羊毛纱的主要成分为角蛋白,它由多种α-氨基酸剩基构成,后者可联结成呈螺旋形的长链分子,其上含有羧基、胺基和羟基等，在分子间形成盐式键和氢键等。长链之间由胱氨酸的二硫键形成的交键相联结。上述化学结构决定羊毛的特性。如毛纤维大分子长链受外力拉伸时由α型螺旋形过渡到β型伸展型，外力解除后又恢复到α型，则其外观表现为羊毛的伸长变形和回弹性优良。羊毛较强的吸湿能力与长链上的一些基团有关。羊毛较耐酸而不耐碱，是由于碱容易羊毛胱氨酸中的二硫基，使毛质受损。氧化剂也可破坏二硫基而损害羊毛。
羊毛纱的物理性质指标主要有细度、长度、弯曲、强伸度、弹性、毡合性、吸湿性、颜色和光泽等。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。
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