狗毛和兔毛纤维的结构与性能研究

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本文分析了中华田园犬、德国黑背狗的直针毛、两型毛和绒毛以及长毛兔、野兔的直针毛和绒毛的形态结构、力学性能和吸湿性能。对这些毛纤维的直径、长度、鳞片结构、髓腔结构、密度、二级结构、结晶度、弯曲、拉伸、摩擦、浸润和吸湿性能分别进行了测试,研究了不同纤维间形态结构和基本性能的差异以及毛纤维在生长过程中形态结构和基本性能的变化。此外,还测试了狗毛皮的传热系数和其毛被的基本性能并建立了毛皮传热系数和其毛被基本性能的回归方程。通过以上研究,本文得出下述主要结论:(1)两种狗毛的直针毛鳞片都是不规则的连续排列,鳞片边缘为锯齿形,而两型毛和绒毛的鳞片排列的比较规则,中华田园犬的两型毛和绒毛鳞片边缘为圆弧状,而德国黑背狗的两型毛和绒毛鳞片狭窄而细长,顶端非常尖锐。长毛兔直针毛的鳞片为波浪状的连续排列,其绒毛的鳞片为无规则的排列,野兔的直针毛和绒毛鳞片都是长斜条状的排列。且对于同种动物毛纤维,其绒毛鳞片的排列较两型毛和直针毛的更为紧密。此外,狗毛纤维直针毛的髓腔层呈现为一个絮状物的形态,两型毛是一个网络状的髓腔,而绒毛则是由片状物形成的格子状的单列髓。兔毛绒毛的髓腔层由片状物形成的格子状的单列髓,其直针毛的髓腔层呈现为格子状的多列髓。对于同种动物毛纤维,直针毛纤维含有最大的髓腔率,绒毛纤维含有最小的髓腔率。(2)酰胺I带的分析表明同一动物上的不同类型毛纤维和同种动物的同类型毛纤维的各二级结构含量百分比是有较大差距的。这些毛纤维从绒毛到两型毛再到直针毛,α-螺旋结构的含量越来越多,β-转角结构的含量越来越少,中华田园犬、德国黑背狗、长毛兔和野兔的直针毛的α-螺旋结构含量相对于绒毛分别增长了112.57%、73.37%、45.56%和15.05%,它们的直针毛的β-转角结构含量相对于绒毛分别减少了55.50%、44.97%、61.58%和64.81%,因为两型毛纤维是由绒毛纤维生长形成的,这说明毛纤维在生长过程中β-转角结构不断的向α-螺旋结构转变。(3)随着毛纤维的生长,纤维的结晶结构也越来越完善。在两种狗毛的三种毛纤维中,都是两型毛的结晶结构最完善,绒毛的结晶结构最不完善。兔毛纤维中直针毛的结晶结构比绒毛更加完善。同一动物的毛纤维的结晶度不都是相近的。(4)狗毛和兔毛纤维有着相似的弯曲性能,且随着纤维直径的增加,纤维的等效弯曲模量也随之增加,但两者之间并无一定的比例关系。此外,随着纤维的弯曲刚度在一定程度内的增加,纤维集合体的保温性能也会得到一定的增加。(5)对于同种动物,绒毛纤维具有最大的应力和最小的伸长率,直针毛纤维具有最小的应力和最大的伸长率,绒毛纤维顺逆鳞片的动静摩擦系数是三种毛纤维中最大的,而直针毛纤维顺逆鳞片的动静摩擦系数是三种毛纤维中最小的,其中两型毛的缩绒性最好,直针毛的缩绒性最差。此外,纤维的摩擦系数越大,纤维集合体的保温性能也好。(6)两种狗毛纤维和两种兔毛纤维都是可浸润的,且两种狗毛纤维比两种兔毛纤维更易浸润。对于同种动物毛纤维,绒毛纤维最易浸润,直针毛纤维最难浸润,且绒毛纤维的平衡回潮率是三种毛纤维中最大的,直针毛纤维的平衡回潮率是最小的。两种兔毛的平衡回潮率相差不大且都大于两种狗毛纤维的平衡回潮率。(7)建立了狗毛皮传热系数和毛被直针毛长度、两型毛长度、绒毛长度和毛密度的关系式,根据此关系式可以较简单方便的通过毛被的基本性能来预测毛皮的传热系数,且误差基本上都控制在5%以内。
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