纖維新材料及其應(yīng)用生物質(zhì)演示文稿當(dāng)前第1頁\共有62頁\編于星期四\10點優(yōu)選纖維新材料及其應(yīng)用生物質(zhì)Ppt當(dāng)前第2頁\共有62頁\編于星期四\10點一、聚乳酸纖維原料來源：淀粉及其他含有葡萄糖的化合物。

當(dāng)前第3頁\共有62頁\編于星期四\10點

（一）聚乳酸的聚合方法淀粉經(jīng)過發(fā)酵，制取乳酸。乳酸直接聚合間接聚合

當(dāng)前第4頁\共有62頁\編于星期四\10點聚乳酸熔融溫度較低，一般采用熔體紡絲制取。

當(dāng)前第5頁\共有62頁\編于星期四\10點（二）性能

1.力學(xué)性能接近滌綸，具有較高的強度和斷裂伸長率，初始模量高于大多數(shù)合成纖維。當(dāng)前第6頁\共有62頁\編于星期四\10點2.熱學(xué)性質(zhì)。熔融溫度低。燃燒熱小，限氧指數(shù)較高，25~25%。二氧化碳排放量低。3.吸濕性和染色性較差，但比滌綸要好，分散染料100°C即可染色。當(dāng)前第7頁\共有62頁\編于星期四\10點4.安全性5.生物可降解性6.抗菌性好當(dāng)前第8頁\共有62頁\編于星期四\10點（三）用途醫(yī)療：縫合線、創(chuàng)傷保護(hù)材料，內(nèi)臟修補材料，骨折部位固定材料。林業(yè)：防草袋、防獸網(wǎng)農(nóng)業(yè)：寒冷紗、捆綁繩、防蟲網(wǎng)漁業(yè)衣料家用當(dāng)前第9頁\共有62頁\編于星期四\10點

二、PTT纖維聚對苯二甲酸丙二酯纖維。原料：對苯二甲酸二甲酯和1,3丙二醇（可以從生物玉米工藝路線獲?。?。當(dāng)前第10頁\共有62頁\編于星期四\10點性能對比：

PTTPETPBT斷裂強度

斷裂伸長率20-3015-2520-40初始模量20-4080-14018-35熔點228265220玻璃化溫度

486930回潮率當(dāng)前第11頁\共有62頁\編于星期四\10點防污性能好，易染色，手感柔軟，懸垂性能好。具有“奇碳效應(yīng)”，分子鏈呈螺旋狀，彈性回復(fù)率很高。20%的變形，100%恢復(fù)，連續(xù)拉伸10次，均可達(dá)到該回復(fù)率。當(dāng)前第12頁\共有62頁\編于星期四\10點三、PHA纖維是一類由各種微生物（如土壤細(xì)菌、藍(lán)藻、轉(zhuǎn)基因植物等）產(chǎn)生的生物相容可降解的全生物高分子。這類可熔融紡絲生產(chǎn)PHA纖維，工藝路線環(huán)保，污染少。目前纖維加工的難點在于PHA脆性較大、機械性能差和可加工溫度范圍窄。當(dāng)前第13頁\共有62頁\編于星期四\10點四人造蛋白質(zhì)纖維以各種蛋白質(zhì)為原料生產(chǎn)的纖維。1935-1936年曾工業(yè)化生產(chǎn)，50年代停止。基于人造蛋白的分子與人體肌膚相同，再度引起興趣。當(dāng)前第14頁\共有62頁\編于星期四\10點（一）人造乳酪纖維人造牛奶纖維、人造酪素纖維很多性能類似羊毛?；爻甭?4%。密度1.29。斷裂強度熱性能較差。當(dāng)前第15頁\共有62頁\編于星期四\10點

制法：撇除奶油，加熱至40°，加酸使蛋白凝固，分離液體獲得乳酪，精制干燥后，即為乳酪纖維的原料，約為3%。經(jīng)稀堿溶液溶解制成紡絲液，凝固浴為稀硫酸和硫酸鈉。經(jīng)牽伸等后處理制成。

當(dāng)前第16頁\共有62頁\編于星期四\10點（二）人造大豆蛋白纖維纖維光澤柔和，具有蠶絲樣的天然光澤和懸垂感；纖維柔軟、蓬松、密度小、吸濕性好、透氣穿著性好。日光穩(wěn)定性好。彈性較差。

當(dāng)前第17頁\共有62頁\編于星期四\10點大豆榨油后的豆粕為原料，用浸泡法提取植物蛋白，進(jìn)行純化后，使部分蛋白質(zhì)與含羥基的高分子物發(fā)生接枝共聚，進(jìn)而與聚乙烯醇制備共混紡絲液進(jìn)行濕法紡絲。

當(dāng)前第18頁\共有62頁\編于星期四\10點

（三）人造玉米蛋白纖維酰胺氮含量較高，用甲醛硬化處理后纖維的穩(wěn)定性較好。在水或稀堿溶液中的膨潤度較小，相應(yīng)大分子長鏈上所帶的支鏈也較少，初生絲拉伸時容易取向，熱穩(wěn)定性好。當(dāng)前第19頁\共有62頁\編于星期四\10點性能比較

玉米蛋白酪素蛋白花生蛋白相對密度1.251.291.24標(biāo)準(zhǔn)回潮率101412-15干態(tài)斷裂強度0.88-1.060.7-0.890.71濕態(tài)斷裂強度0.620.3-0.45-干態(tài)斷裂伸長率323030濕態(tài)斷裂伸長率3534-當(dāng)前第20頁\共有62頁\編于星期四\10點制法

70%異丙醇為抽提液，提取玉米蛋白，用水稀釋提取液，玉米蛋白沉淀析出；分離出的蛋白質(zhì)經(jīng)清洗干燥后，溶于稀堿溶液中，加入少量尿素和甲醛，配成紡絲液，濕法紡絲。預(yù)硬化拉伸200%-300%，再硬化。當(dāng)前第21頁\共有62頁\編于星期四\10點（四）人造花生蛋白纖維理化性能與其他人造蛋白纖維相同，纖維斷裂強度低，干濕態(tài)強度差很大。當(dāng)前第22頁\共有62頁\編于星期四\10點制法：花生仁磨碎，有機溶劑萃除脂肪，之后稀堿溶液浸泡，提取出花生蛋白，隨后調(diào)節(jié)提取液的pH值至4.5，花生蛋白沉析，約有42%。用0.5%氫氧化鈉溶解制成含蛋白質(zhì)20%-30%的紡絲液，濕法紡絲。當(dāng)前第23頁\共有62頁\編于星期四\10點（五）人造蜘蛛絲纖維多肽鏈組成，結(jié)構(gòu)很復(fù)雜。當(dāng)前第24頁\共有62頁\編于星期四\10點蜘蛛絲是由一些原纖纖維束組成，原纖又是由幾個厚度為120nm的微原纖組成，微原纖是由蜘蛛絲蛋白構(gòu)成的高分子化合物。蜘蛛絲蛋白的氨基酸以甘氨酸和丙氨酸為主，二者約占70%，還有絲氨酸、谷氨酸、亮氨酸、精氨酸和絡(luò)氨酸等。當(dāng)前第25頁\共有62頁\編于星期四\10點蜘蛛絲具有很高的強度，比芳綸還高，是鋼的5-10倍。蜘蛛絲的彈性和韌性都很好，耐沖擊性強。耐低溫性好，-40°仍保持其彈性。生物可降解，不會對環(huán)境造成污染。當(dāng)前第26頁\共有62頁\編于星期四\10點防彈背心優(yōu)于芳綸。坦克飛機的裝甲。宇航服。醫(yī)療方面，與人體具有相容性，可以用作高性能生物材料。筋腱、韌帶、器官、組織修復(fù)、傷口處理、手術(shù)縫合。當(dāng)前第27頁\共有62頁\編于星期四\10點采用基因工程方法生產(chǎn)人造蜘蛛絲，正在探索中。搞清基因序列，建立模型，生產(chǎn)出合成基因，移植給動物、植物或微生物，復(fù)制蜘蛛絲蛋白，進(jìn)行分離提純?nèi)芙饧徑z，生產(chǎn)出性能優(yōu)良的人造蜘蛛絲。當(dāng)前第28頁\共有62頁\編于星期四\10點（六）蠶蛹蛋白復(fù)合纖維（七）再生動物毛蛋白纖維當(dāng)前第29頁\共有62頁\編于星期四\10點五、甲殼素纖維由蝦、蟹、昆蟲的外殼及菌類、藻類細(xì)胞壁中提取。甲殼素與纖維素的結(jié)構(gòu)十分相似，第二碳位上羥基被乙?；?NHCOCH2）脫乙酰基后被氨基取代則為殼聚糖。當(dāng)前第30頁\共有62頁\編于星期四\10點①節(jié)肢動物，主要包括甲殼綱，如蝦、蟹等，含甲殼素20%~30%，高的達(dá)58%~85%；其次是昆蟲綱，如蝗、蝶、蚊、蠶等蛹?xì)ぶ泻讱に?0%~60%；多足綱如馬陸、蜈蚣等；②軟體動物，主要包括雙神經(jīng)綱如石鱉，腹足綱如鮑，蝸牛等，頭足綱如烏賊、鸚鵡等，甲殼素含量為3%~26%；③環(huán)節(jié)動物，包括原環(huán)蟲綱如角蝸牛，毛足綱如沙蠶，蚯蚓和蛭綱如螞蟥三綱，有的含甲殼素極少，但高的含20%~38%；④原生動物，簡稱原蟲，也叫單細(xì)胞動物，包括鞭毛蟲綱如錐體蟲，肉足綱如變形蟲，纖毛蟲綱如草履蟲等；⑤肛腸動物，包括水螅蟲綱如中水螅、筒螅等，缽水母綱和珊瑚蟲綱等；⑥海藻，主要是綠藻；⑦真菌，包括子囊菌、擔(dān)子菌、藻菌等，含甲殼素從微量到45%不等，只有少數(shù)真菌如Olmycetes和Trichomycetes不含甲殼素；⑧動物的關(guān)節(jié)、蹄、足、的堅硬部分，以及動物肌肉與骨接合處均有甲殼素存在。

當(dāng)前第31頁\共有62頁\編于星期四\10點性能：干態(tài)強度1.5cN/dtex;打結(jié)強度；標(biāo)準(zhǔn)回潮率13%-14%。當(dāng)前第32頁\共有62頁\編于星期四\10點（1）優(yōu)異的生物醫(yī)學(xué)功能

甲殼素的結(jié)構(gòu)與人體內(nèi)的氨基葡萄糖的構(gòu)成相同，而且具有類似于人體骨膠原組織結(jié)構(gòu)，這種雙重結(jié)構(gòu)賦予了它們極好的生物醫(yī)學(xué)特性。即它對人體無毒無刺激，可被人體內(nèi)的溶菌酶分解而吸收，與人體組織有良好的生物相容性，它具有抗菌、消炎、止血、鎮(zhèn)痛、促進(jìn)傷口愈合等功能。是理想的醫(yī)用高分子材料，廣泛用于制造特殊的醫(yī)用產(chǎn)品。國外，尤其是日本和美國已用它來制造人造皮膚、可吸收縫合線、血液透析膜和藥物緩釋劑以及各種醫(yī)用敷料等。

當(dāng)前第33頁\共有62頁\編于星期四\10點（2）可生物降解原料采用蝦、蟹類水產(chǎn)品的廢棄物，可減少對環(huán)境的污染，另一方面甲殼素纖維的廢棄物又可生物降解，不會污染周邊環(huán)境。所以甲殼素纖維又被稱為綠色纖維。

當(dāng)前第34頁\共有62頁\編于星期四\10點（3）優(yōu)良的吸濕保溫功能

甲殼素纖維存在大量的羥基（—OH）和氨基（—NH2）等基團(tuán)。故纖維有很好的親水性和很高的吸濕性。在不同的成形條件下，其保水值均在130%左右。

當(dāng)前第35頁\共有62頁\編于星期四\10點（4）較好的可紡性強度偏低，在一定程度上影響了甲殼素纖維的成紗強度。純紡困難，通?；旒?。有待改進(jìn)。具有優(yōu)良的染色性能，可采用直接、活性、還原、堿性及硫化等多種染料進(jìn)行染色，且色澤鮮艷。

當(dāng)前第36頁\共有62頁\編于星期四\10點

（5）保健功能（1）抗菌除臭功能。（2）對皮膚的護(hù)理功能。（3）對過敏性皮膚的輔助治療功能。（4）對環(huán)境的保護(hù)功能。（5）抗靜電功能。

當(dāng)前第37頁\共有62頁\編于星期四\10點制法：甲殼素溶于氨基酸溶劑制成紡絲液，紡絲后進(jìn)入乙醇溶液凝固浴。經(jīng)拉伸、洗滌、干燥。當(dāng)前第38頁\共有62頁\編于星期四\10點應(yīng)用：人造皮膚，進(jìn)入人體，10天左右即可被降解并由人體內(nèi)排出。香煙過濾嘴，截留尼古丁能力強?；瘖y面膜，衛(wèi)生巾等。當(dāng)前第39頁\共有62頁\編于星期四\10點六、新型再生纖維素纖維（一）新溶劑型纖維天絲LyocellTencelNewcell生成過程無污染。當(dāng)前第40頁\共有62頁\編于星期四\10點

當(dāng)前第41頁\共有62頁\編于星期四\10點NMMO是一種環(huán)狀叔胺氧化物。室溫下為固體，熔點170°，化學(xué)性能不太穩(wěn)定，易吸水合成多個分子的水合物。當(dāng)前第42頁\共有62頁\編于星期四\10點NMMO可以與水結(jié)合形成一定組成的高度溶解能力的體系，具有較好的穩(wěn)定性。當(dāng)前第43頁\共有62頁\編于星期四\10點1.溶解方法：（1）兩步法：先將纖維素、適量水和NMMO在不溶解的溫度下研磨，均勻分散。造粒后立即送入螺桿快速溶解。當(dāng)前第44頁\共有62頁\編于星期四\10點（2）直接溶解法將纖維素、過量水和NMMO配成淤漿置于貯槽中均勻攪拌，使纖維素充分溶脹，然后進(jìn)入螺桿。當(dāng)前第45頁\共有62頁\編于星期四\10點2.纖維結(jié)構(gòu)分子鏈-晶胞-基原纖-微原纖-原纖-纖維。近似圓形的截面，無皮芯結(jié)構(gòu)，結(jié)晶度為普通粘膠的1.7倍，非晶區(qū)取向度高于粘膠，規(guī)整性好，平均分子量高于粘膠。當(dāng)前第46頁\共有62頁\編于星期四\10點3.纖維性能（1）力學(xué)性能

Lyocell高濕模量粘膠纖維

干強3.8-4.23.4-3.62.0-2.6濕強干伸長14-1613-1520-25濕伸長16-1813-1525-30濕模量27011050當(dāng)前第47頁\共有62頁\編于星期四\10點（2）原纖化性能使用加工過程中，特別是在堿性濕態(tài)條件下，機械外力作用，纖維劈裂成直徑1-4微米的微細(xì)纖維。

原因：結(jié)晶度高、取向度大，橫向結(jié)合力弱，

當(dāng)前第48頁\共有62頁\編于星期四\10點（3）吸濕性能

Lyocell高濕模量粘膠回潮率11.512.513保水能力

657590當(dāng)前第49頁\共有62頁\編于星期四\10點（4）熱學(xué)性能分解溫度高于普通粘膠。熱失重現(xiàn)象相對輕微。干熱及沸水收縮率低，織物僅為2%。當(dāng)前第50頁\共有62頁\編于星期四\10點4.應(yīng)用與粘膠纖維相同。牛仔布系列套裝休閑系列襯衫非織造布產(chǎn)業(yè)用當(dāng)前第51頁\共有62頁\編于星期四\10點（二）竹漿纖維提取竹子中的纖維素，再經(jīng)制膠、紡絲等工序制造而成的再生纖維素纖維。由于竹子在生長過程中具有良好的抗菌性，能保留一定有效的抗菌成分“竹醌”，就能體現(xiàn)出良好的抗菌性能。當(dāng)前第52頁\共有62頁\編于星期四\10點（三）再生麻纖維以麻為原料制取的再生纖維素纖維。初始模量較高。

當(dāng)前第53頁\共有62頁\編于星期四\10點七、天然彩色棉（一）概況古老而又新興的天然纖維。4000年以上的歷史。第二次世界大戰(zhàn)，染料短缺時，曾經(jīng)種植。當(dāng)前第54頁\共有62頁\編于星期四\10點

后因廉價化學(xué)染料的發(fā)展，以及白棉的優(yōu)異性能而使其失去商業(yè)化價值。環(huán)保意識的提高以及新品種的培育使其重新回歸。特點：無需染色。當(dāng)前第55頁\共有62頁\編于星