皮质层：皮质层是羊毛纤维的主要组成部分，它是由许多蛋白质细胞组成的，其组成物质叫做角朊或角蛋白质。细胞之间互相粘合，中间存在空隙。皮质层是决定羊毛纤维物理、机械和化学性质的主要部分。其分为正皮质层和副皮质层两种。在有卷曲的羊毛纤维中，受力后可以拉直延伸达20%左右，放松后，又能恢复原来的卷曲状态。在卷曲波外侧的称为正皮质细胞，内侧的称为副皮质细胞。正皮质层比副皮质层含硫量低，因此化学性质较活泼，棉毛纱32支涤棉纱21支，易于染色。而副皮质层则相反。在优良品种的细羊毛中，两种皮质层细胞分别聚集在毛干的两半边，棉毛纱32支棉粘纱20支，并沿纤维轴向互相缠绕，称为双边异构现象。
髓质层：髓质层在羊毛纤维的中心部分，是一种不透明的疏松物质。一般细羊毛无髓质层，较粗的羊毛有不同程度的髓质层。髓质越多，羊毛外形越平直而粗硬，品质越差。含有大量髓质层的羊毛，性脆易断，卷曲少，棉毛纱32支腈粘纱30支，干瘪的称为死毛。有些羊毛中有不连续的毛髓，一根纤维上同时有细毛和粗毛的特性，这样的羊毛称为两型毛。



细度是确定毛纤维品质和使用价值的重要工艺特性，用纤维的直径微米或品质支数表示；细度越小，支数越高，纺出的毛纱越细。长度包括自然长度和伸直长度，前者是指毛束两端的直线距离，棉毛纱32支，后者是将纤维拉直测得的长度。伸度指由于断裂力的作用而增加的长度。各类羊毛的断裂强度有很大差异。同型毛的细度与其强度成正比，毛愈粗其强度愈大。有髓毛的髓质愈发达，其抗断能力愈差。羊毛的伸度一般可达20～50%。弹性可使制品保持原有型式，是地毯和毛毯用毛不可缺少的特性。



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