向后、由上而下梳抓絨毛，毛、絨一次一起剪下，然后再分成粗毛和絨，分別包裝放置。分別選取1～5歲的公牛和母牛的頸、背、后腿處纖維，不經(jīng)洗滌，采用原樣測試，確保樣品不因洗滌拉伸造成機(jī)械外力而影響實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。

1.2儀器及測試方法使用SEM電鏡(JSM-6510LV，日本電子株式會社)對牦牛絨纖維表觀形態(tài)進(jìn)行表征，掃描其表面的鱗片結(jié)構(gòu);采用手扯長度法，測量纖維的主體長度;使用視頻顯微鏡(OLYMPUSDSX510，日本)，并采用顯微鏡投影法測試?yán)w維平均直徑;采用萬能纖維儀(TEXTECHNO-FAVIMAT-AIRBOT，德國)，該儀器由單纖維萬能測試儀FAVIMAT和自動取樣機(jī)AIROBOT2組成，為短纖維測試儀器，使用該儀器并采用聲波激振法測試?yán)w維線密度，用測力綜合裝置測試?yán)w維強(qiáng)伸性能。油脂含量由上海復(fù)昕化工技術(shù)服務(wù)有限公司進(jìn)行測試。

2結(jié)果及分析

2.1纖維鱗片牦牛絨纖維表面與羊絨相似，由角質(zhì)層、皮質(zhì)層、髓質(zhì)層3個(gè)部分組成，其中角質(zhì)層即鱗片層，規(guī)整地包覆在纖維表面，具有保護(hù)纖維毛絨的內(nèi)層組織，抵抗外界機(jī)械、化學(xué)等腐蝕的功能。頸部牦牛絨纖維排列較其他部位規(guī)整度低，且有部分鱗片翹起;背部和后腿部位的牦牛絨纖維排列齊整，其中背部的鱗片層比后腿部位薄，排列也沒有后腿部位的緊密。牦牛絨纖維SEM照片見圖1。

2.2纖維主體長度2.2.1測試原理纖維長度直接影響纖維的加工性能和使用價(jià)值，反映纖維本身的品質(zhì)與性能，故為纖維最重要的指標(biāo)之一，是紡織加工中必檢參數(shù)，纖維長度對毛紗品質(zhì)有較大影響。當(dāng)紡紗支數(shù)一定時(shí)，長纖維紡成的紗強(qiáng)度高、條干好，紡紗斷頭率低。根據(jù)GB/T6098.1—2006《棉纖維長度試驗(yàn)方法第1部分:羅拉式分析儀法》，使用羅拉式纖維長度分析儀，將一端排列整齊的纖維束，按一定組距分組稱量，再利用公式計(jì)算出纖維長度。2.2.2測試結(jié)果及分析纖維各項(xiàng)性能測試結(jié)果見表1?？梢钥闯觯概＠w維長度范圍低于公牛纖維，各部位各年齡階段纖維長度增減趨勢較為明顯，其中1、3、5歲母牛頸部牦牛絨對應(yīng)的主體長度呈明顯的下降趨勢。從同一年齡、同一部位的測試結(jié)果看出，公牛的主體長度更長。而同一性別和年齡，不同部位比較，后腿部位的牦牛絨纖維主體長度更長。

2.3纖維直徑隨機(jī)挑選牦牛絨纖維置于載玻片上，利用顯微鏡直接測量，并自動記錄平均值。公牛纖維的直徑范圍略大于母牛纖維，除1歲牦牛因發(fā)育不成熟而導(dǎo)致各部位纖維直徑差異不明顯外，其他幾組樣品中，背部絨的直徑均小于頸部和后腿部位的絨。隨著牦牛年齡的增加，牦牛絨的平均直徑有一定的增加，但波動不大，趨于穩(wěn)定。2.4纖維線密度線密度是纖維是否可用于紡織加工的一個(gè)重要指標(biāo)，纖維越細(xì)，成紗質(zhì)量越好。處于不同部位的牦牛絨纖維線密度不同，分別選用頸、脖、背、后腿部位的牦牛絨纖維，在萬能纖維儀上進(jìn)行測試。其中頸部、背部、后腿對應(yīng)的母牛牦牛絨纖維線密度均略大于公牛。與直徑測試結(jié)果相符，公牛牦牛絨略細(xì)于母牛，背部牦牛絨略細(xì)于其他2個(gè)部位。2.5纖維強(qiáng)伸性斷裂解強(qiáng)度是評定毛絨纖維的重要指標(biāo)，對纖維的加工工藝特性有較大影響［10］。纖維強(qiáng)力是影響紗線強(qiáng)力的直接因素，強(qiáng)力決定了其用途。由強(qiáng)力數(shù)值可區(qū)分正常纖維和弱節(jié)，是紡紗前不可或缺的測試指標(biāo)，有助于挑選出適宜紡紗的纖維。從表1可看出，牦牛絨纖維斷裂強(qiáng)度范圍為1.38～1.74cN/dtex。1歲母牛頸部、背部、后腿3個(gè)部位的斷裂強(qiáng)度差異不明顯，5歲母牛后腿部位絨的斷裂強(qiáng)度最大，為1.74cN/dtex，但斷裂強(qiáng)力、斷裂功、斷裂伸長并不是最大。1歲之后的牦牛，纖維斷裂強(qiáng)度大小為后腿部位＞背部＞頸部，后腿部位纖維強(qiáng)度值較大的原因與其含絨量較低有關(guān)，母牛絨纖維的強(qiáng)力值略大于公牛絨纖維。2.6纖維油脂含量牦牛為特種動物，生長在高寒、干燥地帶，又因自身遺傳因子的影響，油脂分泌旺盛。為探究不同年齡段牦牛絨的油脂含量、碘值及其他成分的差異性，以1、3、5歲牦牛背部的絨為例，并以1歲牦牛洗滌后的背部牦牛絨樣品為參照樣。油脂含量的測試指標(biāo)主要為飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸，其中總脂肪的檢測依據(jù)GB/T22223—2008《食品中總脂肪、飽和脂肪(酸)、不飽和脂肪(酸)的測定水解提?。瓪庀嗌V法》測定，碘值參照GB/T5532—2008《動植物油脂碘值的測定》測定，其余指標(biāo)采用氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)測定。隨著牦牛年齡的增大，牦牛絨總脂肪、飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸和碘值含量均增大，是由于年齡增大，牦牛代謝減慢，油脂堆積，洗滌后的牦牛絨纖維各指標(biāo)均有明顯下降。牦牛絨纖維油脂含量過多，纖維間抱合減弱，纖維易滑移，會在紡紗過程中影響成紗的質(zhì)量與效率，并且如果不經(jīng)過一定的前處理，纖維易發(fā)酸發(fā)臭，難以保存，因此用于紡紗的牦牛絨纖維需經(jīng)過一定的洗滌。牦牛纖維油脂含量測試結(jié)果見表2。

3結(jié)語

牦牛的生長與其他哺乳動物相似，隨著年齡的增加，牦牛絨的新陳代謝速率減慢，毛發(fā)的生長速度變緩，纖維主體長度呈下降趨勢，性能有所改變。不同部位的牦牛絨由于基因在生長過程中的選擇性表達(dá)，也存在差異性，其中頸部的牦牛絨主體長度較短，只適合短纖紗工藝，后腿和背部的纖維主體長度更長，適合做高檔紡織品原料。從同一年齡、同一部位纖維的測試結(jié)果看出，公牛牦牛絨的主體長度略長于母牛，并且直徑、線密度也略小于母牛，按照纖維越細(xì)越長越適宜紡紗的理論，公牛牦牛絨更優(yōu)。同一年齡、性別，不同部位的牦牛絨，斷裂強(qiáng)度為后腿＞背部＞頸部。隨著牦牛年齡的增加，纖維總脂肪含量增加，油脂過于旺盛會影響成紗過程中纖維的抱合，因此必須將纖維進(jìn)行洗滌除油后再投入生產(chǎn)。線密度、長度最佳的牦牛背部纖維，強(qiáng)力不是最大的，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的要求來選擇合適的纖維。

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［10］于偉東．紡織材料學(xué)［M］．北京:中國紡織出版社，2006．

作者：唐文楊 侯如夢 喻佳欣 黃政帥 陳悟 單位：武漢紡織大學(xué)