羊毛纺织品具有弹性好、吸湿性强、保暖性好、服用舒适性好等优良特性,深受广大消费者的青睐;同时,羊毛纤维的优良纺织性能,使之成为纺织工业广泛应用的优质天然纤维材料之一。随着需求的不断提高和毛纺技术的不断进步与发展,羊毛纺织品越来越趋于精细化、轻薄化和舒适化,对羊毛原料品质的要求也就越来越高。近年来,以超细羊毛为原料的高品质毛纺产品受到了高端消费者的关注和欢迎。然而,羊毛越细,意味着其加工难度越大,传统毛纺工艺很难满足这种精细化加工的要求,批量生产有难度。超细羊毛加工中的难点主要集中在洗毛、梳毛和染色中的纤维损伤以及工艺不当引起的后续加工的进一步损伤。在洗毛、梳毛和染色加工中,化学品的使用、加工温度、酸碱度和机械力的作用等,都是造成纤维内部化学结构和物理机械性能变化的原因。这些物理机械性能的变化导致的纤维性能的损伤,来源于纤维内部化学结构、物理结构和表面形态结构的变化,不仅会影响到羊毛纤维的加工性能,也会影响到羊毛纺织品的弹性、手感、光泽等品质和风格。因此,要利用好珍贵的超细羊毛资源,开发出品质优良的高端毛纺织品,需要开展超细羊毛低损伤加工性能及其工艺技术的研究,满足产业发展和市场的需求。为此,本论文采用13.0μm的超细羊毛为对象,以超细羊毛的结构及性能特征研究为基础,从低损伤洗毛装置与工艺技术、低损伤梳毛工艺技术和低损伤染色加工性能及机理等方面,系统地研究超细羊毛在加工中发生损伤的程度及原因,进而探讨超细羊毛的低损伤加工性能及其机理,优化超细羊毛的低损伤洗毛、梳毛和染色的工艺技术参数。首先,测试和分析了13.0μm澳大利亚超细羊毛的外观形貌、密度及比表面积、缩绒性能、强伸性能、摩擦性能、上染性能、allw?rden反应等结构与性能指标,与17.5μm的普通细羊毛进行了对比分析,结果表明:超细羊毛与普通细羊毛的红外光谱具有较高的相似度,纤维的化学结构基本一致;超细羊毛纤维鳞片光滑,鳞片多呈环状并紧贴于毛干,鳞片厚度较薄,排列整齐且紧密,可见高度小;纤维细度低,单位长度内的鳞片密度高,卷曲数多,平均密度和比表面积大;鳞片表面细胞膜完整,allw?rden反应明显,可在纤维四周呈现大而连续的囊泡;超细羊毛强力较低、伸长率大、断裂比功大、初始模量小,即纤维刚性小;超细羊毛摩擦效应更大,且静摩擦效应大于动摩擦效应,缩绒球体积小,这些特性都表明超细羊毛更容易发生毡缩;超细羊毛较大的比表面积和较低的细度,使其初始上染速率快,平衡上染百分率也略高于普通细羊毛。其次,针对超细羊毛洗涤中容易毡并、不利于后道梳理等问题,设计制作了不同于常规洗毛方式的一套吊笼式低损伤洗毛装置,并以“纤维洗涤方法及其洗涤装置”申报和获得了国家发明专利授权。基于这套洗毛装置,采用中性洗毛的方法,通过单因素分析和正交实验,探讨了洗液浓度、温度、时间、ph值等洗毛工艺因素对超细羊毛洗毛质量的影响,制订出一套基于吊笼式洗毛装置的超细羊毛低损伤洗毛的工艺技术:浓度(2~4槽)分别为2.2g/l、1.8g/l、1.4g/l;温度(1~6槽)分别为26℃、58℃、56℃、52℃、48℃、42℃;时间(1~6槽)分别为80s、85s、85s、80s、80s、80s。结果表明,经过吊笼式低损伤工艺洗毛得到的超细羊毛表面光滑干净,鳞片损伤减小,allw?rden反应可以在羊毛表面形成基本连续的囊泡,只是局部变小,无破裂。与常规洗毛相比,纤维的平均强度和白度分别提高了4.8%和6.2%,生产效率和制成率提升,实现了对超细羊毛的低损伤洗毛加工要求。然后,针对梳毛中超细羊毛容易纠缠、反复拉伸后纤维断裂等损伤问题,以纤维平均长度损伤和落毛率为测试指标,探讨了各工作辊隔距、速比、针布规格及分布工艺参数对超细羊毛损伤的影响。结合正交实验方法,进一步优化梳毛工艺。利用team-3预测公式进行质量控制,建立相关质量监控图。最终优选制定了超细羊毛梳毛低损伤加工的工艺参数:2#隔距,3#速比,锡林针布齿密为60.7齿/cm2,道夫针布齿密为62.5齿/cm2,出条重量为20g/m。运用这套低损伤梳毛工艺参数,超细羊毛毛条制成率提高,毛粒数降低,条干均匀,产品效率和产品质量得到明显改善。最后,针对超细羊毛染色中容易出现染色不匀、内外色差及纤维强力损伤等问题进行研究。采用lanasol活性染料进行低温染色,通过对影响染色中超细羊毛损伤的因素分析和正交实验方法,探讨了助剂用量、温度、时间、pH值等工艺参数对纤维束强、染液吸尽率、表面得色深度K/S值、色牢度的影响,揭示了超细羊毛低损伤染色机理,确立了适合超细羊毛染色的最佳工艺:温度90℃,时间70min,pH值4.0。在此染色条件下,超细羊毛的染色吸尽率达到98%以上,摩擦色牢度和皂洗色牢度均能达到4级以上。通过测试纤维束强损伤率、扫描电镜图和Allw?rden反应,并与常规染色进行对比分析,优化的低温染色工艺条件提高了染色超细羊毛的纤维束强,减少了纤维鳞片损伤,实现了超细羊毛低损伤染色加工。总之,在洗毛、染色过程中的化学药剂和高温等加工条件的作用下,主要导致了超细羊毛强力下降、容易毡化,并会加重羊毛在后道工序的进一步物理性损伤;而梳毛等机械作用会直接导致超细羊毛纤维的物理损伤。这些都会造成加工的困难和低制成率、低效率和低成品合格率等问题,影响最终的产品质量和风格。所以,本论文针对这些问题展开研究,揭示了影响超细羊毛洗毛、梳毛、染色加工性能的因素和超细羊毛在洗毛、梳毛、染色加工中产生的损伤及其产生的机制,创新性地设计制作了吊笼式洗毛装置,并建立了一套最大限度地降低超细羊毛损伤的洗毛、梳毛和染色的工艺技术,不仅为高端高品质毛纺织品的开发和生产提供了科学和技术支持,也为产品升级做出了应有的贡献。