马海毛的化学性能简析

1．化学成分

安哥拉山羊毛中含有天然和人为的杂质，通常共有10%～15%的非纤维物质。汗水、可溶性物质及蜡质（或皮脂）统称为羊毛油脂。蜡质（被纯化时称为羊毛油脂）由羊的汗腺分泌出来，包含在马海毛中的其他天然杂质包括沙子和灰尘（即无机物质）、植物物质（如毛刺，草，种子）和水分。人为的杂质包括液体污染和浸渍污染。一般来说，马海毛比羊毛含有的油脂更少（平均为4%～6%，而美利奴羊毛的平均值约为15%）。马海毛中的蜡质比羊毛氧化程度更高，更难以在淘洗过程中去除。马海羔羊毛和幼龄马海毛油脂比成年马海毛的油脂更多，冬季的油脂含量（5.8%）高于夏季（4.5%），熔点为39℃，并且马海毛根部的油脂含量高于其他部位（如尖端=2.0%，中部=4.6%和根=6.0%）。

马海毛的化学性能与羊毛相同，含硫量随来源而不同。Harris发现德克萨斯羔羊马海毛的含硫量为2.92%，土耳其马海毛套毛为3.58%。一般来说，马海毛对某些化学品较羊毛更为敏感，因此，在洗毛、染色、炭化及漂白等加工工艺中，应更加注意化学品的用量。

2．马海毛纤维中氨基酸的结构

马海毛纤维是由氨基酸长链构成的纤维状蛋白质，每根纤维由连续不断的皮质细胞、微原纤、原纤维、原纤蛋白质的微小单元构成三维α-螺旋结构。其中甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸等大分子中含有较多的极性基团，如—H、—COOH、—NH2、—OH等，使马海毛纤维与染料的亲和力和上染率高。马海毛的生物及化学特性与羊毛明显相似之处是二者均由蛋白质角朊细胞组成。对其拉曼光谱的研究主要集中在酰胺Ⅰ带、酰胺Ⅲ带和C—C骨架模式。其中酰胺Ⅰ带（～1670 cm-1）和酰胺Ⅲ带（～1270 cm-1）是缩氨酸主链结构变化的敏感区域。

利用拉曼光谱技术研究经亚硫酸盐预处理、不同拉伸率下（0，20%，40%，60%）马海毛纤维二级结构的转变（图4-8）。(https://www.xing528.com)

图4-8　不同拉伸率下马海毛纤维的拉曼光谱图

a—未拉伸　b—拉伸率20%　c—拉伸率40%　d—拉伸率60%

马海毛原毛纤维以α-螺旋结构为主，还含有较多β-折叠结构。酰胺Ⅰ带出现在1650～1680 cm-1处，主要是由羰基的振动和少量的C—N—H平面弯曲和C—N的拉伸振动组成，其中1645～1660 cm-1处谱带归属于α-螺旋结构；1665～1680 cm-1处谱带归属于β-折叠结构；另外还包括无规卷曲结构等，主要分布在1660～1670 cm-1处。马海毛原毛在1657 cm-1处峰形归属于α-螺旋结构，随着拉伸率的增加，该处的峰值变小，峰形逐渐趋于平坦，并伴随着峰形向高波数转移。对于拉细马海毛，在1667 cm-1附近逐渐形成较强的峰值，归属于β-折叠结构，这表明拉伸使得马海毛纤维大分子的二级结构发生了α-螺旋向β-折叠结构的转变。另外，可以发现当拉伸率为20%和40%时，1657 cm-1处的峰值变化并不大，由此得出这种结构转变主要发生在拉伸初期，随着拉伸率增加，这种转变幅度并没有多大变化，即在拉伸率为20%时，从α-螺旋向β-折叠结构的转变速度较快，且转变量呈1：1的关系。根据文献对拉细羊毛的研究表明，在拉伸过程中，羊毛纤维不仅发生了从α-螺旋向β-折叠结构的转变，还发生了纤维基质、原纤等之间的滑移，即“滑移细化理论”。马海毛原毛在1695 cm-1处有一个较弱的峰值，该处归属于C—N—H平面弯曲，在拉伸率为20%时该处峰值明显减小，几乎消失，但是随着拉伸率的增加该处峰值又开始增加。

李一等对四川马海毛的氨基酸分析中发现，马海毛的胱氨酸含量为6.32%，比不同类型羊毛胱氨酸含量要高出1.1%～1.8%，而胱氨酸对毛纤维的弹性和强力有重大影响，胱氨酸键（即二硫键）可使多肽链形成网型结构，网型结构的存在，使得α-螺旋结构向β-折叠结构转变过程变得缓慢，需经过一种过渡结构才能完成。对于无规卷曲结构，当拉伸率较小时，随着拉伸率的增加而逐渐增加，这可能由于部分α-螺旋结构和β-折叠结构转变为无规卷曲结构，而当拉伸率增加到60%时，由于各种结构转变在拉伸的初始阶段已基本完成，所以无规结构含量与40%拉伸率相比几乎没有发生变化。

马海毛对酸碱的反应稍比羊毛敏感，对氧化剂和还原剂的敏感程度与羊毛差不多，马海毛与染料的亲和力很好，使染色更加鲜艳。马海毛的白度较好，在大气中不易受腐蚀而发黄。