纤维化学与物理-第三章蛋白质纤维-羊毛

3.2羊毛纤维

P208-225

一、羊毛的形态结构二、羊毛的表观性状三、羊毛的近程结构（化学组成、分子结构）

四、羊毛的远程结构（构象）

五、羊毛的聚集态结构六、羊毛纤维的性能第三章蛋白质纤维1使用羊毛的历史：新石器时代，公元前3000～4000年羊毛的特性：光泽柔和，手感丰满而富有弹性，悬垂性良好，吸湿透气，穿着舒适保暖，不易沾污，抗皱性较好，耐磨性优良羊毛的用途：精纺或粗纺的高级面料；家纺及装饰用品；工业用呢等最高档的纺织纤维之一2天然动物毛包括：羊毛（绵羊毛：主产地澳大利亚、俄罗斯、新西兰、中国、阿根廷）山羊绒（开司米

Cashmere）马海毛（安哥拉山羊毛，原产于土耳其的安哥所拉省，现有南非、土耳其、美国三大产地，是长羊毛）兔毛骆驼毛（绒）牦牛毛（绒）等3羊毛通常是指绵羊毛，产量占纺织纤维的5%左右。原毛：从羊身上剪下的毛原毛组成：羊毛纤维占40％～70％杂质：羊脂、羊汗、泥沙、污物及草籽、草屑等。净毛率：羊毛纤维在原毛中的含量百分率，随羊毛品种和羊的生长环境等不同有很大变化原毛不能直接用来纺织，必须经过初步加工（选毛、开毛、洗毛、炭化等），才能获得较为纯净的羊毛纤维。4羊毛的初加工：选毛：按原毛品质加以区别分类，如把羊肩、背、腿、尾、头等处毛分开开毛：利用开毛机使其松散，并除去部分泥沙、尘土洗毛：除去羊毛脂和羊毛汗为主，同时也去除泥沙、粘土等炭化：用H2SO4除去植物性杂质稀H2SO4浸渍→低温烘干→高温焙烘（酸液浓缩，使纤维素脱水甚至炭化变焦脆）→通过机械作用粉碎除去5Sheep：——Merino——LeicesterGoat：——Chinesecashmere6一、羊毛的形态结构横截面：椭圆形（长短轴之比为1.1～1.3），越细越接近圆形；纵向：鳞片，卷曲近似于椭圆柱状的形状，不同品种的羊毛直径、长度、卷曲以及起鳞程度等差异很大。形态结构模型如P209图5－8所示。7三部分：包覆在纤维外部的鳞片层组成羊毛实体的皮质层处于纤维中心的髓质层细羊毛无髓质层各部分成分见P209表5－381.鳞片层（cuticle）由角质化的扁平状细胞通过细胞间质粘连而成，是羊毛纤维的外壳。鳞片形状：如鱼鳞或瓦片一样，重叠覆盖排列方式：定向，自由端均指向毛尖方向并包覆在羊毛纤维的表面鳞片大小：各种羊毛的鳞片基本相近，平均宽度约28微米、长度约36微米、厚度约0.5～1微米。鳞片覆盖密度：差异较大：一般细羊毛鳞片的可见高度（鳞片暴露程度）低于粗羊毛，其鳞片层的总厚度则较粗羊毛的大。9鳞片排列的密度和鳞片伸出羊毛表面的程度，对羊毛光泽和表面性质影响较大。细羊毛鳞片排列紧密，呈环状覆盖，伸出端较突出，呈漫反射，光泽柔和；粗羊毛鳞片排列较疏，呈瓦片状或龟裂状覆盖，摩擦系数大，并有优良的缩绒性，同时鳞片面积较大而且光滑，光泽比细羊毛明亮。10鳞片层约占羊毛总量的10％，结构十分复杂（如P210图5－9所示），分为：鳞片表层鳞片外层鳞片内层11（1）鳞片表层又称表皮细胞薄膜层，含量少，重量约占羊毛的0.1％，厚度约3nm，却是羊毛结构研究的重点之一。由动物细胞表面的原生质细胞膜转化而成，具有良好的化学惰性，耐碱、氧化剂、还原剂和蛋白酶等。根本原因在于其独特的化学结构：表面呈整齐的单层类脂结构，且非极性基团外露，厚度约为0.9nm。主要成分为18－甲基二十酸和二十酸，与羊毛鳞片表层的蛋白之间以酯键和硫酯键结合。类脂层之下为蛋白层，该蛋白层在肽链间除有二硫键交联外，还存在酰胺键交联（据估计，鳞片表层中50％的赖氨酸和谷氨酸残基形成了酰胺键交联），因此耐化学性能较强。12（2）鳞片外层：位于鳞片表层之下，是一层较厚的蛋白质，在整个羊毛鳞片中厚度分布并不均匀。主要由角质化蛋白质构成，细羊毛中其重量约总重量的6.4％，结构坚硬难以被膨化，是羊毛鳞片的主要组成部分。可以细分为鳞片外A层和鳞片外B层：A层位于羊毛的外侧，具有很高的含硫量，胱氨酸残基的含量约占35％（摩尔分数），即每三个氨基酸残基中就有一个胱氨酸残基，因此难以膨化，是羊毛结构中含硫量最高的部位。B层位于内侧，含硫量稍低，但仍比其他部位的高。鳞片外层内的蛋白质分子肽链主要是以无定形形式存在，因为胱氨酸含量过多，难以有效形成有序排列。胱氨酸以大量-S-S-形式存在，致使A层微结构十分致密、坚硬，有保护毛干的作用，能经得起生长过程中的风吹日晒，经得起一般氧化剂、还原剂以及酸碱的作用，性质远比皮质层稳定，因此在羊毛的漂、染等过程中成为了阻挡各种试剂扩散的“障壁”。13（3）鳞片内层位于鳞片层的最内层，由含硫量很低的非角质化蛋白质构成，其厚度在整个鳞片中的分布也不均匀，细羊毛中其重量约占3.6％。鳞片内层中只含约3％（摩尔分数）的胱氨酸残基，且极性氨基酸的含量相当丰富，所以其化学性质活泼，易于被化学试剂、水等膨润，可被蛋白酶消化。14鳞片层的作用：①鳞片是角质化了的细胞，可以保护羊毛内层组织，抵抗外界机械、化学作用等的侵蚀。②鳞片的排列具有方向性，前缘向着纤维顶端，形成一个突出物，因此羊毛纤维之间从不同方向摩擦时，会产生定（异）向摩擦效应DFE，结合机械、水、热、化学等的作用，会产生缩绒作用，过于激烈，则导致羊毛毡化。③影响纤维的光泽：细羊毛鳞片多属环状，呈漫反射，光泽柔和暗淡；粗羊毛鳞片面积较大且光滑，光泽明亮。DFE：逆鳞片层方向的摩擦系数与顺鳞片层方向的摩擦系数之差。可以进行缩绒加工和防缩加工。

采用化学方法破坏其鳞片结构（减法）或对其进行表面树脂处理（加法），称为防缩加工。152.皮质层（cortex）由皮质细胞通过细胞间质粘连而成，是羊毛纤维的重要组成部分，占羊毛总体积的75％～90％。由纺锤形细胞组成，其主要成分是由各种氨基酸组成的角质蛋白（角朊），决定着羊毛的主要物理、机械和化学性能。皮质细胞长约80～130微米，粗约2～5微米。16Leicester

woolcorticalcells17Cashmeredown

corticalcells18GoatguardhaircorticalcellsManycellsareshortandfat.Somecellscarryaridgedpattern19角朊是α－氨基酸缩合而成的链状大分子，大分子链间形成各种副键（包括肽键），使角朊大分子形成网状结构。这些副键的键能不一样，易被拆散和重建，所以羊毛的角朊分子实际上是属于一种动态平衡的网状结构大分子。羊毛的多缩氨基酸以螺旋形式存在，属α－螺旋构象，称为α－型角朊。平均每两个螺旋圈中含7个α－氨基酸单元，螺旋周期约为0.51nm。在张力和湿热的条件下，纤维伸长，大分子链伸直，可变成曲折的β－型角朊，如果去掉张力，又可以回复到α－型。20皮质细胞一般分为两种：O皮质细胞（正皮质细胞，ortho-corticalcell）：结构相对疏松P皮质细胞（副皮质细胞，para-corticalcell）：结构相对紧密个别纤维中有时还含有介于两者之间的皮质细胞，但较为少见。不同总类的羊毛纤维，其O、P皮质细胞所占的比例以及分布差异极大：美利奴羊毛具有双侧（边）结构（doublesidestructure）；马海毛的O、P皮质细胞呈轴向分布，O皮质细胞处于中心。21O皮质细胞:由直径为100-300nm甚至2µm左右的大原纤组成，结构较疏松；含硫量较P皮质细胞的低，吸湿性较强，对碱性染料的亲和力较强，易于染色，对酶和一些化学试剂的反应活泼性也较高。P皮质细胞：由直径为20～50nm的微原纤直接组成，结构较紧密；含硫量较高，对化学试剂的反应性稍差，对酸性染料的亲和力相对较强。皮质细胞中的多肽分子呈特殊规整排列，赋予了羊毛纤维优良的机械力学性能，而原纤之间的空隙则有利于染料溶液等进入细胞之间。22在羊毛的同一横截面上，O皮质细胞的含量高于P皮质细胞。细羊毛：两种皮质细胞分别聚集在毛干的两半边，并且沿纤维轴向互相缠绕，O皮质细胞始终位于羊毛卷曲波形的外侧，而P皮质细胞则位于卷曲波形的内侧。O、P皮质细胞的双侧异构分布结构（双侧结构）导致了羊毛纤维的天然卷曲。（P213图5－10）粗长的羊毛：O皮质细胞较集中于毛干的中央，P皮质细胞呈环形分布于周围，因此很少卷曲甚至没有卷曲。233.髓质层（medulla）由结构疏松、内部充有空气的薄膜细胞所组成，彼此联系成网状。髓质层可以贯通整根羊毛纤维；有的具有不连续的髓质层；细羊毛（如美利奴羊毛）中则几乎没有髓质层。髓质层愈多，愈硬，强度愈低，卷曲愈少，弹性愈低；髓质层愈少，愈软，强度愈高，卷曲愈多，弹性愈高；不同类型羊毛的髓质层形状如P213图5－11所示。VerylargemedullaThinwall24按毛纤维的组织结构分类：1、细绒毛（无髓毛）

弯曲多，细度均匀，d＜30um，制造精纺呢绒，羊毛衫。平均细度为14-16um的细绒毛称为羊绒。2、两型毛：粗细不太均匀，d＝30～52.5um，介于有髓毛和无髓毛之间，有断断续续的髓质层，适合中档呢绒。3、发毛，粗羊毛（有髓毛——连续髓质层）

细刚毛：卷曲甚少，粗直，光泽强，d＝52.5～75um；制造长毛绒织物的优良原料。

粗刚毛：纤维粗直，无弯曲，长度较长，d＞75um；手感粗硬，无卷曲，有耐压缩弹性，适合制造地毯。髓质层连续长度达25mm以上、宽度超过羊毛纤维1/3以上的叫做腔毛。

4、死毛：

除鳞片层外，几乎全是髓质层。纤维粗短刚直，脆弱易断，色泽枯白，不易染色，没有纺织价值。254.细胞膜复合体（CMC-cellmembranecomplex

）指两相邻细胞的细胞膜原生质和细胞间质所组成的整体，在羊毛的毛囊中形成，由活性细胞的细胞膜和细胞间质演化而来。含量很少（占羊毛重量的3％～5％），但由于CMC以网状结构存在于整个羊毛结构中，是羊毛内部唯一连续的组织，因而对羊毛的机械性能起着至关重要的作用。26CMC主要由三部分组成：一是柔软的、易溶胀的细胞胶粘剂即细胞间充填物（δ层），该部分有轻微交联的球状蛋白；二是类脂双分子结构（β层）；三是处于球状蛋白和类脂结构之间的耐化学蛋白层，即惰性膜层。27（1）δ层：主要由非角质化蛋白质构成。在构成此类蛋白质的氨基酸残基中，胱氨酸残基含量极低，而甘氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸等带有疏水性侧基的氨基酸残基含量最高。δ层的性质柔软，易于膨化，是CMC中较为薄弱的部分，其厚度约15nm，但各处不一，细胞间的空隙均被其充填。28（2）β层：β层具有双分子层脂膜的结构特征，约占羊毛重量的1.5％，可以部分溶解于甲酸和有机溶剂中。（3）惰性膜层：角质化蛋白质，具有较好的化学稳定性。29CMC是羊毛除鳞片表层以外的内部脂质，脂质分布范围占整个毛干纤维的57％，是羊毛的主要结构脂质，占羊毛质量分数的5％～7％，在鳞片和皮质细胞之间的CMC厚约28nm。CMC脂质与蛋白质结合形成脂蛋白，能围绕羊毛纤维形成一个连续的网状结构，对鳞片细胞之间、鳞片与皮质细胞之间产生粘合作用，是鳞片和皮质细胞的重要粘合剂。CMC脂质与人表皮角质层脂质类同，主要组分为:脂酰基鞘氨醇、胆固醇硫酸酯、胆固醇等。当羊毛受到各种物理化学因素影响时，也会导致羊毛中CMC含量的减少，结果导致鳞片细胞脱落，鳞片翘起。30二、羊毛的表观性状1、密度羊毛的密度（1.32g/cm3）低于棉纤维（1.54g/cm3）、麻纤维、粘胶纤维和涤纶（1.38g/cm3），又有一定的卷曲度，所以羊毛比棉和涤纶等更为蓬松、保暖。各种纤维的密度如P114图3－1所示。312、细度羊毛的细度差异很大，最细羊毛的直径为7～8微米，粗羊毛直径可达200微米。同一根羊毛，不同位置的细度差异也可达5～6微米。羊毛纤维的截面一般为椭圆形，其长短轴之比，细羊毛为1～1.2，半细羊毛为1.05～1.5，粗羊毛大于1.5。羊毛愈细，纺成纱后截面不匀率愈小，条干愈均匀，当然，过细的羊毛纺纱时也容易产生疵点。羊毛纤维的细度与手感、光泽、织物风格以及起球、耐磨性、强度等力学性能都有密切的关系。323．长度羊毛存在自然卷曲，长度可分为自然卷曲长度（又称为毛丛长度）和伸直后长度。自然卷曲长度是毛丛两端间的直线距离，一般不特别注明的羊毛纤维长度就是指自然卷曲长度。中国细羊毛的长度为55～90mm，半细羊毛长度为70～150mm，粗羊毛长度为60～400mm。334．卷曲度沿羊毛纤维长度方向，存在周期性的自然弯曲，一般以每厘米长羊毛的卷曲个数来表征羊毛卷曲的程度，称为卷曲度。羊毛纤维的各种卷曲形态如P215图5－12所示，可以分为7种类型。羊毛的卷曲形态对毛纺织加工和成品的品质有较大影响，卷曲度和卷曲的形状与毛纱的柔软及弹性等有关。某些具有三维空间卷曲形态的羊毛，如螺旋形弯曲的羊毛，缩绒性不好，成品手感松散，质量较差。34三、羊毛的近程结构（化学组成、分子结构）

1、含硫量特点

P215（1）羊毛细度不同，含硫量不同，随直径增大而减少；（2）同一只羊的羊毛含硫量：体侧>颈背；（3）同一根羊毛：根>中>尖，鳞片>皮质>髓质（4）在皮质层中：P皮质细胞（副，稳定）>O皮质细胞（正，活泼）（5）同一皮质细胞：基质>原纤352、化学组成（氨基酸）特点

结合P196表5-1分析（1）侧基简单的α—氨基酸含量比丝素低得多（如乙、丙氨酸）；侧基大的氨基酸含量比丝素高得多（如亮、异亮、精氨酸等）；（2）侧基含极性基的α—氨基酸含量比丝素高得多（二羧基和二氨基氨基酸含量都较高）

羊毛丝素碱性基（氨基、咪唑基）13.981.67酸性基（羧基）21.063.47羟基21.4528.01极性侧基合计56.4933.15（3）胱氨酸含量高达12.02%

在羊毛的肽链之间和同一肽链之中，除氢键外，还存在较多数量的盐式键和二硫键，使肽链形成网络状结构，影响着其大分子排列方式和取向程度。36四、羊毛的远程结构（构象）羊毛蛋白分子链的构象比较复杂；存在α—螺旋构象：多肽链如同沿着圆柱体的表面呈螺旋形卷绕，每卷绕一圈，间隔3.6个氨基酸剩基，每个氨基酸在轴向的垂直距离为0.15nm（1.5A）；约50%的低硫蛋白质多肽链呈α—螺旋构象（主要构成原纤）；高硫蛋白质多肽链一般呈无规卷曲（主要构成基质）。37随拉伸程度增加，α—螺旋构象逐渐转化为β—构象有水存在时拉伸：当伸长率达到20%，螺旋构象开始转变；当伸长率达到35%，转变明显；当伸长率达到70%，完全转变成β—构象（即肽链的伸直状态构象）；放松后可以重新恢复到α—螺旋构象，但是在拉伸状态下，合理控制（外力，T，t，以及水和化学药剂）的作用，可以让肽链在新的位置产生新的稳定交键，则可阻止恢复，起到相对永久的定形效果。38拉细羊毛——大分子水平的改性原理：预处理（物理、化学处理，破坏分子间副键）赋予毛条适当捻度后用特定设备拉伸（确保整根纤维均匀拉伸）定形（使拉伸后半螺旋构象稳固）结果：纤维长度增加50%，细度减小20%

例如：原20µm16µm可纺60公支可纺90公支若把α—螺旋构象完全转化为β—构象，几乎可伸长100%，但产品手感差。39五、羊毛的聚集态结构

P216皮质层：3-7条α—螺旋结构的多肽链相互捻合

基本原纤（11根）

10-50nm的微原纤（许多）+基质

100-300nm大原纤+基质

皮质细胞；结晶度13%（X-衍射法），取向度

n=0.0140六、羊毛纤维的性能

P216-225

1.吸湿性和水的作用2.羊毛的舒适性3.拉伸与回复性能（机械性能）4．可塑性5．缩绒性6.比电阻7.热的影响8．日光的影响9．碱的作用10.酸的作用11．氧化剂的作用12．还原剂的作用411.吸湿性和水的作用羊毛的吸湿性较强，标准回潮率为14-16％（公定回潮率为15％），相对湿度为60％-80％时的回潮率可高达18％，高于其他纺织纤维。在非常潮湿的空气中，羊毛吸收水分高达40％，而手感并不觉得潮湿。原因：含有大量亲水性的羟基(-OH)、氨基(-XH2)、羧基(-COOH)和酰胺基(-CONH)等；羊毛结晶度较低，且是一种多孔性纤维材料，具有毛细管作用，水分易被吸入纤维孔隙中。42羊毛纤维一般不溶于水，单纯的吸湿溶胀并不引起纤维分子结构的变化，但是在较剧烈条件下，水也会与羊毛纤维起化学反应：（1）主要使蛋白质分子肽键（酰胺键）水解，从而导致机械性能的变化。在80℃以下的水中，羊毛纤维受到的影响较小，短时间汽蒸也无严重损害；随着处理温度的提高和时间的延长，羊毛损伤加重，如将羊毛置于90-110℃蒸汽中处理3h、6h、60h，其重量损失分别为18%，23%、74%；水温为200℃时，羊毛几乎完全溶解。

43（2）在沸水中经较长时间处理，羊毛蛋白中的二硫键也将遭到破坏，反应如下：生成的-CH2-SOH基（硫醇基、亚磺酰）不稳定

，释放出H2S而本身变为醛基：巯基44硫醇基也可以与邻近的氨基反应反应，生成新的共价交联键，以赖氨酸的氨基为例，反应如下：所以，羊毛在沸水中处理时，随着处理时间的延长，羊毛中硫含量及胱氨酸含量会逐渐降低(P218表5-4)。硫含量及胱氨酸含量下降程度不一致，胱氨酸下降幅度超过硫含量下降幅度。452.羊毛的舒适性

P218463.拉伸与回复性能（机械性能）

P218-219羊毛的屈服应力、断裂强度、初杨氏模量都明显低于蚕丝；断裂延伸度较高。湿度增大，羊毛的初始杨氏模量、屈服点、断裂强度都发生下降，而断裂延伸度增加。温度提高，羊毛屈服应力和断裂强度明显下降，断裂延伸度稍有增加。羊毛的弹性优良。47羊毛优良的拉伸和回复性能主要取决于其结构：羊毛的多肽链是卷曲的，并具有α螺旋构象，当受到外力拉伸时α-螺旋构象可以转变为伸直的β-型构象；多肽链之间还存在共价的二硫键，这种共价交键能阻止分子链的相对滑移，所以羊毛即具有较大的延伸性能，又具有良好的回复性能。48桑蚕丝羊毛棉柞蚕丝初模

g/d50-10011-2568-93断强g/d干态3.0-4.01.0-1.73.0-4.93.5-4.0湿态2.1-2.80.76-1.633.3-6.43.8-4.6湿干强相对比%70-8076-96102-110110断伸%干态15-2525-603-725-30湿态27-3330-809-1050-60断功中等（略大于羊毛）中等弹性干态伸长2%，形变回复度92%.中等-良好伸长2%，形变回复度99%优良锦纶66长丝：伸长3%，形变回复度98-100%.优秀湿态很差优良综合较硬而韧，弹性良好软而韧，弹性优良，耐磨耐用、挺括不易起皱494．可塑性P219-220

指羊毛在湿热条件下，可使其内应力迅速衰减，并按外力作用改变形态，再经冷却或烘干使形态保持下来的性能。羊毛的可塑性与其多肽链构象的变化、肽链间副键的拆散和重建密切相关。羊毛定形中三个重要的现象：过缩；暂定；永定50过缩（hyper-shrink）：羊毛在热水或蒸汽中拉伸很短时间，长度增加很不稳定，当除去外力并在蒸汽中任其收缩，纤维长度收缩到比原来还短，甚至只有原长的2/3。原因：由于温度提高，分子热运动增加，在外力拉伸作用下，肽链的构象将发生变化，分子间氢键、盐式键、二硫键等被破坏，因此纤维沿受力方向长度增加。但由于受力时间很短，被破坏的副键尚未在新的位置上建立起新的副键，多肽链可以自由收缩，所以遇到更高条件产生过缩。51暂定(temporarysetting)：羊毛在热水或蒸汽中拉伸较短时间，长度增加，但不太稳定，当除去外力在更高温度条件处理，纤维仍可收缩回原来长度。原因：由于受力时间较短，被破坏的副键尚未在新的位置上全部建立起新的副键（或重建不牢固），所以只能暂时保持形态稳定，遇到更高条件要回复。52永定(permanentsetting)：羊毛在热水或蒸汽中拉伸较长时间（1-2h），长度增加稳定，当除去外力在更高温度条件下松弛处理，纤维长度不回复或稍有回复。原因：由于受力时间较长，被破坏的副键有时间在新的位置上全部建立起新的稳固的副键，使多肽链构象稳定下来，从而能阻止羊毛纤维从形变中回复原状。53毛织物的染整加工环节如：煮呢、蒸呢、定幅烘燥都具有定形作用，究竟是暂定还是永定，取决于处理条件。毛料服装的熨烫也是利用了羊毛纤维的可塑性。545．缩绒性缩绒性：羊毛在湿热及化学试剂作用下，经机械外力反复挤压，纤维集合体逐渐收缩紧密，并相互穿插、纠缠、交编毡化。天然纤维中只有羊毛具有缩绒性，原因：内因：（1）表面鳞片层

DMF；（2）高度的拉伸回复性能，有利于伸展和回缩；（3）天然的稳定卷曲。外因：湿、热、化学药剂、机械外力55缩绒性的利弊：利：赋予毛织物独特的风格（丰满、厚实），如毛毯、呢料的加工；散纤维缩绒后可获得一定强度和形状的毛毡片，例如毡帽、毡靴的制造。弊：使毛织物的尺寸稳定性变差（如洗涤后及服用中易收缩和变形）；影响穿着的舒适性与美观（如汗渍和摩擦较多处易毡合、起毛起球）防缩加工:采用化学方法破坏其鳞片结构（氧化法）或对羊毛进行表面树脂处理。566、比电阻P2217、热的影响P2218．日光的影响P221579．碱的作用总体上：蛋白质纤维耐酸性优于耐碱性；原因：蛋白质纤维酸性基团多于碱性基团，PI都<7；酸水解大约在pH=1.2([H+]=10-1.2)开始；碱水解大约在pH=10([OH-]=10-4）开始羊毛耐酸性比蚕丝好，耐碱性比蚕丝差。原因：羊毛含侧基为氨基的氨基酸含量更丰富，饱和吸酸值：羊毛大于蚕丝，说明羊毛能吸附更多酸而不受损伤碱对羊毛比对蚕丝有更大破坏作用，一是因为羊毛结构较疏松，二是碱除了易拆散盐式键、氢键外，还容易破坏肽键和二硫键58——碱的作用羊毛对碱比对酸要敏感得多，碱不仅能拆散肽链间的盐式键、氢键，还可催化肽键以及二硫键的水解。影响因素：（1）碱的种类：在其他条件相同时，苛性碱的作用最为强烈，而碳酸钠、磷酸钠、焦磷酸钠、硅酸钠、氢氧化铝以及肥皂等弱碱性物质对羊毛的作用较为温和。（2）浓度、作用温度和时间也是重要的影响因素。（3）电解质：大量中性盐存在，导致[OH-]内增加，水解程度增加，纤维损伤加重。

59羊毛在不同浓度氢氧化钠溶液中于100℃处理lh以及在0.065N氢氧化钠溶液中于65℃处理不同时间，被溶解的羊毛百分率如图5-16、图5-17所示。羊毛在氢氧化钠溶液中，随着碱浓度增加及作用时间的延长，其溶解率变大。受到损伤的羊毛，在碱液中的溶解百分率比正常的羊毛要大，因而可用羊毛在碱中的溶解百分率（碱溶率）来测定羊毛受损伤的程度。方法：以0.1N的氢氧化钠溶液，在65℃处理1h，未受损伤的羊毛溶解率约为10％-12％。也可以用该方法测定羊毛蛋白中交联键的数量。但当二硫键被更为稳定的交联键代替时，碱溶解的百分率会因之而降低。双活性基染料染色后？60羊毛中二硫键的碱性水解以及产生新的交键等反应，表示如下：碱的作用导致含硫量降低，降低最大值达50%后基本不变。61新交联键的形成，有助于羊毛纤维形态的稳定。这也可以说明碱处理后羊毛，含硫量降低到一定程度后，即使再延长作用时间，纤维形态也基本上保持不变的原因。同时，由于二硫键断裂和新交联键形成，碱处理羊毛时虽然胱氨酸的含量大为减少，但纤维的干强却没有明显减弱，只有当羊毛蛋白发生相当部分水解后干强才相应地降低（如图为碳酸钠处理羊毛纤维时胱氨酸含量降低率与纤维干强力变化的关系）。62试验发现羊毛纱经碱处理后其强力的变化很奇特。将羊毛纱在浓度逐渐增加的氢氧化钠溶液中短时间处理，氢氧化钠的浓度在15％以下，纱的强力随浓度提高逐渐降低，但以后强力却随溶液浓度的提高而增加，直到38％时，羊毛纱的强力最大(可比原样提高30％)。原因：可能是由于随碱液浓度提高，粘度增加，浓碱渗入纤维非常缓慢，较短时间处理，碱的作用只在纱的表面进行，纤维被水解而变为胶态，再经过以后的挤压和干燥反而使纤维更加紧密地粘结在一起，故导致纱的强力反而增加。6310．酸的作用（羊毛耐酸性优于蚕丝）羊毛对酸比对碱要稳定些，是耐酸性较好的纤维之一，因而（1）可用酸性染料在pH值为2~4的染浴中沸染；（2）可以用硫酸对原毛进行炭化处理，以去除草籽、革屑等植物性杂质。影响因素：酸的种类（关键），也随着酸的浓度、作用温度、作用时间以及电解质总浓度的增加，损伤增加。64酸对羊毛作用的结果：（1）酸可以抑制羧基电离并与游离的氨基结合，从而导致肽链间盐式键的拆散，纤维强度降低：（2）肽键的水解，使纤维的强度降低。（3）二硫键一般不易酸水解（见P223表5－5）。（但pH过低，温度提高，时间延长也将导致-S-S-水解）65胱氨酸含量基本不变（甚至由于其它氨基酸的溶落而略增加）；结合酸的能力提高，因为肽键水解，-NH2数量

增加6611．氧化剂的作用羊毛对氧化剂是比较敏感的。氧化剂对羊毛的破坏作用主要是：（1）使肽链间的交联受到破坏；（2）可能使蛋白质大分子中的肽键水解（3）氧化剂的作用主要集中在含硫氨基酸残基部分，但其他部位如二硫键、咪唑基等也可与氧化剂反应。67氧化剂对羊毛的破坏程度取决于氧化剂的种类、浓度、溶液的PH值、处理时间、温度等因素：一般KMnO4氧化作用强，易使肽键断裂，剧烈时分解成氨、脂肪酸、草酸等，目前少用；

含氯漂白剂对羊毛的作用强烈，不适合用于羊毛的漂白，但常用于防缩或丝光加工；过氧化氢(H2O2)对羊毛的影响较小，常用于羊毛的漂白，目前也用于防缩加工（前景好）。如果条件控制不当，也会造成羊毛纤维的严重损伤，损伤程度与过氧化氢的浓度、处理温度和时间，尤其是溶液的pH值有关（pH>7，可使肽键和二硫键氧化水解）；而铜、镍等金属离子的存在有催化作用，会加速对羊毛纤维的氧化作用。68二硫键的氧化断裂有两种形式：

A.先水解后氧化；B.先氧化后水解A.-SOH亚磺酰不稳定：

B.69卤素的作用：卤素能降低羊毛缩绒性能，如采用氯化法进行毛条或毛织物的防毡缩整理，在实际生产上应用广泛；若再与树脂整理相结合，则防毡缩性能可进一步提高。经氯化处理后的羊毛:大多数羊毛鳞片的边缘变钝、端部变得平滑，小部分鳞片被溶去。在有水存在下，氯与羊毛反应时优先与酪氨酸和胱氨酸的残基作用（可能生成泛黄基团），然后氧化所有的氨基酸残基；氯在水中因溶液的PH值不同，可以C12和HOCl及OCl-等形式存在，C12和HOCl可氧化全部的胱氨酸成为磺基丙氨酸，OCl-却仅能氧化约25％的胱氨酸。70HOCl除氧化胱氨酸外，还可使羊毛蛋白质中的游离氨基形成氯氨酸：氯氨酸在水中可进一步分解：随着溶液pH值的降低，羊毛蛋白分子肽链发生酸性水解。泛黄基团71使用含氯氧化剂处理羊毛，即产生