纖維化學(xué)與面料陽建斌纖維化學(xué)與面料陽建斌一、棉、麻、蠶絲、羊毛等天然纖維的化學(xué)性質(zhì)與染色性二、滌綸、錦綸、腈綸等化學(xué)纖維的化學(xué)性質(zhì)與染色性三、鑒別纖維實(shí)驗(yàn)（燃燒法、溶解法、顯微鏡法）一、棉、麻、蠶絲、羊毛等天然纖維的化學(xué)性質(zhì)與染色性一、棉、麻、羊毛、蠶絲等天然纖維（一）紡織纖維的概念（二）棉、麻、粘等纖維素纖維的化學(xué)性質(zhì)與染色性（三）羊毛、蠶絲等蛋白質(zhì)纖維的化學(xué)性質(zhì)與染色性一、棉、麻、羊毛、蠶絲等天然纖維（一）紡織纖維的概念（一）紡織纖維的概念1、紡織纖維：是長度遠(yuǎn)大于直徑，并且有一定柔韌性的物質(zhì)，能紡成紗線并通過機(jī)織、針織、編結(jié)以及其它方式制成各種紡織品的纖維。（一）紡織纖維的概念1、紡織纖維：是長度遠(yuǎn)大于直徑，并且有一2、紡織纖維應(yīng)具備哪些性質(zhì)（1）物理—機(jī)械性能1、長度：纖維的長度在10mm以上；2、機(jī)械性能：經(jīng)常受到拉伸、揉搓、摩擦，需要一定強(qiáng)度、延伸性、彈性等；3、熱性能：對熱應(yīng)具有一定的穩(wěn)定性，高溫不分解，低溫不僵硬；（2）化學(xué)性能紡織纖維必須具備一定的耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和可染性，以保證正常加工的需要。具有一定的光澤、吸濕性、柔軟性等。2、紡織纖維應(yīng)具備哪些性質(zhì)（1）物理—機(jī)械性能（二）棉、麻、粘等纖維素纖維的化學(xué)性質(zhì)與染色性1、棉、麻的形態(tài)結(jié)構(gòu)2、纖維素纖維的分子結(jié)構(gòu)、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)3、纖維素纖維的化學(xué)性質(zhì)（二）棉、麻、粘等纖維素纖維的化學(xué)性質(zhì)與染色性1、棉、麻的形1、棉、麻、粘的形態(tài)結(jié)構(gòu)纖維素纖維包括天然纖維素纖維和再生纖維素纖維天然纖維素纖維：棉、麻再生纖維素纖維：常規(guī)：黏膠纖維、銅氨纖維、醋酯纖維新型：Lyocell纖維、竹漿纖維、Modal纖維1、棉、麻、粘的形態(tài)結(jié)構(gòu)纖維素纖維包括天然纖維素纖維和再生纖1.1棉纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)棉纖維是從棉籽表皮上細(xì)胞突起生長而成的。每根棉纖維就是一個細(xì)胞。成熟棉纖維的外形可描述為：上端尖而封閉，下端粗而敞口，整根纖維為細(xì)長的扁平帶子狀，有螺旋狀扭曲，纖維截面呈腰子形，中間有干癟的空腔，成熟棉纖維的形態(tài)如圖3－1所示。圖3－1成熟棉纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)1.1棉纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)圖3－1成熟棉纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)1.1棉纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)棉纖維從外到里分成三層，最外層稱為初生胞壁，中間為次生胞壁，內(nèi)部為胞腔。圖3-2為棉纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)模型示意圖。圖3－2為棉纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)模型示意圖1.1棉纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)圖3－2為棉纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)模型示意圖1.2麻纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)

苧麻單纖維兩端呈錘頭形或分支；亞麻兩端稍細(xì)，呈紡錘形。見圖3－4。圖3－4麻纖維縱切面和橫截面1.2麻纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)圖3－4麻纖維縱切面和橫截面1.2麻纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)電子顯微鏡觀察苧麻纖維結(jié)構(gòu)，有交叉和扭曲現(xiàn)象，扭曲主要是在近端部，中部較少。見圖3－5和圖3－6。麻纖維上有豎紋和橫節(jié)。圖3－5苧麻莖段切片纖維圖3－6光學(xué)顯微鏡下苧麻纖維扭曲狀態(tài)1.2麻纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)圖3－5苧麻莖段切片纖維圖3－61.3黏膠纖維

黏膠纖維屬再生纖維。它是以天然纖維為原料，經(jīng)堿化、老化、黃化等工序制成可溶性纖維素磺酸酯，再溶于稀堿液制成黏膠紡絲液，經(jīng)濕法紡絲而成。采用不同的紡絲工藝，可以分別得到普通黏膠纖維、高濕模量黏膠纖維和高強(qiáng)力黏膠纖維等。普通黏膠纖維具有一般的物理機(jī)械性能和化學(xué)性能，分為棉型、毛型和長絲型，俗稱人造棉、人造毛和人造絲。高濕模量黏膠纖維具有較高的聚合度、強(qiáng)力和濕模量，主要有富強(qiáng)纖維。高強(qiáng)力黏膠纖維具有較高的強(qiáng)力和耐疲勞性能。1.3黏膠纖維黏膠纖維屬再生纖維。它是以天然纖維為原料，經(jīng)（二）黏膠纖維的結(jié)構(gòu)一般黏膠纖維在顯微鏡中的形態(tài)是：縱向?yàn)槠街钡膱A柱體，截面是不規(guī)則的鋸齒形。見圖3-32所示。而富纖的截面比較規(guī)則，幾乎成圓形，見圖3-33。第2章纖維化學(xué)與面料課件圖3-32普通黏膠纖維的截面圖3-33富纖截面圖3-32普通黏膠纖維的截面

2、纖維素大分子的分子結(jié)構(gòu)棉、麻和黏膠纖維的基本組成物質(zhì)都是纖維素。纖維素是一種多糖物質(zhì)，其大分子主要是由很多葡萄糖?；?lián)結(jié)起來的，分子式可寫成（C6H10O5）n。纖維素是一個復(fù)雜同系物的混合物，棉的聚合度為2500～10000，麻的聚合度為10000～15000，黏膠的聚合度為250～500

。

2、纖維素大分子的分子結(jié)構(gòu)棉、麻和黏膠纖維的基本組成物質(zhì)纖維素大分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)是由β—D-葡萄糖?；舜艘?-4苷鍵聯(lián)結(jié)而成，結(jié)構(gòu)如下：⑥CH2OHHHHCH2OH⑤HOHH②③HOHH④OHOH①OOCH2OHOHHHOHHOHHOOHHHOHHCH2OHHOHOOHHHOHOHH纖維素大分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)是由β—D-葡萄糖?；舜艘?-4苷3、纖維素纖維的化學(xué)性質(zhì)耐堿性耐酸性染色性3、纖維素纖維的化學(xué)性質(zhì)耐堿性3.1堿對纖維素的作用

1．纖維素對堿的穩(wěn)定性纖維素對堿是很穩(wěn)定的。但在高溫和有空氣存在時，纖維素對堿十分敏感。這是因?yàn)閴A對空氣中的氧與纖維素的氧化反應(yīng)起著催化作用。纖維素織物在染整加工過程中，使用燒堿時，在高溫、高濃度的條件下，應(yīng)予以足夠重視，特別注意避免帶堿織物長時間與空氣接觸，以免纖維受損。3.1堿對纖維素的作用2．濃堿對纖維素的作用在常溫下，濃氫氧化鈉溶液會使天然纖維素膨化，縱向收縮，直徑增大，如設(shè)法施加張力防止收縮，并及時洗除堿后，可使纖維獲得絲一樣光澤，這就是絲光。第2章纖維化學(xué)與面料課件3.2纖維素與酸的作用

1．酸與纖維素作用原理纖維素大分子的1,4苷鍵具有縮醛性質(zhì)，對堿穩(wěn)定，對酸敏感，酸對纖維素大分子中苷鍵的水解起催化作用，反應(yīng)如下：3.2纖維素與酸的作用纖維素在酸溶液中發(fā)生部分水解，稱為水解纖維素。水解纖維素的化學(xué)組成與原纖維素并無區(qū)別，只是聚合度降低，分子量具有更大的分散性。水解纖維素若繼續(xù)與酸作用，聚合度降至50左右時，稱為纖維素糊精。

如果將所有苷鍵徹底水解斷裂，則產(chǎn)物是葡萄糖：(C6H10O5)n

nC6H10O5H2OH+纖維素在酸溶液中發(fā)生部分水解，稱為水解纖維素。(C6H10O2．影響纖維素酸性水解的因素（1）酸的性質(zhì)：酸性愈強(qiáng)，催化能力愈強(qiáng)，水解速率愈快。（2）溫度：在20～100℃的范圍內(nèi)，酸的濃度恒定，溫度每提高10℃，纖維素水解速率可提高2～3倍；第2章纖維化學(xué)與面料課件（3）濃度：酸的濃度越大，纖維素的水解程度越大，聚合度越小；同時，酸的濃度越大，纖維素水解速率越快。圖3－22是精制棉在不同濃度的HCl溶液中的水解情況。圖3－22精制棉的酸水解（3）濃度：酸的濃度越大，纖維素的水解程度越大，聚合度越小；（4）時間：在其他條件相同的情況下，纖維素水解速率與時間成正比。第2章纖維化學(xué)與面料課件3.3

棉、麻、粘膠的染色性活性染料直接染料還原染料3.3

棉、麻、粘膠的染色性（三）羊毛、蠶絲等蛋白質(zhì)纖維的化學(xué)性質(zhì)與染色性（三）羊毛、蠶絲等蛋白質(zhì)纖維的化學(xué)性質(zhì)與染色性羊毛形態(tài)結(jié)構(gòu)（1）鱗片層（2）皮質(zhì)層（3）髓質(zhì)層截面形態(tài)：截面呈圓形或橢圓形縱向形態(tài)：表面覆蓋有鱗片層。具有天然卷曲。羊毛形態(tài)結(jié)構(gòu)（1）鱗片層截面形態(tài)：截面呈圓形1、水對羊毛的作用羊毛具有良好的吸濕性，在相對濕度為60%-80%的條件下，其回潮率可達(dá)14%-18%，高于其他紡織纖維。羊毛在吸濕的同時，發(fā)生各向異性的溶脹，長度增加不多，而截面積增加很多。1、水對羊毛的作用羊毛具有良好的吸濕性，在相對濕度為60%一般條件下的吸濕溶脹并不引起羊毛分子結(jié)構(gòu)的變化，但在較激烈的條件下，水也能與羊毛發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。主要使蛋白質(zhì)大分子的肽鍵水解，導(dǎo)致纖維失重和機(jī)械性能惡化。80℃以下的水中，羊毛受影響較小，短時間汽蒸無嚴(yán)重影響，隨著處理溫度和時間延長，損失加重，水溫高到200℃，羊毛幾乎完全溶解。一般條件下的吸濕溶脹并不引起羊毛分子結(jié)構(gòu)的變化，但在較激烈羊毛經(jīng)過沸水或汽蒸處理，肽鍵之間的二硫鍵可能遭到損失，反應(yīng)如下：羊毛經(jīng)過沸水或汽蒸處理，肽鍵之間的二硫鍵可能遭到損失，反應(yīng)如羊毛經(jīng)過沸水或汽蒸處理，隨處理時間的延長，纖維中硫的含量及胱氨酸含量會逐漸降低羊毛經(jīng)過沸水或汽蒸處理，隨處理時間的延長，纖維中硫的含量及胱2、羊毛對酸的作用羊毛對酸的作用比較穩(wěn)定，屬于耐酸性較好的纖維。因此可以用強(qiáng)酸性染料在pH=2-4的染浴中沸染。還可以用硫酸進(jìn)行炭化，以去除原毛中的草籽主要植物性雜質(zhì)。酸對羊毛纖維并不是完全沒有破壞作用，酸可以抑制羧基電離并與游離的氨基結(jié)合，從而拆散肽鏈之間的鹽鍵，使纖維的強(qiáng)度降低。2、羊毛對酸的作用羊毛對酸的作用比較穩(wěn)定，屬于耐酸性較好的纖3.堿對羊毛的作用堿對羊毛具有較大的破壞作用，它不僅能拆散肽鏈之間的鹽鍵，還能催化大分子主鏈上肽鍵的水解。影響水解作用的主要因素是堿的種類和濃度、作用溫度和時間以及電解質(zhì)的總濃度。

在其他條件相同時，氫氧化納的作用最為強(qiáng)烈，而碳酸納、磷酸納、硅酸鈉、氫氧化銨及肥皂等弱堿性物質(zhì)對羊毛的作用較為緩和。3.堿對羊毛的作用堿對羊毛具有較大的破壞作用，它不僅能拆散從圖中可以看出，羊毛在氫氧化納溶液中，隨著堿液濃度增加及作用時間延長，溶解率也隨之增加。在相同的處理?xiàng)l件下，受損傷的羊毛在堿液中的溶解百分率比正常的羊毛大，故可用羊毛在堿液中的溶解百分率測定羊毛受損傷的程度。從圖中可以看出，羊毛在氫氧化納溶液中，隨著堿液濃度增加及作用此外，堿還能促進(jìn)羊毛中二硫鍵的分解和新交聯(lián)鍵的建立，可用如下反應(yīng)式表示:此外，堿還能促進(jìn)羊毛中二硫鍵的分解和新交聯(lián)鍵的建立，可用如下4.鹵素對羊毛的作用

鹵素對羊毛的鱗片有特別強(qiáng)烈的破壞作用，經(jīng)氯化處理過的羊毛截面膨脹、強(qiáng)度和伸長率下降，纖維泛黃，光澤增強(qiáng)，對染料的吸附能力提高，縮絨性大大降低。

電子顯微鏡觀察表明，氯化處理后的羊毛表面形態(tài)發(fā)生了一定變化，大多數(shù)羊毛鱗片的邊緣變鈍，端部變得平滑，小部分鱗片被溶去。

工業(yè)上利用氯化作用能增強(qiáng)光澤，降低縮絨性和提高羊毛對染料的吸附能力的特點(diǎn)，以適當(dāng)?shù)臈l件對潮濕狀態(tài)的羊毛或其制品進(jìn)行氯化處理，已獲得實(shí)際應(yīng)用。4.鹵素對羊毛的作用

鹵素對羊毛的鱗片有特別強(qiáng)烈的破壞作用例如，增強(qiáng)地毯的光澤、毛織物的防氈縮整理、印花織物的預(yù)處理以及制造不縮絨的毛紗用以編織羊毛衫褲等。

例如，增強(qiáng)地毯的光澤、毛織物的防氈縮整理、印花織物的預(yù)處理以（三）蠶絲(silk)一、蠶絲的形成和形態(tài)結(jié)構(gòu)二、絲素的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)三、絲膠的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)（三）蠶絲(silk)一、蠶絲的形成和形態(tài)結(jié)一、蠶絲的形成和形態(tài)結(jié)構(gòu)1.桑蠶絲的形成和形態(tài)結(jié)構(gòu)2.柞蠶絲的形成和形態(tài)結(jié)構(gòu)一、蠶絲的形成和形態(tài)結(jié)構(gòu)第2章纖維化學(xué)與面料課件第2章纖維化學(xué)與面料課件2、蠶絲的結(jié)構(gòu)形態(tài)蠶絲是由兩條平行的單絲組成，單絲內(nèi)部為絲素，包覆

在它四周的是一層非纖維狀的絲膠。橫截面形態(tài)：桑蠶絲截面近似半橢圓形或三角形。

縱向形態(tài)：桑蠶絲較平直光滑，柞蠶絲縱向有條紋。2、蠶絲的結(jié)構(gòu)形態(tài)柞蠶絲的形成和形態(tài)結(jié)構(gòu)柞蠶絲腺體與桑蠶絲腺體作用相同，絲腺分前、中、后三部分，差別在后部絲腺粗，愈向前愈細(xì)，最后在頭部匯合，經(jīng)吐絲口排出柞絲。柞蠶絲的形成和形態(tài)結(jié)構(gòu)柞蠶絲腺體與桑蠶絲腺體作用相同，絲腺分第2章纖維化學(xué)與面料課件桑蠶絲副產(chǎn)品桑蠶絲

柞蠶絲副產(chǎn)品柞蠶絲桑蠶絲副產(chǎn)品桑蠶絲柞蠶絲副產(chǎn)品柞蠶絲二、絲素的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1、絲素的組成和結(jié)構(gòu)2、絲素的性質(zhì)二、絲素的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1、絲素的組成和結(jié)構(gòu)1、絲素的組成和結(jié)構(gòu)生絲經(jīng)過精練脫去絲膠成為熟絲，它只含絲素。絲素屬于有機(jī)含氮高分子化合物。桑蠶絲和柞蠶絲絲素的元素組成見表4-5。1、絲素的組成和結(jié)構(gòu)生絲經(jīng)過精練脫去絲膠成為熟絲，它只含絲素絲素的基本單元結(jié)構(gòu)是氨基酸，每一個大分子鏈平均有400-500個氨基酸?；２煌贩N的蠶絲所含的氨基酸比例也不同，桑蠶絲絲素主要是由乙氨酸組成，其次是丙氨酸、絲氨酸組成，乙氨酸、是丙氨酸、絲氨酸的和約占總量的70%。絲素的分子鏈?zhǔn)怯蓛刹糠智抖捂溄佣?。一部分主要是乙氨酸、丙氨酸和絲氨酸?；M成，這些氨基酸的側(cè)鏈較小，結(jié)構(gòu)簡單，鏈間整齊而排列緊密，易形成氫鍵，組成晶區(qū)。絲素的基本單元結(jié)構(gòu)是氨基酸，每一個大分子鏈平均有400-50絲素的結(jié)構(gòu)絲素的基本元結(jié)構(gòu)是氨基酸，每一個大分子鏈平均含有400~500個氨基酸殘基。在不同品種的蠶絲中，所含氨基酸比例也有差異，桑蠶絲絲素主要是由乙氨酸組成，其次是丙氨酸、絲氨酸，乙、丙氨酸的和約占總量的70%。絲素的結(jié)構(gòu)絲素的基本元結(jié)構(gòu)是氨基酸，每一個大分子鏈平均含有4第2章纖維化學(xué)與面料課件2、絲素的性質(zhì)1.吸濕性2.耐熱性3.膨化與溶解性4.耐酸性5.耐堿性6.耐氧化劑和還原劑的性能7.耐光性2、絲素的性質(zhì)1.吸濕性(2)耐熱性。練熟后的絲(脫膠絲)有較高的耐熱性，加熱至100℃:時，絲內(nèi)的水分大量散失，但強(qiáng)度不受影響;在120℃時放置2H，絲內(nèi)所含水分全部放出，成為無水分的干燥絲，伸長度略有減少，拉力尚無變化;在150℃處理30min以上，則絲內(nèi)的油脂發(fā)散，絲素中的氨基酸開始分解，含氮物質(zhì)減少，色澤發(fā)生變化，強(qiáng)度下降;溫度高到170-180℃，絲纖維出現(xiàn)收縮、分解、開始炭化；250℃時處理15min，則絲纖維變成黑褐色；280℃時，絲纖維在短時間內(nèi)即會冒煙，放出角質(zhì)燃燒時的臭味。(2)耐熱性。練熟后的絲(脫膠絲)有較高的耐熱性，加熱至103)膨化與溶解性。絲素吸收水分后發(fā)生膨化，并表現(xiàn)各向異性。如在18℃水中，絲素直徑可增加16%-18%，而長度僅增加1.2%。絲素在水中只能溶脹，不能溶解，x射線衍射圖像不發(fā)生變化，說明水只能進(jìn)入絲塞的無定形區(qū)。鹽類對桑蠶絲素的膨化能力和溶解能力差異很大。在氯化鈉和硝酸鈉的稀溶液中，絲素只能有限溶脹;而在它們的濃溶液中，絲素就會發(fā)生無限溶脹。3)膨化與溶解性。絲素吸收水分后發(fā)生膨化，并表現(xiàn)各向異性。如此外，氯化鋅、硝酸鎂以及鍶等的氯化物、溴化物、碘化物、硝酸鹽、硫氰酸鹽等濃溶液均可進(jìn)入絲素的結(jié)晶區(qū)，絲素大分子問的交鏈很少，是以氫鍵和范德華力相互作用的，當(dāng)結(jié)晶區(qū)被破壞后，分子之間便出現(xiàn)無限溶脹成為粘稠的溶液。不同鹽類對絲素的作用能力有如下規(guī)律:此外，氯化鋅、硝酸鎂以及鍶等的氯化物、溴化物、碘化物、硝酸(4)耐酸性絲素是兩性物質(zhì)，既含有酸性基(-COOH)，又含有堿性基(-NR2)，可同時離解成為兩性離子，而酸性略強(qiáng)。絲素的等電點(diǎn)pH=3.5-5.3,在等電點(diǎn)pH值以下，絲素能合一定量的酸而無損于多膚鏈，100g絲素可以結(jié)合0.019-O.024mol的鹽酸，因此可以說桑蠶絲對酸具有一定的抵抗能力，抗酸性比棉纖維強(qiáng)，比羊毛差之是較耐酸的纖維之一。其耐酸的程度取決于酸的種類、濃度、溫度、處理時間及電解質(zhì)的種類和濃度。(4)耐酸性絲素是兩性物質(zhì)，既含有酸性基(-COOH)，又有機(jī)酸不會使絲素脆損和溶解，稀溶液被絲吸收后，還能長期保存，增加絲重并能增加絲的光澤和賦予絲鳴，其中以單寧酸的效果最顯著。若在有機(jī)酸溶液中高溫煮沸，則絲纖維將會受到損傷，并失去光澤。絲素對弱的無機(jī)酸(如磷酸、亞硫酸)比較穩(wěn)定，而易溶解于鹽酸、硫酸、硝酸等強(qiáng)酸溶液中，即使在較低溫度下也能溶解，若酸的濃度適中，室溫條件下浸酸1-2min立即水洗，絲的強(qiáng)度不受影響，而絲的長度可產(chǎn)生30%左右的強(qiáng)烈收縮，這種作用稱為酸縮，常被用來制作皺紋絲織品。有機(jī)酸不會使絲素脆損和溶解，稀溶液被絲吸收后，還能長期保存，酸浴中增添鹽分或提高溫度，均會增加酸對絲的損傷能力，如蟻酸中含有一定的氯化鈣，在室溫下可使絲素溶解。由此看來，使用硬水進(jìn)行絲的染整加工是非常不利的。柞蠶絲對酸的抵抗能力比桑蠶絲強(qiáng)得多，如用相對密度為1.16的鹽酸，在室溫下處理，桑蠶絲立即溶解，而樣蠶絲需要12h才緩緩溶解。酸浴中增添鹽分或提高溫度，均會增加酸對絲的損傷能力，如蟻酸中(5)耐堿性絲素的耐堿能力很差，作用比較強(qiáng)烈，但比羊毛的耐堿性要好，尤其在室溫下，絲素對堿較為穩(wěn)定。絲在堿液中能發(fā)生水解，堿在水解過程中起催化作用。絲的多縮氨酸分子鏈水解后生成肽等產(chǎn)物，嚴(yán)重者水解成氨基酸，使銅氨溶液的秸度迅速下降。堿的種類不同，對絲的水解催化能力也不同，氫氧化鈉的催化作用最強(qiáng)，氨水、碳酸鈉、碳酸鉀作用較弱，碳酸氫鈉、硼砂、硅酸鈉、肥皂等堿性介質(zhì)無損于絲素，只能溶解絲膠，是生絲的精練劑。

(5)耐堿性絲素的耐堿能力很差，作用比較強(qiáng)烈，但比羊毛的耐堿7)耐光性。絲纖維是紡織纖維中耐光性最差的一種。這是因?yàn)榻z素分子中含有芳香結(jié)構(gòu)的氨基酸，受到日光的照射時極易氧化，使纖維無定形部分松開，延伸度降低。此外，羥基氨基酸吸收紫外光后，亦能使分子間的氫鍵斷裂，降低纖維的強(qiáng)度。這種因光的作用而引起纖維強(qiáng)度、延伸度降低的現(xiàn)象，稱為光敏脆化作用。認(rèn)為是在空氣存在下，太陽光中波長233-325nm的紫外光的能量被纖維吸收而發(fā)生氧化的結(jié)果。7)耐光性。絲纖維是紡織纖維中耐光性最差的一種。這是因?yàn)榻z素酸和堿的存在對絲纖維的光氧化速率有重大影響。當(dāng)絲的pH=10.0時，它顯示出最大的穩(wěn)定性;pH二1.0-2.0和pH=13.0時，它的穩(wěn)定性最差。絲纖維受到光照會泛黃，若對纖維施以紫外線吸收劑以及硫脲或還原性的樹脂處理，可使纖維免受氧化，不致脆損和泛黃。酸和堿的存在對絲纖維的光氧化速率有重大影響。當(dāng)絲的pH=絲膠的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1、絲膠的組成和結(jié)構(gòu)2、絲膠的性質(zhì)絲膠的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1、絲膠的組成和結(jié)構(gòu)絲膠的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)絲膠的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)二、滌綸、錦綸、腈綸等化學(xué)纖維的化學(xué)性質(zhì)與染色性二、滌綸、錦綸、腈綸等化學(xué)纖維的化學(xué)性質(zhì)與染色性（一）合成纖維的概況合成纖維是以簡單的低分子化合物（來源于煤、石油、天然氣等）為原料，經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)，成為高分子化合物，再經(jīng)抽絲加工而成的纖維。合成纖維的原料來源廣泛，生產(chǎn)不受自然條件限制，并具有許多優(yōu)良特性，如堅(jiān)牢耐磨、質(zhì)輕、易洗快干、不易皺縮、不霉不蛀等，成為很好的衣著原料。市場上銷售的滌綸、錦綸、腈綸、丙綸、氨綸等都屬于合成纖維。（一）合成纖維的概況合成纖維是以簡單的低分子化合物（來源合成纖維的分類聚酯類纖維——聚對苯二甲酸乙二酯纖維（滌綸）、各類改性聚酯纖維等。聚酰胺類纖維——聚酰胺6纖維（錦綸6）、聚酰胺66纖維（錦綸66）、聚酰胺1010纖維（錦綸1010）、芳香族聚酰胺纖維（芳綸）等。聚烯烴類纖維——聚丙烯腈纖維（腈綸）、聚丙烯纖維（丙綸）、聚乙烯醇縮甲醛纖維（維綸）、聚氯乙烯纖維（氯綸）、聚乙烯纖維（乙綸纖維）等。其他類纖維——聚氨酯彈性纖維（氨綸）、聚甲醛纖維、含氟纖維、酚醛纖維、碳纖維等。合成纖維的分類聚酯類纖維——聚對苯二甲酸乙二酯纖維（滌綸）、合成纖維的紡絲方法主要有3種

（1）熔融法紡絲：把高分子化合物加熱到熔點(diǎn)以上，使它變成為黏稠的液體，再從噴絲頭細(xì)孔中噴出，在空氣中或水中冷卻凝固成絲。（2）濕法紡絲：將高分子化合物溶解在適當(dāng)?shù)娜軇┲?，先制成黏稠的紡絲溶液，再從噴絲頭細(xì)孔中噴出，紡絲溶液呈細(xì)流狀射入凝固液，凝固成絲。（3）干法紡絲：將高分子化合物溶解在揮發(fā)性的溶劑中制成紡絲液，從噴絲頭小孔中噴出后，呈細(xì)流狀進(jìn)入熱空氣中，使溶劑揮發(fā)而凝固成絲。合成纖維的紡絲方法主要有3種（1）熔融法紡絲：把高分子化合圓形纖維和異形纖維噴絲孔的形狀有圓形、三角形、五葉形、扁平形、中空形等各種形狀。在合成纖維成形過程中，用圓形噴絲孔紡成的絲的橫截面呈圓形；用各種異形噴絲孔則紡成非圓形橫截面的纖維或中空纖維，稱為異形橫截面纖維，簡稱異形纖維。

圓形纖維和異形纖維噴絲孔的形狀有圓形、三角形、五葉形、扁平形異形纖維異形纖維異形纖維在純化纖仿真絲、仿毛產(chǎn)品中應(yīng)用廣泛，主要原料為滌綸。有的異形纖維由于采用不均勻牽伸技術(shù)，使化纖長絲的條干不勻，織物可獲得像天然纖維般的自然外觀，并可改善纖維的抱合力、手感、回彈性、抗起球性、耐污性等。

異形纖維在純化纖仿真絲、仿毛產(chǎn)品中應(yīng)用廣泛，主要原料為滌綸。中空纖維中空纖維的保暖性和蓬松性優(yōu)良，某些中空纖維還具有特殊用途，如制作反滲透膜，用于人工腎臟、海水淡化、污水處理、硬水軟化、溶液濃縮等。

中空纖維中空纖維的保暖性和蓬松性優(yōu)良，某些中空纖維還具有特殊紡絲后加工

剛紡出來的合成纖維不能直接用來加工制成紡織品。因?yàn)樗€沒有完全定形，強(qiáng)度較低，伸長也較大，易變形。因此還必須根據(jù)不同品種進(jìn)行拉伸、水洗、上油、干燥、定形等一系列后處理過程。如果是長絲，要將絲束連續(xù)卷繞在筒管上，再經(jīng)過加捻和絡(luò)絲等工序；如是短纖維，需將絲束切斷成近似棉花、羊毛等纖維的長度，有的在切斷前還要經(jīng)過卷曲處理，經(jīng)過這些后處理加工的合成纖維，才具有可供紡織使用的優(yōu)良性能。

紡絲后加工剛紡出來的合成纖維不能直接用來加工制成紡織品。因目前全世界化學(xué)纖維生產(chǎn)中短纖維的產(chǎn)量高于長絲。根據(jù)纖維特點(diǎn)，有些品種（如錦綸）以生產(chǎn)長絲為主；有些品種（如腈綸）則以生產(chǎn)短纖維為主；而有些品種（如滌綸）則長絲與短纖維比例比較接近。

目前全世界化學(xué)纖維生產(chǎn)中短纖維的產(chǎn)量高于長絲。根據(jù)纖維特點(diǎn)，一、滌綸生產(chǎn)簡介

滌綸生產(chǎn)所用原料為對苯二甲酸（TPA）和乙二醇（EG）。通過化學(xué)合成，可得到聚對苯二甲酸乙二酯。

將合成的聚對苯二甲酸乙二酯經(jīng)鑄帶、切粒，成為無色透明的固體顆粒，通常稱為滌綸樹脂或滌綸切片，切片干燥后即可紡絲。

一、滌綸生產(chǎn)簡介滌綸生產(chǎn)所用原料為對苯二甲酸（TPA）和乙2．滌綸的分子結(jié)構(gòu)

滌綸大分子的化學(xué)組成為聚對苯二甲酸乙二酯，分子結(jié)構(gòu)式如下：2．滌綸的分子結(jié)構(gòu)滌綸大分子的化學(xué)組成為聚對苯二甲酸乙二酯從結(jié)構(gòu)式中可以看出：

（1）除兩端含—OH外，滌綸的大分子上含有親水性基團(tuán)，且缺乏與染料分子結(jié)合的官能團(tuán)，故吸濕性、染色性差，屬于疏水性纖維。（2）酯鍵的存在使分子具有一定的化學(xué)反應(yīng)能力，但由于苯環(huán)和亞甲基的穩(wěn)定性較好，所以滌綸的化學(xué)穩(wěn)定性較好。（3）滌綸大分子的基本鏈節(jié)中含有苯環(huán)，阻礙了大分子的內(nèi)旋轉(zhuǎn)，使主鏈剛性增加；但滌綸大分子的基本鏈節(jié)中還含有一定數(shù)量的亞甲基，所以又有一定的柔性；剛?cè)嵯酀?jì)的大分子結(jié)構(gòu)使滌綸具有彈性優(yōu)良、挺括、尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)異性質(zhì)。（4）滌綸大分子為線型分子，沒有大的側(cè)基和支鏈，分子鏈易于沿著纖維拉伸方向平行排列，因此分子間容易緊密地堆砌在一起，形成結(jié)晶，這使纖維具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和形狀穩(wěn)定性。從結(jié)構(gòu)式中可以看出：（1）除兩端含—OH外，滌綸的大分3．滌綸的超分子結(jié)構(gòu)

滌綸的超分子結(jié)構(gòu)與纖維生產(chǎn)過程中的拉伸和熱處理有關(guān)。滌綸噴絲成型后的初生纖維是無定形的，取向度很差，需要進(jìn)一步牽伸取向后方能紡織加工。經(jīng)過拉伸和熱定型處理后的纖維，結(jié)晶度約為60%，并有較高的取向度。

滌綸的超分子結(jié)構(gòu)稱為“折疊鏈—纓狀微原纖”

3．滌綸的超分子結(jié)構(gòu)滌綸的超分子結(jié)構(gòu)與纖維生產(chǎn)過程中的拉伸三、滌綸的性能

1．熱性能

（1）玻璃化溫度與軟化點(diǎn)溫度

滌綸的玻璃化溫度為68～81℃，在玻璃化溫度以下，大分子鏈段活動能力小，受外力不易變形，有利于正常使用；滌綸的軟化點(diǎn)溫度為230～240℃，超過此溫度，滌綸纖維開始解取向，分子鏈段發(fā)生運(yùn)動產(chǎn)生形變，且形變不能回復(fù)。在染整加工中，溫度要控制在玻璃化溫度以上，軟化點(diǎn)溫度以下。印染廠的熱定型溫度一般為180～220℃，染色、整理及成衣熨燙的溫度均應(yīng)低于熱定型溫度，否則會因分子鏈段活動加劇而破壞定形效果。三、滌綸的性能1．熱性能（2）耐熱性在幾種主要合成纖維中，滌綸的耐熱性最好。滌綸的熱穩(wěn)定性在幾種主要的合成纖維中也是最好的。耐熱性好——熔點(diǎn)高。熱穩(wěn)定性好——溫度升高時，滌綸的強(qiáng)度損失小，且不易收縮變形。（2）耐熱性在幾種主要合成纖維中，滌綸的耐熱性最好。滌綸的熱（3）耐磨性滌綸的耐磨性僅次于錦綸而超過其他纖維。

黏（3）耐磨性滌綸的耐磨性僅次于錦綸而超過其他纖維。黏3．化學(xué)性能

耐酸性較好

對堿的穩(wěn)定性稍差“剝皮現(xiàn)象”

——利用這一方法處理滌綸織物，可使纖維變得細(xì)而柔軟，增加了纖維在紗線中的活動性，使滌綸織物獲得仿真絲效果。3．化學(xué)性能耐酸性較好滌綸對氧化劑和還原劑均具有良好的穩(wěn)定性。

滌綸的耐溶劑性較好。酚類化合物常用作滌綸染色的載體。滌綸的吸濕性低，染色困難，易起球，易產(chǎn)生靜電。滌綸染色只能使用分散染料，主要使用熔融軋染、高溫高壓染色和常溫載體染色。滌綸對氧化劑和還原劑均具有良好的穩(wěn)定性。燃燒現(xiàn)象滌綸靠近火焰時會收縮熔化為黏流狀，接觸火焰即燃燒，并形成熔珠而滴落，熔珠為硬的黑色小球。燃燒時有芳香氣味并產(chǎn)生黑煙。離開火焰后能繼續(xù)燃燒，但易熄滅。燃燒現(xiàn)象第三節(jié)錦綸（PA）錦綸是合成纖維的主要品種之一，學(xué)名叫聚酰胺纖維（PolyamideFiber，PAFiber），其大分子主鏈上含有酰胺鍵（—CONH—）。國外名稱有耐綸、尼龍、卡普隆等。錦綸是合成纖維中第一個實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的品種。第三節(jié)錦綸（PA）錦綸是合成纖維的主要品種之一，學(xué)名叫聚酰錦綸一般分為兩大類一類由二元胺和二元酸縮聚制成，可分別用兩個數(shù)字表示兩者所含的碳原子數(shù)，前者代表二胺的碳原子數(shù)，后者代表二酸的碳原子數(shù)，如錦綸66、錦綸1010；另一類是由ε-氨基酸縮聚或由己內(nèi)酰胺開環(huán)聚合而得，其數(shù)字表示氨基酸或己內(nèi)酰胺的碳原子數(shù)，如錦綸6。

錦綸一般分為兩大類一類由二元胺和二元酸縮聚制成，可分別用兩個一、錦綸生產(chǎn)簡介

1．錦綸6的生產(chǎn)2．錦綸66的生產(chǎn)

一、錦綸生產(chǎn)簡介1．錦綸6的生產(chǎn)錦綸生產(chǎn)以長絲為主，錦綸長絲經(jīng)拉伸加捻后，可制成彈力絲。生產(chǎn)彈力絲采用假捻法，錦綸長絲在一臺機(jī)器上一次完成加捻、熱定型、退捻三個過程，制得彈力絲。用彈力絲制成的彈力紗具有很高的彈性和耐磨性，主要用于針織品，如手套、襪子、運(yùn)動衣、彈力衫等。

錦綸生產(chǎn)以長絲為主，錦綸長絲經(jīng)拉伸加捻后，可制成彈力絲。生產(chǎn)圖5-8假捻法加工示意圖圖5-8假捻法加工示意圖二、錦綸的結(jié)構(gòu)錦綸的形態(tài)結(jié)構(gòu)與普通滌綸相似，在顯微鏡下觀察，縱向光滑，橫截面接近圓形。錦綸的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)也與滌綸相似，為褶疊鏈和伸直鏈晶體共存的體系。錦綸的大分子主鏈上含有酰胺鍵。錦綸的結(jié)晶度為50%～60%，最高可達(dá)70%。錦綸纖維具有皮芯結(jié)構(gòu)，一般皮層較為緊密，取向度較高而結(jié)晶度較低；芯層則取向度較低而結(jié)晶度較高。二、錦綸的結(jié)構(gòu)錦綸的形態(tài)結(jié)構(gòu)與普通滌綸相似，在顯微鏡下觀察，三、錦綸的性能1．熱性能錦綸的耐熱性較好而熱穩(wěn)定性較差。耐熱性較好——熔點(diǎn)較高。熱穩(wěn)定性較差——溫度升高會使錦綸強(qiáng)度下降，收縮且泛黃。三、錦綸的性能1．熱性能第2章纖維化學(xué)與面料課件2．機(jī)械性能錦綸的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高——錦綸大分子具有較高的柔性，分子間又有許多氫鍵，在紡絲過程中受到拉伸時，可大大提高取向度和結(jié)晶度，因此錦綸的強(qiáng)度比滌綸高。回彈性好——錦綸大分子結(jié)構(gòu)中具有大量的亞甲基—CH2—，在松弛狀態(tài)下，纖維大分子易處于無規(guī)則的卷曲狀態(tài)，當(dāng)受外力拉伸時，分子鏈被拉直，長度明顯增加。外力取消后，由于氫鍵的作用，被拉直的分子鏈重新轉(zhuǎn)變?yōu)榫砬鸂顟B(tài)，表現(xiàn)出高伸長率和良好的回彈性。由于錦綸纖維的強(qiáng)度高、回彈性好，所以錦綸是所有天然纖維和合成纖維中耐磨性最好的纖維。2．機(jī)械性能錦綸的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度高——錦綸大分子具有較高的柔性，3．錦綸的化學(xué)性能耐堿性較強(qiáng)。

對酸不穩(wěn)定，對濃的強(qiáng)無機(jī)酸尤為敏感。酸可使錦綸大分子中的酰胺鍵水解，引起纖維聚合度的降低。對氧化劑的穩(wěn)定性較差。一般多采用還原型漂白劑。3．錦綸的化學(xué)性能耐堿性較強(qiáng)。錦綸纖維有一定的吸濕性，在合成纖維中屬于容易染色的?？梢允褂盟嵝匀玖?、分散染料在常溫下染色。錦綸的燃燒性能與滌綸相似，只是因含有酰胺基，燃燒時帶有氨的臭味。錦綸纖維有一定的吸濕性，在合成纖維中屬于容易染色的?？梢允褂玫谒墓?jié)腈綸（PAN）腈綸（PAN）是我國市場上聚丙烯腈纖維（PolyacrylonitrileFiber，AcrylicFiber，PolyacrylicFiber）的商品名稱，通常由85%以上的丙烯腈和其他單體的共聚物組成。如共聚物中丙烯腈的含量在35%～85%之間，則稱為改性腈綸。

腈綸質(zhì)輕保暖，彈性較好，許多性能極似羊毛，故被稱為“合成羊毛”。在我國已成為重要的仿毛紡織材料。第四節(jié)腈綸（PAN）腈綸（PAN）是我國市場上聚丙烯腈纖維一、腈綸的組成國內(nèi)生產(chǎn)的腈綸基本上采用三種單體進(jìn)行共聚，第一單體為丙烯腈，是組成聚丙烯腈纖維的主體；第二單體通常為含酯基的乙烯基，可破壞聚丙烯腈大分子的規(guī)整性，降低大分子間作用力，改善纖維的手感和彈性；第三單體為染色單體，用于提供染色基團(tuán)，改善纖維的染色性及親水性。一、腈綸的組成國內(nèi)生產(chǎn)的腈綸基本上采用三種單體進(jìn)行共聚，第二、腈綸生產(chǎn)簡介聚丙烯腈纖維一般采用濕法紡絲或干法紡絲，腈綸長絲的后處理主要包括拉伸、水洗、上油、干燥、熱定