牦牛不同性別及各部位纖維性能研究范文

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摘要:為了進一步分析牦牛絨纖維的性能，選取西藏自治區當雄縣不同性別牦牛各部位纖維，通過測試其長度、線密度、斷裂強度、油脂含量及成分等指標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構與纖維的主體長度進行表征，使用萬能纖維儀測試纖維的線密度及其力學性能，并利用氣相色譜法分析樣品的油脂含量。結果表明:樣本的主體長度為14.12～39.77mm，線密度為2.69～4.28dtex，斷裂強度為1.38～1.74cN/dtex，其中公牛比母牛絨纖維更長、更細，但強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。

關鍵詞:牦牛絨;性別;部位;長度;強度;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。全世界現有牦牛近1600萬頭，其中中國有1500余萬頭，是世界上擁有牦牛數量和品種最多的國家，約占世界牦牛總數的92%以上［2］。牦牛全身的利用價值都很高，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，紡織用的牦牛絨產品可分為針織和機織二大類，其產品特點是手感柔軟、滑爽、細膩、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行研究，得出牦牛絨纖維長度以連續狀態排列，纖維長度越長，根數越少，單根纖維質量越大。牦牛身上的毛有絨和毛之分，不同部位毛的形態差異很大，既有極粗長的尾毛(長度達40cm)，又有極細短的絨毛(僅30mm左右)，公牦牛被毛長度與母牦牛被毛長度也有差異［7］。不同地區的牦牛絨纖維有一定的差異，制成紡織品的質量也有不同［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、紡紗、織造、整理、產品品種等研究，有利于擴大其使用范圍和提高產品質量［9］。本文從西藏當雄地區牦牛身上取樣，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、強度、拉伸性能已有相關的研究，但針對牦牛身體部位、性別2個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性能、化學成分進行對比分析，并進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，對可紡纖維的應用提供一定的實驗基礎和參考。

1實驗部分

1.1原料選取的牦牛絨由實驗人員在夏季從當雄地區牦牛身上取下，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，不經洗滌，采用原樣測試，確保樣品不因洗滌拉伸造成機械外力而影響實驗的準確性。

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進行表征，掃描其表面的鱗片結構;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纖維平均直徑;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纖維線密度，用測力綜合裝置測試纖維強伸性能。油脂含量由上海復昕化工技術服務有限公司進行測試。

2結果及分析

2.1纖維鱗片牦牛絨纖維表面與羊絨相似，由角質層、皮質層、髓質層3個部分組成，其中角質層即鱗片層，規整地包覆在纖維表面，具有保護纖維毛絨的內層組織，抵抗外界機械、化學等腐蝕的功能。頸部牦牛絨纖維排列較其他部位規整度低，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值，反映纖維本身的品質與性能，故為纖維最重要的指標之一，是紡織加工中必檢參數，纖維長度對毛紗品質有較大影響。當紡紗支數一定時，長纖維紡成的紗強度高、條干好，紡紗斷頭率低。根據GB/T6098.1—2006《棉纖維長度試驗方法第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，再利用公式計算出纖維長度。2.2.2測試結果及分析纖維各項性能測試結果見表1。可以看出，母牛纖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歲牦牛因發育不成熟而導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重要指標，纖維越細，成紗質量越好。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，在萬能纖維儀上進行測試。其中頸部、背部、后腿對應的母牛牦牛絨纖維線密度均略大于公牛。與直徑測試結果相符，公牛牦牛絨略細于母牛，背部牦牛絨略細于其他2個部位。2.5纖維強伸性斷裂解強度是評定毛絨纖維的重要指標，對纖維的加工工藝特性有較大影響［10］。纖維強力是影響紗線強力的直接因素，強力決定了其用途。由強力數值可區分正常纖維和弱節，是紡紗前不可或缺的測試指標，有助于挑選出適宜紡紗的纖維。從表1可看出，牦牛絨纖維斷裂強度范圍為1.38～1.74cN/dtex。1歲母牛頸部、背部、后腿3個部位的斷裂強度差異不明顯，5歲母牛后腿部位絨的斷裂強度最大，為1.74cN/dtex，但斷裂強力、斷裂功、斷裂伸長并不是最大。1歲之后的牦牛，纖維斷裂強度大小為后腿部位＞背部＞頸部，后腿部位纖維強度值較大的原因與其含絨量較低有關，母牛絨纖維的強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主要為飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸，其中總脂肪的檢測依據GB/T22223—2008《食品中總脂肪、飽和脂肪(酸)、不飽和脂肪(酸)的測定水解提取－氣相色譜法》測定，碘值參照GB/T5532—2008《動植物油脂碘值的測定》測定，其余指標采用氣相色譜－質譜聯用儀(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量與效率，并且如果不經過一定的前處理，纖維易發酸發臭，難以保存，因此用于紡紗的牦牛絨纖維需經過一定的洗滌。牦牛纖維油脂含量測試結果見表2。

3結語

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，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，按照纖維越細越長越適宜紡紗的理論，公牛牦牛絨更優。同一年齡、性別，不同部位的牦牛絨，斷裂強度為后腿＞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，因此必須將纖維進行洗滌除油后再投入生產。線密度、長度最佳的牦牛背部纖維，強力不是最大的，在實際生產過程中，應根據產品的要求來選擇合適的纖維。

參考文獻:

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［3］陳濤．淺談牦牛絨的物理性能和應用［J］．中國纖檢，2010，21(1):80－81．

［4］汪興鋒，徐伯俊，劉新金．4種牦牛絨纖維物理機械性能測試［J］．上海紡織科技，2015，43(5):51－53．

［5］蘇瓊．牦牛絨、綿羊絨纖維與山羊絨纖維的比較［J］．上海毛麻科技，2015(4):32－35．

［6］吳娟，謝春萍，楊艷春，等．牦牛絨纖維長度分布［J］．毛紡科技，2015，43(7):1－5．

［7］崔萬明．牦牛絨的各項性能分析［J］．上海紡織科技，2002，30(3):11－13．

［8］王亞中，蘆玉花．牦牛絨(毛)的纖維特征和性能分析［J］．毛紡科技，2002，30(1):1－5．

［9］姚穆．我國紡織纖維原料面臨的挑戰及應對策略［J］．棉紡織技術，2011，39(10):613－616．

［10］于偉東．紡織材料學［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