PAGEPAGE2緒論一紡織纖維的含義紡織纖維：長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于直徑（一般長(zhǎng)度與直徑之比大于1000），并且具有一定柔韌性的物質(zhì)短纖：棉30-40mm 亞麻11-38mm山羊絨30-40mm分類長(zhǎng)絲：仿毛型化纖75mm蠶絲幾米以上二紡織纖維的性能1物理機(jī)械性能⑴長(zhǎng)度長(zhǎng)度＞10cm以上才有紡織價(jià)值⑵物理機(jī)械性能：強(qiáng)度、延伸性、彈性.⑶熱性能：對(duì)熱具有一定穩(wěn)定性，過高溫不分解，低溫不變硬.其他：有一定光澤，吸濕性、柔軟性.2化學(xué)性能具有一定的耐水，化學(xué)穩(wěn)定性、可染性、耐日曬、耐紫外線、耐氣候.三紡織纖維分類植物纖維：棉、麻.天然纖維動(dòng)物纖維：羊毛、蠶絲.礦物纖維：石棉再生纖維：粘膠、天絲、大豆纖維、牛奶纖維.化學(xué)纖維合成纖維：滌綸、錦綸、腈綸、維綸、丙綸.四纖維細(xì)度的表示方法長(zhǎng)度衡量纖維品質(zhì)的主要指標(biāo)細(xì)度纖維越細(xì)，形成的紗線強(qiáng)度越大，紗條越均勻，越有利于紡紗、織布.細(xì)度還會(huì)影響光澤細(xì)纖維形成織物：柔軟、懸垂性好.粗纖維形成織物：硬挺.直接指標(biāo)特克斯衡量纖維細(xì)度的指標(biāo)線密度旦尼爾間接指標(biāo)支數(shù)公制支數(shù)英制支數(shù)特克斯：在公定回潮率條件下，1000m長(zhǎng)的纖維成紗線的質(zhì)量克數(shù)旦尼爾：在公定回潮率條件下，9000m長(zhǎng)的纖維或紗線的質(zhì)量克數(shù).公制支數(shù)：在公定回潮率條件下，單位質(zhì)量（g）的纖維或紗線所具有的長(zhǎng)度.英制支數(shù)：在標(biāo)準(zhǔn)回潮率的條件下，1磅纖維或紗線有多少個(gè)840碼.

第二章高分子化合物的基礎(chǔ)知識(shí)高分子化合物：由低分子化合物通過共價(jià)鍵連接而成的產(chǎn)物.§2.1高分子化合物的基本概念一高分子化合物的含義高分子化合物簡(jiǎn)稱高分子或高聚物，是由含有兩個(gè)及兩個(gè)以上官能度的低分子化合物通過共價(jià)鍵的形式連接而成的產(chǎn)物。二高分子化合物的基本特性1具有很高的平均分子量，一般在104～107之間。2高分子化合物大分子是以共價(jià)鍵相連接。A：是由許多相同或相似的結(jié)構(gòu)單元通過共價(jià)鍵相互連接而成。B：n為組成大分子的基本單元（基本鏈節(jié)）的重復(fù)次數(shù)，稱為聚合度DpM=MA×Dp平均分子量基本單元原子量平均分子量多分散性C：多分散性結(jié)構(gòu)多分散性三高分子化合物大分子的結(jié)構(gòu)與幾何形狀幾何形狀包括：線型、支鏈型、體型1線型大分子：以雙官能度的單體形成，線型長(zhǎng)鏈，呈卷曲狀結(jié)構(gòu)示意圖為：A’—A—A…………A—A—A’2支鏈型大分子：在主鏈上帶有相當(dāng)數(shù)量的支鏈，支鏈的長(zhǎng)短、數(shù)量各不相同。結(jié)構(gòu)示意圖為：…A—AA—A…A’—A—A—A—A—A—A—A—A—A’………A—A—A—A3體型大分子（體型高分子）：線型大分子或支鏈型大分子間以共價(jià)鍵的形式連接而成，具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)示意圖為：…A—A—A—A—A—A—A—A—A—A……A—A—A—A—A—A—A—A—A—A—A—A……A—A—A—A—A—A—A—A—A—A…線型、支鏈型、體型高分子由于形狀不同，分子鏈的排布和分子間的相互作用亦不同，故性質(zhì)也有差異。四、高分子化合物的分子間力分子之間存在相互作用力，但分子間作用力很小。對(duì)于低分子物而言，分子間力遠(yuǎn)小于主價(jià)鍵力，可以忽略，但高分子物分子間力較大。范德華力分子間力（次價(jià)鍵力）氫鍵力1范德華力（色散力、取向力、誘導(dǎo)力）只有當(dāng)分子間距離在0.28-0.5nm之間時(shí)才會(huì)產(chǎn)生2氫鍵力：指氫原子與兩個(gè)負(fù)電性較大而半徑較小的原子（例如N、O、F等）相結(jié)合而產(chǎn)生的作用力。只有當(dāng)分子間距離小于0.26nm之間時(shí)才會(huì)產(chǎn)生，分子間或分子內(nèi)部都可以形成五高分子物的合成反應(yīng)高分子化合物是由簡(jiǎn)單的低分子化合物通過化學(xué)方法合成。簡(jiǎn)單的低分子化合物稱為單體，合成的化學(xué)方法有兩類：加聚反應(yīng)、縮聚反應(yīng)（一）加聚反應(yīng)由許多相同或不同的不飽和單體，通過加成反應(yīng)生成高分子的過程均聚反應(yīng)無規(guī)則共聚加聚反應(yīng)交替共聚共聚反應(yīng)嵌段共聚結(jié)枝共聚（二）縮聚反應(yīng)由含有兩個(gè)或多個(gè)官能度的單體之間，通過官能團(tuán)的縮合作用去掉一個(gè)小分子后形成大分子的過程均縮聚縮聚反應(yīng)混縮聚共縮聚§2.2高分子化合物的結(jié)構(gòu)高分子物的結(jié)構(gòu)層次一般包括一次結(jié)構(gòu)、二次結(jié)構(gòu)和三次結(jié)構(gòu)一次結(jié)構(gòu)：大分子的化學(xué)組成和構(gòu)型，一般稱為分子鏈的化學(xué)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)層次二次結(jié)構(gòu)：大分子鏈的構(gòu)象或稱為分子的形態(tài)結(jié)構(gòu)三次結(jié)構(gòu)：大分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)一、高分子物大分子鏈的構(gòu)型（一次結(jié)構(gòu)）構(gòu)型是指高分子中的原子或基團(tuán)雜空間排列的方式。全同（等規(guī)）立構(gòu)有時(shí)等規(guī)立構(gòu)等規(guī)高聚物（分子排列歸立體異構(gòu)間同（間規(guī)）立構(gòu)整，結(jié)構(gòu)緊密，易結(jié)晶）無規(guī)立構(gòu)無規(guī)高聚物二、高分子鏈的構(gòu)象構(gòu)象：分子在空間表現(xiàn)出來的不同形態(tài)1單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)在高分子物大分子主鏈結(jié)構(gòu)中存在許多單鍵，單鍵可以繞軸旋轉(zhuǎn)，稱為內(nèi)旋轉(zhuǎn)（舉例：見P16圖2-4）。完全自由的單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)是不可能存在的，因?yàn)樵谔荚由峡倳?huì)有其他原子或基團(tuán)，必須克服一定的阻力才能旋轉(zhuǎn)，稱為受阻內(nèi)旋轉(zhuǎn)，阻力稱為位壘。2高分子物大分子鏈的柔順性柔順性：鏈狀大分子在分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)的情況下可以卷曲收縮，可以擴(kuò)展伸長(zhǎng)，從而改變其構(gòu)象的性質(zhì)。鏈段長(zhǎng)度法大分子柔順性表示方法均方末端距法三高分子物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)聚集態(tài)結(jié)構(gòu)：指許許多多單個(gè)大分子在高分子物內(nèi)部的排列狀況及相互聯(lián)系，又稱超分子結(jié)構(gòu)或微結(jié)構(gòu)晶態(tài)：組成物質(zhì)的分子原子離子在空間以幾何方低分子固體物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式有規(guī)則的排列非晶態(tài)：無規(guī)則的排列晶態(tài)高分子固體物質(zhì)聚集形式非晶態(tài)取向態(tài)1高分子物的晶態(tài)結(jié)構(gòu)與模型兩相結(jié)構(gòu)模型：纓狀微胞模型纓狀原纖結(jié)構(gòu)模型（見P19圖2-5）兩種模型折疊鏈模型：（見P20圖2-6）兩相結(jié)構(gòu)模型：高分子物存在結(jié)晶部分（大分子規(guī)則、緊密排列部分）和非結(jié)晶部分（分子鏈無規(guī)則卷曲和相互纏結(jié)的部分），兩者同時(shí)存在且不可分割。單個(gè)大分子鏈可同時(shí)貫穿幾個(gè)晶區(qū)與非晶區(qū)。折疊鏈模型：伸展的分子鏈傾向于相互聚集在一起形成鏈?zhǔn)準(zhǔn)?xì)而長(zhǎng)，但表面能大，不穩(wěn)定，會(huì)自發(fā)折疊成具有較小表面的帶狀結(jié)構(gòu)，而帶狀結(jié)構(gòu)進(jìn)一步堆砌成晶片，由晶片堆砌最終形成晶體。結(jié)晶度：衡量結(jié)晶的程度，表示結(jié)晶部分在整個(gè)聚集體中所占的比例，結(jié)晶度的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（fw）表示方法結(jié)晶度的體積分?jǐn)?shù)（fv）2高分子物的非晶態(tài)結(jié)構(gòu)（無定形結(jié)構(gòu)）側(cè)序度：?jiǎn)挝惑w積內(nèi)所含分子間鍵能或氫鍵數(shù)通過側(cè)序度示意圖（P21圖2-8）可以看出：在完全無定形區(qū)，分子鏈排列比較散亂，分子間堆砌比較松散，分子間作用力較小，分子間存在許多間隙和空洞，密度較小。3高分子物的取向態(tài)結(jié)構(gòu)取向：高分子物中，大分子鏈、鏈段或晶體結(jié)構(gòu)沿某一特定方向做有序排列的過程。取向度：有序排列的程度取向態(tài)一般是一維或二維有序，結(jié)晶態(tài)是三維有序大分子取向非晶態(tài)高分子取向鏈段取向結(jié)晶區(qū)取向結(jié)晶態(tài)高分子§2.3高分子物的力學(xué)性質(zhì)一非晶態(tài)高分子物的力學(xué)狀態(tài)及轉(zhuǎn)變非晶態(tài)高分子物在所受外力不變的情況下，會(huì)隨溫度的變化呈現(xiàn)三種不同的力學(xué)狀態(tài)：玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)。（見P23圖2-10）玻璃化溫度Tg粘流溫度Tf1玻璃態(tài)（普彈態(tài)）當(dāng)溫度較低時(shí)（低于Tg），大分子鏈段基本處于凍結(jié)狀態(tài)，不能克服分子內(nèi)旋轉(zhuǎn)的位壘，此時(shí)高分子物所表現(xiàn)出的力學(xué)性質(zhì)與玻璃相似2高彈態(tài)當(dāng)溫度高于某一定值（Tg）時(shí)，分子熱運(yùn)動(dòng)能量不斷增加，雖然整個(gè)大分子還不能移動(dòng)，但可以克服內(nèi)旋轉(zhuǎn)阻力，鏈段不僅可以轉(zhuǎn)動(dòng)，而且可以發(fā)生部分移動(dòng)，大分子鏈間的相互作用力降低，在外力作用下容易沿受力方向從卷曲狀態(tài)轉(zhuǎn)變成伸直狀態(tài)，發(fā)生很大形變，外力釋放后又可回復(fù)原態(tài)。3粘流態(tài)當(dāng)溫度繼續(xù)升高（超過Tf）時(shí)，分子的熱運(yùn)動(dòng)能量超過了大分子鏈間的結(jié)合力，分子鏈間可以產(chǎn)生相對(duì)位移。當(dāng)受外力作用時(shí)，高分子會(huì)像液體一樣發(fā)生粘性流動(dòng)，產(chǎn)生很大的形變，外力釋放后，形變也不能回復(fù)。聚合物力學(xué)三態(tài)的分子運(yùn)動(dòng)單元各不相同：玻璃態(tài)：溫度低，鏈段的運(yùn)動(dòng)處于凍結(jié)，只有側(cè)基、鏈節(jié)、鏈長(zhǎng)、鍵角等局部運(yùn)動(dòng)，形變小；是普彈形變高彈態(tài)：鏈段運(yùn)動(dòng)充分發(fā)展，形變大，是高彈形變，可恢復(fù)；粘流態(tài)：鏈段運(yùn)動(dòng)劇烈，導(dǎo)致分子鏈發(fā)生相對(duì)位移，是永久形變，形變不可逆。二晶態(tài)高分子物的力學(xué)狀態(tài)及轉(zhuǎn)變完全結(jié)晶的高分子物只有晶態(tài)和熔融態(tài)（液態(tài)），結(jié)晶熔化的溫度稱為熔點(diǎn)（Tm）三高分子物的力學(xué)性質(zhì)1高分子物的拉伸性能高分子物在受外力拉伸時(shí)會(huì)發(fā)生形變，為免遭破壞，分子內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生抵抗力，這種抵抗力與外力大小相等，方向相反。應(yīng)力（σ）：?jiǎn)挝幻娣e上產(chǎn)生的抵抗力，又稱為抗張強(qiáng)度。單位為牛/米2（N/m2）σ=△L/L0△L為材料被拉伸的長(zhǎng)度；L0為材料的原長(zhǎng)應(yīng)變（ε）：在外力作用下，高分子物相應(yīng)的變形率應(yīng)力—應(yīng)變曲線：將高分子物在外力作用下開始發(fā)生形變直至斷裂的過程繪成一條曲線。bcabcao應(yīng)變(ε)(σ)力應(yīng)（1）ob段應(yīng)力與應(yīng)變呈直線關(guān)系，在這個(gè)階段施加外力，高分子物發(fā)生形變，釋放外力形變回復(fù),形變大小與外力成正比，符合普彈形變。彈性模量(E):ob段直線的斜率,又稱為楊氏模量E=σ/ε（2）當(dāng)應(yīng)力超過b點(diǎn)，形變隨應(yīng)力迅速增大，因此b點(diǎn)又稱為屈服點(diǎn)。高分子物在b點(diǎn)前顯示剛性，在b點(diǎn)后顯示柔性（3）ca段分子鏈取向度已經(jīng)提高，再拉伸困難，形變減小，直至a點(diǎn)拉斷應(yīng)力-應(yīng)變曲線包含的面積代表斷裂功，表示高分子材料被拉斷時(shí)所需的外功，反映材料的耐用性。2高分子物的力學(xué)松弛現(xiàn)象力學(xué)松弛：高分子物的力學(xué)性質(zhì)隨時(shí)間而變化的現(xiàn)象。力學(xué)松弛現(xiàn)象包括：蠕變、應(yīng)力松弛、滯后現(xiàn)象和內(nèi)耗蠕變?cè)谝欢ǖ臏囟群洼^小的恒定外力作用下，高分子材料的形變隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增大的現(xiàn)象。應(yīng)力松弛在保持高分子材料形變一定的情況下，高分子物內(nèi)部應(yīng)力隨時(shí)間的增加而逐漸衰弱的現(xiàn)象。滯后現(xiàn)象高分子形變總是落后于應(yīng)力變化速度的現(xiàn)象內(nèi)耗高分子物在周期性變化的應(yīng)力作用下，每一次循環(huán)都要消耗一部分能量的現(xiàn)象?！?.4高分子物溶液及平均分子量一高分子物的溶解絕大多數(shù)線型高分子物一般能溶解在適當(dāng)溶劑當(dāng)中，而體型高分子物一般不能溶解。溶脹：指溶劑進(jìn)入高分子內(nèi)部，引起高分子物體積增大的現(xiàn)象。溶解溶解：指溶劑分子完全破壞了大分子鏈間的結(jié)合，從而形成大分子的均勻分散狀態(tài)。影響高分子物溶解的因素：最主要是大分子間作用力1平均分子量對(duì)線型高分子物，平均分子量越大，溶解越困難，因?yàn)榉肿娱g力隨平均分子量的增大而增大。2分子極性分子極性越大，分子間的相互作用力越大，溶解越困難。3取代基取代基對(duì)大分子有兩種影響。非極性取代基使高分子物大分子間的結(jié)構(gòu)較為松弛，不易取向，相互間的引力較低，溶解度較高。對(duì)于極性取代基，他們之間產(chǎn)生較大引力，甚至交聯(lián)結(jié)合，因而溶解困難，只能進(jìn)行有限溶脹。4鏈的柔性柔性大分子鏈由于卷曲大，分子間的結(jié)合點(diǎn)少，容易被適當(dāng)?shù)娜軇┓蛛x發(fā)生溶解。5溫度溫度越高，溶解度增大二高分子物平均分子量高分子化合物呈現(xiàn)多分散性，實(shí)際是由相對(duì)分子質(zhì)量不等而結(jié)構(gòu)相同的同系物組成，故其相對(duì)分子質(zhì)量不可能是一個(gè)定值。數(shù)均分子量平均分子量重均分子量粘均分子量

第三章纖維素纖維的結(jié)構(gòu)和性能天然纖維素纖維（棉、麻）纖維素纖維再生纖維素纖維（粘膠纖維、銅氨纖維、醋酯纖維）§3.1纖維素纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)一棉纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)棉纖維是種子纖維，其主要成分為纖維素、果膠、蠟質(zhì)、灰分、含氮物質(zhì)。外形：上端尖而封閉，下端粗而敞口，細(xì)長(zhǎng)的扁平帶子狀，有螺旋狀扭曲，截面呈腰子形，中間干癟空腔。最外層：初生胞壁從外到里分三層：中間：次生胞壁內(nèi)部：胞腔1初生胞壁決定棉纖維的表面性質(zhì)，它又分為三層，最外層為果膠物質(zhì)和蠟質(zhì)所組成的皮層。因而具有拒水性，在棉生長(zhǎng)過程中起保護(hù)作用。但在染整加工中不利。2次生胞壁纖維素沉積最后的一層，是構(gòu)成纖維的主體部分，纖維素含量很高，其組成和結(jié)構(gòu)決定棉纖維的主要性能。3胞腔輸送養(yǎng)料和水分的通道，蛋白質(zhì)、色素等物質(zhì)的殘?jiān)练e胞壁上，胞腔是棉纖維內(nèi)最大的空隙，是染色和化學(xué)處理時(shí)重要的通道。二麻纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)麻纖維主要有：苧麻、亞麻是屬于韌皮纖維，以纖維束形式存在單根纖維是一個(gè)厚壁、兩端封閉、內(nèi)有狹窄胞壁的長(zhǎng)細(xì)胞苧麻兩端呈錘頭形或分支亞麻兩端稍細(xì)呈紡錘形縱向有豎紋和橫節(jié)主要化學(xué)組成和棉纖維一樣是纖維素，但含量低?！?.2纖維素大分子的分子結(jié)構(gòu)纖維素是一種多糖物質(zhì)，其大分子是由很多葡萄糖剩基連接而成，分子式為（C6H10O5）n復(fù)雜的同系物混合物，n為聚合度，棉聚合度為2500~10000，麻聚合度為10000~15000，粘膠纖維聚合度為250~500纖維素大分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)是由β-d-葡萄糖剩基彼此以1，4-甙鍵連接而成，結(jié)構(gòu)如下每隔兩環(huán)有周期性重復(fù)，兩環(huán)為一個(gè)基本鏈節(jié)，鏈節(jié)數(shù)為（n-2）/2，n為葡萄糖剩基數(shù)，即纖維的聚合度，葡糖糖?；嫌腥齻€(gè)自由存在的羥基，其中2，3位上是仲羥基，6位上伯羥基§3.3棉纖維的超分子結(jié)構(gòu)超分子結(jié)構(gòu)也稱為微結(jié)構(gòu)，主要指棉纖維中次生胞壁纖維素大分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，纖維素大分子的排列狀態(tài)，排列方向，聚集緊密程度等。一X射線研究1棉纖維的X射線研究結(jié)果超分子結(jié)構(gòu)中有晶體存在，有一定的取向度2棉纖維中纖維素的單元晶格單元晶格屬于單斜晶系3纖維的結(jié)晶度與取向度棉纖維的結(jié)晶度約為70%，麻纖維為90%，無張力絲光棉為50%，粘膠纖維為40%二電子顯微鏡的研究1棉纖維的電鏡圖棉纖維中存在粗大的原纖，但原纖又是由更小的微原纖組成2邊緣（纓狀）原纖模型及理論（見P43的圖3-8）纖維素大分子通過整齊排列組成微原纖，又由微原纖進(jìn)行整齊排列形成原纖，原纖中少數(shù)大分子的分支與其他大分子分支合并組成另外的連續(xù)網(wǎng)狀組織?！?.4纖維素纖維的主要物理—機(jī)械性能纖維的拉伸性能與織物耐用性及服用性能之間有著密切的聯(lián)系，而纖維的斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、應(yīng)力應(yīng)變曲線、彈性均與纖維拉伸性能有關(guān)。一纖維素纖維的斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率斷裂強(qiáng)度：纖維在拉伸至斷裂時(shí)所能承受的最大外力。表示方法有：1抗張強(qiáng)度（σ）又稱斷裂應(yīng)力，極限強(qiáng)度，是指纖維或紗線單位截面上能承受的最大拉力。2斷裂強(qiáng)度（相對(duì)強(qiáng)度）指單位線密度或紗線所能承受的最大應(yīng)力，單位為N/tex，又有干強(qiáng)和濕強(qiáng)之分。3斷裂長(zhǎng)度（LR）指將纖維一端固定懸掛，由于纖維本身質(zhì)量而發(fā)生斷裂時(shí)的長(zhǎng)度，單位km4斷裂伸長(zhǎng)率斷裂伸長(zhǎng)與纖維原長(zhǎng)之比一般在結(jié)晶度相同的情況下，取向度越低，斷裂伸長(zhǎng)率越高，韌性越大。二纖維的初始模量初始模量也稱為楊氏模量或彈性模量指材料所受應(yīng)力與其相應(yīng)形變之比。纖維的初始模量是指纖維產(chǎn)生1%伸長(zhǎng)所需的應(yīng)力，以kg/mm2或g/tex表示，反映纖維在外力作用下變形的難易程度。三纖維的應(yīng)力-應(yīng)變曲線又稱纖維的負(fù)荷-延伸曲線，是將纖維隨著應(yīng)力的增大逐漸發(fā)生應(yīng)變的情況繪成的曲線(具體見P47的圖3-9)四纖維素纖維的斷裂機(jī)理與纖維超分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系纖維在外力作用下發(fā)生斷裂，是因?yàn)橥饬ζ茐牧朔肿觾?nèi)共價(jià)鍵力或分子間作用力的結(jié)果。斷裂機(jī)理有兩種解釋：1纖維大分子鏈在受外力作用時(shí)，由于不能承受外力的作用而發(fā)生大分子鏈的斷裂，從而導(dǎo)致纖維材料的斷裂。2纖維在受外力作用時(shí)，大分子間的作用力不足以抵抗外力的作用，使得大分子鏈間發(fā)生相對(duì)位移，甚至滑脫，從而導(dǎo)致纖維的斷裂。纖維素纖維的斷裂機(jī)理不是由單純的分子鏈斷裂或分子鏈間的相對(duì)滑移造成，還可能是由于超分子中存在缺口、弱點(diǎn)，在受外力作用拉伸時(shí)，弱點(diǎn)出現(xiàn)應(yīng)力集中，首先斷裂，缺口逐漸增大，進(jìn)而分子鏈斷裂，導(dǎo)致纖維斷裂。棉、麻濕強(qiáng)大于干強(qiáng)的原因因?yàn)樵诔睗駹顟B(tài)下水的增塑作用，可以部分消除纖維中的弱點(diǎn)，使得大分子中的缺陷結(jié)構(gòu)得到改善，使應(yīng)力分布更加均勻，從而增大了纖維的強(qiáng)力。粘膠濕強(qiáng)小于干強(qiáng)的原因因?yàn)檎衬z纖維大分子的聚合度低，只有250-500左右，結(jié)晶度低，取向度也不高，本身分子間力小，其斷裂主要是由于大分子鏈或其他結(jié)構(gòu)單元之間相對(duì)滑移形成，而濕強(qiáng)低則是由于吸濕后水的溶脹作用，降低了纖維的分子間力，有利于分子鏈間或結(jié)構(gòu)單元間的相對(duì)滑移。五纖維的彈性彈性是指纖維從形變中回復(fù)原狀的能力。彈性高的纖維所組成的織物外觀比較挺括，不易起皺，如毛織物及滌綸織物?？蓮?fù)彈性形變（彈性形變）不可復(fù)形變（塑性形變）彈性大小表示方法：形變回復(fù)率和功回復(fù)率形變回復(fù)率=彈性形變/總形變=彈性形變/總形變功回復(fù)率=回復(fù)時(shí)的回縮功（回復(fù)功）/形變時(shí)的總功§3.5纖維素纖維的主要化學(xué)性質(zhì)一纖維的吸濕和溶脹吸濕性：紡織纖維在空氣中吸收和放出水分的能力表示方法：吸濕率（回潮率）R和含水率M吸濕率（回潮率）：纖維內(nèi)所含水分的質(zhì)量與絕對(duì)干燥纖維的質(zhì)量之比。含水率：纖維內(nèi)所含水分的質(zhì)量與未經(jīng)烘干纖維質(zhì)量之比R=(W/D)×100%M=W/(D+W)×100%式中：W——試樣吸收水分的質(zhì)量D——絕對(duì)干燥試樣的質(zhì)量影響纖維吸濕性的有關(guān)因素1纖維上的親水性基團(tuán)，纖維大分子中，親水性基團(tuán)的多少和親水性的強(qiáng)弱均能影響其吸濕能力的大小。2纖維的超分子結(jié)構(gòu)，無定形區(qū)越大，吸濕能力越強(qiáng)，如粘膠大于棉。3纖維的比表面積（單位質(zhì)量的纖維所具有的表面積），如細(xì)纖維大于粗纖維。4纖維內(nèi)的空隙越多，水分子越容易進(jìn)去，如粘膠纖維比棉纖維疏松，吸濕能力也就越強(qiáng)。5纖維中各種伴生物和雜質(zhì)對(duì)吸濕也有影響。6與空氣溫度、濕度有關(guān)。二堿對(duì)纖維素纖維的作用1纖維素對(duì)堿的穩(wěn)定性稀堿低溫條件下，纖維素對(duì)堿還是比較穩(wěn)定。但高溫、濃堿時(shí)纖維素降解迅速，在高溫且有空氣存在時(shí)，即使較稀的堿液，也會(huì)使纖維素氧化。2濃堿對(duì)纖維素的作用在常溫下，濃NaOH溶液會(huì)使天然纖維素纖維、溶脹，縱向收縮，直徑增大。如果施加張力，可防止收縮，及時(shí)洗除堿液可達(dá)到絲光效果。如不施加張力，則發(fā)生堿縮。對(duì)于針織物，增加彈性和厚實(shí)的手感。堿與纖維素作用后的產(chǎn)物叫堿纖維素，一種不穩(wěn)定的化合物，水洗可回復(fù)原來結(jié)構(gòu)，通常成為纖維素Ⅱ，但結(jié)晶度下降，無定形區(qū)增加，對(duì)染料的吸附能力和化學(xué)反應(yīng)能力大大提高。三纖維素與酸的作用酸對(duì)纖維素分子中的甙鍵水解起催化作用，導(dǎo)致纖維素大分子聚合度降低，而使纖維受到損傷。1酸與纖維素的作用原理纖維素大分子的1,4甙鍵具有縮醛的性質(zhì)，對(duì)堿穩(wěn)定，對(duì)酸敏感，酸對(duì)甙鍵水解起催化作用，導(dǎo)致纖維素纖維聚合度的降低和潛在的醛基增加。得到水解纖維素。酸與纖維素的反應(yīng)首先發(fā)生在纖維無定形部分和晶區(qū)表面。2影響纖維素酸性水解的因素（1）主要是酸的性質(zhì)、濃度、水解反應(yīng)的溫度、作用時(shí)間。但在適當(dāng)條件下，還是有一定的穩(wěn)定性。（2）與纖維素的種類有關(guān)，纖維中無定形區(qū)越多，越易水解。四氧化劑對(duì)纖維素的作用纖維素一般不受還原劑的影響，而氧化劑則能使纖維素氧化成為氧化纖維素，使纖維受到損傷。1纖維素的氧化主要發(fā)生在葡萄糖?；娜齻€(gè)羥基和大分子末端的潛在醛基上劇烈氧化的最終產(chǎn)物為CO2和H2O，具體的氧化反應(yīng)見P57-58。2氧化劑的種類選擇性氧化劑：對(duì)纖維素的某一位置上的基團(tuán)進(jìn)行專一氧化。如NaClO2非選擇性氧化劑：能對(duì)纖維素不同位置上的基團(tuán)進(jìn)行氧化作用的氧化劑，如NaClO、H2O2、KMnO4等3氧化纖維素的性質(zhì)還原型氧化纖維素：指分子中含有大量醛基的氧化纖維素酸型氧化纖維素：分子中含有大量羧基的氧化纖維素。潛在損傷：纖維素氧化后生成還原型氧化纖維素時(shí)，只是葡萄糖環(huán)發(fā)生破裂，并沒有使纖維素大分子斷裂，纖維的強(qiáng)度變化不大，但不穩(wěn)定，經(jīng)堿煮后，強(qiáng)力下降非常大，這種現(xiàn)象稱為潛在損傷氧化纖維素與水解纖維素的性能比較：見P60表3-7五光、熱及微生物對(duì)纖維素的作用1光對(duì)纖維素的作用光和大氣使纖維素纖維發(fā)生氧化和裂解反應(yīng)。光解作用：在波長(zhǎng)較短的紫外線照射下，直接引起C-C鍵C-O鍵的斷裂，與空氣無關(guān)。光敏作用：指在波長(zhǎng)靠近紫外光及可見光區(qū)，同時(shí)有光敏劑、氧及水分的存在，使纖維發(fā)生光氧化。2熱對(duì)纖維素的作用纖維素對(duì)熱穩(wěn)定性較好，但在高溫時(shí)，纖維素的穩(wěn)定性下降，發(fā)生明顯熱退化現(xiàn)象，伴隨氧化及水解反應(yīng)。3微生物對(duì)纖維素的作用細(xì)菌和霉菌均屬微生物，在其分泌物酶的作用下，纖維素易發(fā)生水解，生成較簡(jiǎn)單的糖，而使其強(qiáng)度下降?！?.6纖維素共生物及棉籽殼纖維素共生物主要有果膠物質(zhì)、含氮物質(zhì)、蠟質(zhì)、灰分、色素等，而棉纖維則還有伴生物棉籽。共生物在染整加工中影響纖維的吸水、染色、白度等性能。一果膠物質(zhì)存在位置：纖維的初生胞壁中。主要成分：果膠酸的衍生物化學(xué)組成：多半乳糖醛酸，具有鏈狀結(jié)構(gòu)。含量：成熟棉纖維小于0.9%~1%，不成熟棉纖維則高達(dá)6%雖然果膠酸含有大量的親水性的羥基羧基，但在棉纖維中部分以鈣鹽、鎂鹽和甲酯的形式存在，所以親水性比纖維素本身要低。果膠物質(zhì)對(duì)纖維的色澤和潤(rùn)濕性有一定的影響。二含氮物質(zhì)存在位置：主要以蛋白質(zhì)的形式存在于纖維的胞腔中。小部分存在于初生胞壁和次生胞壁中。含量：0.2~0.4%含氮物質(zhì)分為兩部分：一部分為無機(jī)鹽類，如硝酸鹽或亞硝酸鹽可溶于60℃熱水、常溫稀酸稀堿。另一部分主要成分為蛋白質(zhì)，在燒堿溶液中長(zhǎng)時(shí)間煮沸才能除去若以蛋白質(zhì)形式存在，則加工或服用過程中，與有效氯接觸很容易形成氯胺，引起織物泛黃。三蠟質(zhì)不溶于水而能被有機(jī)溶劑提取的物質(zhì)存在位置：纖維的初生胞壁中。主要成分：脂肪族高級(jí)一元醇含量：0.5~06%對(duì)纖維的潤(rùn)濕性能影響很大，可借助皂化和乳化作用去除。四灰分主要成分：無機(jī)鹽含量：1~2%對(duì)纖維的吸水性、白度和手感有一定影響，其中某些鹽類和氧化鐵等對(duì)漂白劑的分解有催化作用，加速漂白劑對(duì)纖維的損傷?？赏ㄟ^水洗和酸洗去除。五色素有色物質(zhì)，影響織物的白度，可通過漂白作用去除。六棉籽殼籽棉在軋花過程中，少量的殘片附在纖維上，影響織物的外觀?；瘜W(xué)組成：木質(zhì)素為主，還有單寧、纖維素、半纖維素及其他多糖。在高溫?zé)龎A液的長(zhǎng)時(shí)間作用下，棉籽殼發(fā)生溶脹，變的松軟而解體通過水洗和受機(jī)械摩擦作用而脫落。另外在漂白過程，木質(zhì)素發(fā)生氯化、氧化作用進(jìn)一步去除§3.8麻纖維一麻纖維的種類及用途韌皮纖維：黃麻、洋麻、亞麻、苧麻麻纖維葉纖維：劍麻、蕉麻、鳳梨麻（波蘿麻）黃麻、洋麻：?jiǎn)卫w維長(zhǎng)度很短，比較粗硬，很少用于服裝，主要用于麻袋或其他包裝用布。亞麻、苧麻：衣服裝飾用布等二苧麻原麻的基本組成經(jīng)初步剝制及刮青取得苧麻原料，其組成為以下幾種物質(zhì)：1纖維素纖維素含量為60~70%2半纖維素伴生物之一，是一種高分子多糖類化合物，含量為8~15%，平均分子量很低，化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，容易半被無機(jī)酸水解，溶于稀熱堿液，還可以被氧化劑氧化。3果膠質(zhì)存在于細(xì)胞壁、細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞間。生果膠：難溶于水，只溶于1%的熱NaOH溶液中，能被酸水解果膠質(zhì)或果膠酶分解。熟果膠：能溶于沸水4木質(zhì)素含量為2%左右，用稀堿液在130℃處理可以溶解，另在含氯漂白劑漂白織物時(shí)，可以變成溶于稀堿液的氯化木質(zhì)素。5脂蠟層以薄膜狀態(tài)存在于植物外層，可以防止水分蒸發(fā)及外部水侵入，可使纖維顯得柔軟，有光澤。脫膠時(shí)可一并去除。6其他灰分：主要為無機(jī)鹽三苧麻纖維的性質(zhì)（一）苧麻纖維的超分子結(jié)構(gòu)及其對(duì)物理性能的影響苧麻纖維與其他纖維素纖維的結(jié)構(gòu)比較纖維結(jié)晶度/%平均整列度傾角(°)聚合度苧麻88～9079＋23.5＋12660亞麻（38）82＋85.5＋32390棉7060＋20502020粘膠纖維45.21脆性受纖維素結(jié)晶定位影響，平均整列度高，苧麻纖維不易彎曲，剛性好。2強(qiáng)力強(qiáng)力平均在19.6～29.4cN左右，絕對(duì)強(qiáng)度以根部最高，中部次之。3對(duì)染色性能影響因結(jié)構(gòu)緊密，染液難以染透，染色平衡時(shí)吸收染料也較少。（二）苧麻的物理性質(zhì)1線密度苧麻的平均線密度在0.63tex左右，比棉纖維粗3～4倍。2長(zhǎng)度及不勻率苧麻單細(xì)胞長(zhǎng)度平均以三麻最長(zhǎng)，頭麻最短，一般長(zhǎng)度為6cm，最大接近62cm.。3強(qiáng)度與斷裂伸長(zhǎng)國(guó)產(chǎn)苧麻強(qiáng)力44cN，斷裂強(qiáng)度670cN/tex，斷裂伸長(zhǎng)率是所有天然纖維中最短的，一般為3.5～4.5％。4初始模量初始模量表示在小負(fù)荷下纖維變形的難易程度。苧麻初始模量是天然纖維中最高的，故纖維硬挺。紡紗時(shí)不易加捻抱合，紗條較松散，毛羽多，易折皺，耐磨性也差。5吸濕及散濕性苧麻吸濕散濕比棉快，因而宜作夏季衣料。（三）苧麻纖維的化學(xué)性質(zhì)與棉纖維的化學(xué)性質(zhì)基本相似，但濃堿條件下強(qiáng)力損失大，絲光時(shí)應(yīng)以半絲光為宜，另耐熱性也差?！?.9粘膠纖維、銅氨纖維和醋酯纖維一粘膠纖維屬于再生纖維素纖維，是以天然纖維為原料，經(jīng)堿化、老化、磺化等工序制成可溶性纖維素磺酸酯，再溶于稀堿液制成粘膠紡絲液，經(jīng)濕法紡絲而成。棉型（人造棉）普通粘膠纖維毛型（人造毛）長(zhǎng)絲型（人造絲）高濕模量粘膠纖維：較高的聚合度、強(qiáng)力和濕模量（富強(qiáng)纖維）高強(qiáng)力粘膠纖維：較高的強(qiáng)力和耐疲勞性能粘膠纖維的結(jié)構(gòu)基本組成物質(zhì)：纖維素，但聚合度較低，普通粘膠為250～500，富強(qiáng)粘膠為550～650.外觀形態(tài)：縱向?yàn)槠街钡膱A柱體，截面是不規(guī)則的鋸齒狀。無定形區(qū)比棉多，結(jié)晶區(qū)比棉少具有皮芯結(jié)構(gòu)，皮層緊密，結(jié)晶度、取向度高；芯層結(jié)構(gòu)比較疏松，結(jié)晶度、取向度低。因而對(duì)染色性能有很大影響。粘膠纖維的性能與棉纖維基本相似，但有其特點(diǎn)1物理機(jī)械性能表面光滑，光澤比棉纖維強(qiáng)，甚至有耀眼的感覺。在紡絲前的粘膠液中加入TiO2消光劑，制成無光或半光纖維。強(qiáng)度、耐磨性較差，但無定形結(jié)構(gòu)多且較為疏松，吸濕性好，上染率高，透氣性好，穿著舒適。但普通粘膠纖維的濕強(qiáng)只有干強(qiáng)的一半。2化學(xué)性能粘膠纖維結(jié)構(gòu)疏松，有較多的空隙和內(nèi)表面積，暴露的羥基比棉纖維多，故化學(xué)活潑性比棉纖維大，對(duì)酸、堿、氧化劑都比較敏感，尤其在濃堿作用下劇烈膨化以致溶解棉纖維：天然纖維絲光棉：屬于未破壞生物形態(tài)的水化纖維素粘膠纖維：屬于破壞了生物形態(tài)的水化纖維素富強(qiáng)纖維組成和結(jié)構(gòu)與普通粘膠纖維相似，但聚合度較大。二銅氨纖維再生纖維素纖維，是將棉短絨等天然纖維素纖維原料溶解在氫氧化鈉或中性銅鹽的濃氨溶液內(nèi)，配成紡絲液，在水或稀堿溶液中紡絲成型，然后在含有2～3％的硫酸溶液的第二浴內(nèi)使銅氨纖維素分子化學(xué)物分解出再生纖維素。銅氨纖維的截面呈圓形，無皮芯結(jié)構(gòu)，銅氨纖維制成的織物手感柔軟，光澤柔和，有真絲感。銅氨纖維的吸濕性和粘膠纖維相近。但染色親和力較粘膠纖維大，上色較深。濃硫酸和熱稀酸能溶解銅氨纖維，稀堿對(duì)其有輕微損傷，強(qiáng)堿則可使其膨脹直至溶解。不溶于一般有機(jī)溶劑，而溶于銅氨溶液。三醋酸纖維以纖維素為原料，纖維素分子上的羥基與醋酸作用生成醋酸纖維素酯，經(jīng)干法或濕法紡絲制得。通常所說得醋酯纖維是指三醋酯纖維。醋酯纖維得截面呈多瓣形，以片狀或耳狀為多，無皮芯結(jié)構(gòu)。對(duì)稀堿、稀酸具有一定的抵抗力，但濃堿會(huì)使其皂化分解，纖維在濃酸中會(huì)發(fā)生裂解。醋酯纖維不易受水浸濕，不易起污，洗滌容易，且手感柔軟，彈性好，不易起皺?！?.10Lyocell(天絲)纖維Lyocell纖維是國(guó)際人造纖維及合成纖維標(biāo)準(zhǔn)局為有機(jī)溶劑紡絲法制得的纖維素纖維所命名的屬名，英國(guó)陶考爾公司首先于1992捻工業(yè)化生產(chǎn)，其商品名為Tencel,我國(guó)稱為天絲纖維。一Lyocell纖維的生產(chǎn)過程屬于精制纖維素纖維，用溶劑紡絲法生產(chǎn)，是以NMMO（N－甲基嗎啉－N－氧化物，又稱氧化胺）為溶劑，將木漿粕溶解，再經(jīng)紡絲和后處理得到。生產(chǎn)過程無污染，無毒，纖維可以完全分解，符合環(huán)保要求，故稱為綠色纖維。二Lyocell纖維的結(jié)構(gòu)取向度好，分子排列緊密程度高于棉和粘膠纖維許多，強(qiáng)力變高，由于木質(zhì)纖維素原有的晶體未遭破壞，紡絲后形成含有原纖明顯的超分子結(jié)構(gòu)，易產(chǎn)生原纖化。Lyocell纖維的聚合度較高，大約為500～550，比粘膠纖維高，結(jié)晶度約60％，因此強(qiáng)度較高，濕模量較高，縮水率較低。三Lyocell纖維的特性Lyocell纖維具有聚合度、結(jié)晶度、取向度都高的特征，因而干濕強(qiáng)度大，初始模量高，在水中收縮率小，尺寸穩(wěn)定性好，吸水膨潤(rùn)性大以及有突出的原纖化等特征。機(jī)械性能1強(qiáng)度Lyocell纖維的干濕強(qiáng)度明顯高于棉和其他再生纖維素纖維，干強(qiáng)度接近于滌綸，濕強(qiáng)有所下降，但仍高于其他纖維素纖維。故能經(jīng)受劇烈的機(jī)械處理和水處理而不會(huì)損傷織物的品質(zhì)。2伸長(zhǎng)Lyocell纖維的干濕伸長(zhǎng)率均小于粘膠纖維的伸長(zhǎng)率。3初始模量初始模量是普通粘膠纖維的數(shù)倍，且在濕態(tài)下仍能保持很高的模量值，因而可以保證纖維在潮濕或濕態(tài)條件下接受加工時(shí)有良好的保形性。吸濕膨潤(rùn)性和舒適性吸濕性與粘膠纖維相同，比棉、蠶絲好，但低于羊毛。在水中有個(gè)重要的特點(diǎn)，就是不僅有膨潤(rùn)現(xiàn)象，而且濕潤(rùn)的異向特征十分明顯，橫向膨潤(rùn)率可達(dá)40％，而縱向只有0.03％。原因在于Lyocell纖維制造過程中，依靠紡絲中的牽伸誘導(dǎo)結(jié)晶，使原纖的結(jié)晶化更趨向于沿纖維軸向排列，因而纖維大分子之間橫向結(jié)合力相對(duì)較弱，縱向結(jié)合力強(qiáng)，形成層狀結(jié)構(gòu)，在潤(rùn)濕情況下，分子進(jìn)入無定形區(qū)，大分子鏈間的橫向結(jié)合被切斷，分子間連接點(diǎn)被打開，擴(kuò)大了分子間距離，因而纖維的形態(tài)主要是變粗Lyocell纖維在水中截面方向膨脹率達(dá)1.4倍，使得纖維之間的接觸面積變大，表面摩擦阻力也大，纖維間難以做到相對(duì)移動(dòng)，且由于制造的原因，纖維表面產(chǎn)生一硬的表層，造成織物遇水后結(jié)構(gòu)緊繃及僵硬的現(xiàn)象，濕加工時(shí)很容易產(chǎn)生折痕，擦傷等病疵，并且由于織物與織物之間或織物與設(shè)備之間進(jìn)行摩擦而產(chǎn)生大量毛羽，易引起不均一的原纖化。Lyocell纖維特殊的吸濕膨潤(rùn)現(xiàn)象在某種程度上也可以使Lyocell纖維制成的織物變得松軟。具體原因間P82～83?？扇拘匀玖细蘩w維及粘膠纖維一樣，但可染性比棉、Modal纖維、粘膠纖維好原纖化特征原纖化特征:主要表現(xiàn)為纖維可以沿縱向?qū)⒏?xì)的微細(xì)纖維逐層剝離出來。原纖化現(xiàn)象：Lyocell纖維是由微纖維構(gòu)成的取向度非常高的纖維素分子集合體，而集合體由巨原纖構(gòu)成，具有明顯的原纖構(gòu)造，由大分子斂集成的各級(jí)原纖基本上都是沿纖維的縱向排列的，因而大分子橫向間結(jié)合力相對(duì)較弱?？v向結(jié)合力較強(qiáng)，形成層狀結(jié)構(gòu)，這種明顯的各向異性結(jié)構(gòu)特征，使得當(dāng)纖維在水中膨潤(rùn)時(shí)，纖維徑向膨潤(rùn)十分明顯，表現(xiàn)出很強(qiáng)的徑向膨潤(rùn)能力和較高的濕剛性，若纖維反復(fù)受到機(jī)械摩擦力作用，纖維表面會(huì)發(fā)生明顯的原纖化，即沿著纖維長(zhǎng)度方向在纖維表面逐層分裂出更細(xì)小的微細(xì)纖維，一端固定在纖維本體，另一端暴露在纖維表面形成許多微小茸毛，但整根纖維的力學(xué)性能并沒有發(fā)生明顯變化。Lyocell纖維的原纖化性能的雙重效應(yīng)：可利用纖維易產(chǎn)生原纖化的特性，獲得具有“桃皮絨”柔軟舒適風(fēng)格的織物，滿足不同消費(fèi)者的需求。當(dāng)Lyocell纖維織物進(jìn)行濕處理時(shí)，粗陋的初級(jí)原纖化進(jìn)行得很快，使織物產(chǎn)生毛茸茸的外觀，經(jīng)過不完全原纖化的織物會(huì)給后道的染色、整理乃至服裝洗滌帶來許多麻煩?！?.11竹纖維竹纖維是我國(guó)自主研發(fā)成功并投入生產(chǎn)的紡織纖維，是以竹子為原料的再生纖維素纖維，具有獨(dú)特風(fēng)格，強(qiáng)力好、耐磨性、吸濕性、懸垂性俱佳，手感柔軟，穿著涼爽舒適，染色性能優(yōu)良，光澤亮麗，具有天然的抗菌功能。一竹纖維的分類原生竹纖維：將生長(zhǎng)12～18個(gè)月的慈竹，經(jīng)過去青、齒輪的反復(fù)竹纖維軋壓后，采用脫膠工藝進(jìn)行脫膠而制成的竹纖維再生竹纖維：以竹子為原料，經(jīng)人工催化將纖維素含量提高，再采用水解——堿法及多段漂白精制而成滿足纖維生產(chǎn)要求的竹漿粕，最后由化纖廠加工制成纖維。二竹纖維的生產(chǎn)工藝流程具體見P87三竹纖維的結(jié)構(gòu)與性能1竹纖維的微結(jié)構(gòu)與形態(tài)性能縱向表面具有光滑、均一的特征，纖維縱向表面呈多條較淺的溝槽，橫截面接近圓形，邊緣具有不規(guī)則的鋸齒形，這樣有一定的摩擦系數(shù)，具有較好的抱合力，有利于纖維的成紗。2竹纖維的吸濕性能竹纖維具有比其他纖維更優(yōu)的吸濕快干性能，適合制作夏季服裝、運(yùn)動(dòng)服、貼身服。3竹纖維的功能性。（1）天然抗菌性（2）環(huán)保性四竹纖維產(chǎn)品的開發(fā)由于竹纖維的強(qiáng)力好、耐磨性、吸濕性、懸垂性俱佳，手感柔軟，穿著涼爽舒適，染色性能優(yōu)良，光澤亮麗，具有天然的抗菌功能，特別是吸濕快干性能好，所以重點(diǎn)應(yīng)用于生產(chǎn)具有特效功能的產(chǎn)品。

蛋白質(zhì)纖維§4.1蛋白質(zhì)纖維的一般知識(shí)蛋白質(zhì)纖維：指基本組成物質(zhì)為蛋白質(zhì)的一類纖維。毛：羊毛、駝毛、兔毛、馬毛天然蛋白質(zhì)纖維蠶絲：桑蠶絲，柞蠶絲蛋白質(zhì)纖維再生蛋白質(zhì)纖維大豆纖維，牛奶纖維一蛋白質(zhì)的組成及結(jié)構(gòu)屬于高分子化合物，結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，蛋白質(zhì)又稱朊，是構(gòu)成生命最原始最基礎(chǔ)的物質(zhì)，羊毛的主要成分是：角朊（角質(zhì)），絲的主要成分是絲朊（絲素）。1元素組成主要元素：碳、氫、氧、氮，還有少量硫磷、鐵2氨基酸組成蛋白質(zhì)的基本組成為氨基酸，主要為α－氨基酸，結(jié)構(gòu)通式：H2N—CH2—COOHR3分子結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)分子是氨基酸彼此通過氨基和羧基脫水縮合，以酰胺鍵（即肽鍵－CO－NH－）聯(lián)接而成的大分子。酰胺鍵又稱為肽鍵，由肽鍵相連接的縮氨酸叫做肽。R蛋白質(zhì)大分子鏈為多肽鏈，又稱為多縮氨酸鏈，是由基團(tuán)—NH—CH—CO—重復(fù)連接而成。分子之間的作用力：氫鍵、鹽式鍵、二硫鍵二蛋白質(zhì)的兩性性質(zhì)蛋白質(zhì)分子中既含有氨基又含有羧基，因而具有酸性又具有堿性，是典型的兩性高分子電解質(zhì)。等電點(diǎn)：調(diào)節(jié)溶液中的pH值，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)所帶的正負(fù)電荷數(shù)相等時(shí)，此時(shí)的pH值即為蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)。羊毛等電點(diǎn)：4.2～4.8蠶絲等電點(diǎn)：3.5～5.2在等電點(diǎn)時(shí)，具有特別重要的性質(zhì)：蛋白質(zhì)不發(fā)生電泳現(xiàn)象，溶解度、膨化度、粘度、滲透壓、導(dǎo)電率等均顯示最低值?！?.2羊毛羊毛主要指：綿羊身上剪下的毛。羊毛的特性：彈性好，手感豐滿、吸濕能力強(qiáng)、保暖性好，不易沾污，光澤柔和、染色性能優(yōu)良，具有獨(dú)特的縮絨性。一羊毛的形態(tài)結(jié)構(gòu)原毛：從羊身上剪下來的羊毛羊毛雜質(zhì)：羊毛脂、羊汗、沙土、水分、草屑、草籽或其他植物性雜質(zhì)。羊毛脂：高級(jí)脂肪酸和高級(jí)一元醇組成的復(fù)雜的有機(jī)混合物羊汗：有機(jī)酸鹽和無機(jī)酸鹽組成羊毛可分為三個(gè)部分：毛尖、毛根、毛干。外觀：羊毛纖維具有天然卷曲、縱向呈鱗片覆蓋的圓柱體，從內(nèi)至外分為三層：鱗片層（表皮層）、皮質(zhì)層、髓質(zhì)層鱗片層（表皮層）：逆鱗片方向的摩擦系數(shù)大于順鱗片方向的摩擦系數(shù)，稱為定向摩擦系數(shù)，這使羊毛具有縮絨性和氈縮性。皮質(zhì)層：羊毛的主要組成部分，決定羊毛纖維的物理性能，存在天然色素，因而有些色毛的顏色難以除去。髓質(zhì)層：由薄膜細(xì)胞組成，髓質(zhì)層使纖維的強(qiáng)度、卷曲、彈性、染色性較差。二羊毛的化學(xué)組成和分子結(jié)構(gòu)羊毛的主要成分：角質(zhì)（角朊），由α－氨基酸縮合而成。組成元素：碳、氫、氧、氮，還有硫分子結(jié)構(gòu)：α－氨基酸縮合而成的鏈狀大分子構(gòu)型：α－螺旋結(jié)構(gòu)三羊毛的超分子結(jié)構(gòu)（具體見P99）由3個(gè)螺旋結(jié)構(gòu)的多縮氨酸鏈組成基本原纖微原纖原纖束（皮質(zhì)細(xì)胞）四羊毛的機(jī)械性能1羊毛的線密度羊毛纖維的直徑差異很大，最細(xì)絨毛直徑為7μm，最粗可達(dá)240μm2羊毛的長(zhǎng)度由于天然卷曲的存在，其長(zhǎng)度可分為自然長(zhǎng)度和伸直長(zhǎng)度，國(guó)產(chǎn)細(xì)羊毛的長(zhǎng)度在5.5～9cm,半細(xì)毛的長(zhǎng)度在6～40cm。3羊毛的卷曲有深有淺，分為三種類型：弱卷曲、常卷曲和強(qiáng)卷曲4羊毛纖維的吸濕性一般大氣條件下，回潮率為15～17％，是常見纖維中最好的。5羊毛的拉伸與回復(fù)性能羊毛的拉伸強(qiáng)度是所有纖維中最低的，但是拉伸后的回復(fù)能力卻是所有天然纖維中最大的。所以，用羊毛織成的織物不易產(chǎn)生皺紋，有均勻良好的服用性能。過縮：將受到拉伸應(yīng)力的羊毛纖維在熱水或蒸汽中處理很短時(shí)間，然后除去外力，此纖維可在蒸汽中收縮到比原來還短，這一現(xiàn)象為過縮。暫定：若受有張力的羊毛在熱水或蒸汽中處理很短時(shí)間，除去外力，羊毛并不回復(fù)到原長(zhǎng)，只有放在比熱處理更高溫度下作用，才能獲得重新回縮的性能。永定：如果拉伸的纖維在蒸汽中處理時(shí)間較長(zhǎng)，取消外力后即使用蒸汽處理，纖維回縮后的長(zhǎng)度仍超過原長(zhǎng)的30％，這一現(xiàn)象為永定。羊毛造成過縮、暫定、永定的原因：主要是由于分子間交鍵的拆散和重建所引起，由于羊毛超分子結(jié)構(gòu)中，分子間存在大量的交鍵，當(dāng)纖維受拉伸后，交鍵就會(huì)繃緊，內(nèi)張力就會(huì)增加，最終導(dǎo)致交鍵拆散，纖維就會(huì)收縮，若除去負(fù)荷并在蒸汽中任其收縮，纖維就發(fā)生過縮。若在拆散原有交鍵時(shí)，處理時(shí)間過長(zhǎng)，就會(huì)在新的位置上建立新的交鍵，這樣就形成永定。若處理時(shí)間不長(zhǎng)，原交鍵受到破壞，新的交鍵雖有建立，但不完善，就形成暫定。五羊毛的主要化學(xué)性質(zhì)1熱的作用羊毛屬于耐熱性較差的纖維，加工時(shí)，干熱不超過70℃，分解溫度為135℃，屬于可燃纖維，易燃燒，但速度慢。燃燒時(shí)有特殊氣味。2水和蒸汽的作用羊毛具有較強(qiáng)的吸濕性，吸濕后纖維膨脹，由于分子間力下降，強(qiáng)力下降在劇烈條件下，水也會(huì)與羊毛纖維起化學(xué)反應(yīng)，使蛋白質(zhì)分子中的肽鍵水解。3酸的作用羊毛對(duì)酸比對(duì)堿穩(wěn)定，因而可以在酸性條件下染整加工，但在濃度提高，處理時(shí)間延長(zhǎng)，溫度升高時(shí)，肽鍵也會(huì)有不同程度的水解。無機(jī)酸比有機(jī)酸對(duì)纖維的損傷大。4堿的作用羊毛對(duì)堿敏感，堿可以催化肽鍵水解，使得纖維受到損傷。5還原劑的作用還原劑主要與羊毛的二硫鍵起反應(yīng)，其次也能破壞鹽式鍵。6氧化劑的作用氧化劑作要是用于漂白，但對(duì)含氯的氧化劑比較敏感，NaClO可破壞羊毛的鱗片層，起到防縮絨的效果。所以可以用它做防氈縮處理。過氧化劑對(duì)羊毛的作用比較緩和，故常用于漂白。7光氧化作用可以減少羊毛尖端的鱗片，改變羊毛的組成和結(jié)構(gòu)。六其他紡織用動(dòng)物毛1．山羊絨：由鱗片層和皮質(zhì)層組成，沒有髓質(zhì)層，緊貼山羊表皮生長(zhǎng)濃密柔軟的絨毛，具有細(xì)膩、輕盈、滑糯、保暖性好的優(yōu)點(diǎn)，是非常高貴的紡織原料。國(guó)際上習(xí)慣稱之為Cashmere(開司米)。2．馬海毛：又稱安哥拉山羊毛。纖維粗長(zhǎng)、卷曲少、彈性足、強(qiáng)度大，加入織物中可增加身骨。纖維鱗片少，光澤強(qiáng)，可形成閃光效應(yīng)。3．兔毛：兔毛輕、軟、保暖性好，但鱗片少，卷曲少，強(qiáng)度低，抱合力差，易掉毛。4．駱駝毛（絨）5．牦牛毛（絨）§4.3蠶絲蠶絲具有柔軟、纖細(xì)、潔白、輕盈、柔和、吸濕性好、彈性適中等特點(diǎn)，是高級(jí)紡織原料。家蠶絲：桑蠶絲野蠶絲：柞蠶絲，蓖麻蠶絲蠶絲是由兩根絲素和包覆在外邊的絲膠組成，稱為繭絲?？壗z得到的絲束為生絲，生絲經(jīng)精練脫膠后稱為熟絲。一蠶絲的形態(tài)結(jié)構(gòu)1桑蠶絲的形態(tài)結(jié)構(gòu)蠶絲主要是由絲素(絲朊)和絲膠兩種蛋白質(zhì)組成。一根蠶絲由兩根平行的單絲（絲素）外包絲膠而成。截面：不規(guī)則三角形縱面：平直光滑2柞蠶絲的形態(tài)結(jié)構(gòu)截面：三角形更趨狹長(zhǎng)而扁平，角銳，縱向有卷曲和條紋。二絲素的化學(xué)組成與分子結(jié)構(gòu)1元素組成蠶絲主要是由絲素(絲朊)和絲膠兩種蛋白質(zhì)組成，所以主要組成元素為碳、氫、氧、氮。絲素蛋白質(zhì)呈纖維狀，不溶于水，絲膠蛋白質(zhì)呈球狀，能溶于水。2氨基酸組成3超分子結(jié)構(gòu)絲素的分子鏈又稱多肽鏈，含有許多的—CONH—鍵結(jié)構(gòu)，肽鏈在結(jié)晶區(qū)幾乎完全伸直。由于大分子主鏈—CONH—基反復(fù)主現(xiàn)，因而相鄰大分子鏈間氫鍵數(shù)很多，氫鍵間距短，故分子間引力比一般天然纖維大。三絲素的主要物理機(jī)械性能1長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)百米甚至上千米2線密度與密度桑蠶絲的線密度為2.8～3.9dtex，柞蠶絲較粗，線密度為5.6dtex一般生絲密度為1.3～1.37g/cm33吸濕性絲的吸濕性比較高，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（20℃，相對(duì)濕度65％）下，絲素的吸濕率在9％以上，絲膠比絲素吸濕率更高。4斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率蠶絲的強(qiáng)度大于羊毛而接近棉，桑蠶絲為2.5~3.5cN/dtex，濕強(qiáng)比干強(qiáng)下降10%~35%；柞蠶絲的強(qiáng)度為3~3.5cN/dtex，濕強(qiáng)比干強(qiáng)略高4%~10%。蠶絲的伸長(zhǎng)率小于羊毛而大于棉，桑蠶絲的斷裂伸長(zhǎng)率為15%~25%；柞蠶絲的斷裂伸長(zhǎng)率為23%~27%。蠶絲的彈性恢復(fù)能力也小于羊毛而優(yōu)于棉。四絲素的化學(xué)性質(zhì)1耐熱性蠶絲耐干熱性較強(qiáng)，能長(zhǎng)時(shí)間耐受100℃的高溫。溫度升至130℃。蠶絲會(huì)泛黃、發(fā)硬。其分解點(diǎn)在170℃左右。蠶絲也是熱的不良導(dǎo)體，導(dǎo)熱率比棉還小。保暖性好。2膨化與溶解絲素吸水后發(fā)生膨化，表現(xiàn)出各向異性，絲素在水中只能溶脹，不能溶解，水只能進(jìn)入無定形區(qū)。在某些特殊的鹽類溶液中，濃度低時(shí)，發(fā)生有限溶脹，濃度高時(shí)發(fā)生無限溶脹而溶解，利用鹽對(duì)絲素溶解的作用，可以用某些特殊的鹽類作為鑒別交織物中絲成分的溶劑。3耐酸性絲素的抗酸性比棉強(qiáng)，比羊毛差。絲素的耐酸程度取決于酸的種類、濃度、溫度、處理時(shí)間、和電解質(zhì)的種類和濃度。有機(jī)酸的稀溶液常溫對(duì)絲素沒有影響。因而用有機(jī)酸處理可以增進(jìn)光澤、手感、并賦予“絲鳴”特性。還可提高色澤鮮艷度。但在高溫條件下處理，纖維會(huì)受損。絲鳴：干燥的蠶絲相互摩擦或搓揉時(shí)發(fā)出特有的清晰微弱的聲響，稱為絲鳴。絲鳴成為蠶絲獨(dú)具的風(fēng)格特征。酸縮：蠶絲織物在濃度適當(dāng)?shù)臒o機(jī)酸、室溫條件下短時(shí)間（1～2分鐘）處理，然后立即水洗除酸，長(zhǎng)度將發(fā)生30～50％的收縮，稱為酸縮。4耐堿性絲素耐堿能力差，但比羊毛耐堿性好，絲在堿液中能發(fā)生水解。如果條件控制適當(dāng)，弱堿性介質(zhì)對(duì)絲素?zé)o明顯損傷，因此可作生絲的脫膠劑。5耐氧化劑和還原劑氧化劑容易使絲素分子中的肽鍵斷裂，嚴(yán)重者使絲素完全分解。含氯氧化劑與絲素作用時(shí)，還伴隨氯化反應(yīng)，生成氯氨類帶色物質(zhì)，達(dá)不到漂白的目的，生產(chǎn)中常用過氧化氫作為漂白劑。一般還原劑對(duì)絲素作用較弱，正常情況下對(duì)纖維沒有什么明顯損傷。6耐光性絲纖維是紡織纖維中耐光性最差的一種，日光的作用包括陽光、大氣和水對(duì)纖維的綜合作用。絲素受到日光照射時(shí)極易被氧化，使纖維無定形部分松開，伸長(zhǎng)率降低。絲織物在光照下還極易發(fā)生泛黃。五絲膠的結(jié)構(gòu)和性能1絲膠的組成與結(jié)構(gòu)生絲中絲膠的含量隨品種的不同而不同。絲膠中的元素組成與絲素略有不同。絲膠的氨基酸組成與絲素相仿，絲膠表面分布著容易與水結(jié)合的基團(tuán)，故在水中容易溶解。2絲膠的性能絲膠結(jié)構(gòu)支化程度比絲素高，支鏈的極性基團(tuán)含量比較高，分子鏈的排列不夠規(guī)整，分子間作用力較小，故吸濕性比絲素高。絲膠在水中溶解之前先行膨化，隨溫度的提高，膨化程度加深，溶解度增大。所以蠶絲織物在工業(yè)脫膠時(shí)，常借助于化學(xué)助劑的作用，在低于100℃溫度下進(jìn)行?！?.4再生蛋白質(zhì)纖維簡(jiǎn)介再生蛋白質(zhì)纖維是從天然動(dòng)物或植物中提煉出的蛋白質(zhì)溶液經(jīng)紡絲而成的纖維。大豆蛋白纖維是一種再生植物蛋白纖維，是采用化學(xué)、生物化學(xué)的方法從榨掉油脂的大豆豆渣中提取球狀蛋白，通過添加功能型助劑，改變蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)，經(jīng)濕法紡絲而成。目前的蛋白合成絲，大多由改性大豆蛋白質(zhì)和聚乙烯醇組成，兩者含量分別為23～55%和77～45％，經(jīng)兩者混合制成一定濃度的溶液，混合后進(jìn)行紡絲。大豆蛋白纖維具有單絲細(xì)度細(xì)，密度小、光澤好、吸濕導(dǎo)濕性好等特點(diǎn)。具有羊絨般的柔軟手感，蠶絲般的優(yōu)雅光澤，棉纖維的吸濕和導(dǎo)濕性，羊毛的保暖性等優(yōu)良服用性能。日本東洋紡公司開發(fā)以牛奶為原料的再生蛋白質(zhì)纖維——Chinon，是目前世界上唯一用酪蛋白制造的工業(yè)化纖維。

第五章合成纖維§5.1合成纖維的概況合成纖維：是化學(xué)纖維中的一類。是以石油、天然氣、媒、農(nóng)副產(chǎn)品為原料，經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)，制成合成高分子化合物，再經(jīng)化學(xué)加工而制得的纖維。合成纖維的共性特性：堅(jiān)牢耐磨，質(zhì)輕，易洗快干，不易起皺，不霉不蛀。纖維密度小，斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率都較大，彈性較好，耐磨性也較好，摩擦系數(shù)大，織物易起毛球，吸濕能力較差，吸濕后強(qiáng)、伸度變化不大，化學(xué)穩(wěn)定性較好，不霉不蛀，對(duì)一般染料的染色性較差，導(dǎo)電性較差，易產(chǎn)生靜電，易沾染灰塵，具有與天然纖維和再生纖維不同的熱學(xué)性質(zhì)。合成纖維的主要品種：聚酯纖維（滌綸）、聚酰胺纖維（錦綸、尼綸）、聚丙烯腈纖維（腈綸）和聚丙烯纖維（丙綸）。其次是聚乙烯醇纖維（維綸、維尼綸）、聚氨酯彈性纖維（氨綸）和聚氯乙烯纖維(氯綸)。一合成纖維的發(fā)展概況20世紀(jì)30年代中期開始20世紀(jì)40年代初期發(fā)展起來：第一個(gè)真正實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的合成纖維：聚酰胺纖維（尼綸）20世紀(jì)50年代初期：聚丙烯腈纖維、聚乙烯醇縮甲醛纖維、聚酯纖維相繼實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。20世紀(jì)60年代：石油化學(xué)工業(yè)迅猛發(fā)展促進(jìn)合成纖維的發(fā)展，1960粘聚丙烯纖維實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。20世紀(jì)70年代：利用化學(xué)改性和物理改性手段，通過分子設(shè)計(jì)制成改性合成纖維，即“差別化纖維”，與原有合成纖維相比，各種性能都有較大改進(jìn)。目前特種纖維我國(guó)合成纖維工業(yè)情況：具體見P123二合成纖維生產(chǎn)簡(jiǎn)介生產(chǎn)過程可概括為以下四個(gè)工序：原料準(zhǔn)備：將從石油、煤。天然氣、石灰石中提煉了的可供化學(xué)合成的有機(jī)化合物，通過聚合反應(yīng)，將單體分子聚合成為平均分子量很高，且具備紡絲性能的高分子聚合物。紡前準(zhǔn)備：紡絲熔體或紡絲溶液的制備紡絲：將成纖高聚物的熔體或濃溶液，利用紡絲泵（或稱為計(jì)量泵）連續(xù)、定量而均勻地從噴絲頭（或噴絲板）的毛細(xì)孔中擠出，而成液態(tài)細(xì)流，再在空氣、水或特定的凝固浴中固化成為初生纖維。（4）后加工:即纖維的后處理。主要是拉伸和熱定形。熔體紡絲:見P124錦綸、滌綸、丙綸紡絲方法：濕法紡絲：見P124腈綸短纖維溶液紡絲干法紡絲：見P125腈綸長(zhǎng)絲、氨綸彈性絲§5.2滌綸的結(jié)構(gòu)與性能聚酯纖維：是由大分子鏈中的各鏈節(jié)通過酯基(-CO-O-),相連的成纖高聚物紡制而成的合成纖維。英文縮寫：PETPTT纖維是聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯。PBT纖維是聚對(duì)苯二甲酸丁二酯纖維。是近年來開發(fā)的一種新型聚酯纖維。我國(guó)將聚對(duì)苯二甲酸乙二酯含量大于85％以上的纖維稱為滌綸，發(fā)展速度最快，生產(chǎn)量最大。聚酯纖維性能特點(diǎn)：強(qiáng)伸度較好，彈性優(yōu)良；耐磨性能好，但其織物易起毛起球；小負(fù)荷下不易變形，尺寸穩(wěn)定性好，易洗快干，洗后保形性好，具有優(yōu)良的免燙性；耐熱性好，耐曬性也好，但遇火容易熔融；染色性能較差。一滌綸生產(chǎn)簡(jiǎn)介主要成分為：對(duì)苯二甲酸乙二酯，以對(duì)苯二甲酸(TPA)和乙二醇(EG)為原料通過酯交換法和直接酯化法，合成而得到的一種結(jié)晶性高聚物。因?yàn)槠淙埸c(diǎn)低于熱分解溫度，所以采用熔體紡絲法。紡絲成形可分為切片紡絲（長(zhǎng)絲）和直接紡絲（短纖維）二滌綸的結(jié)構(gòu)1表面及橫截面：縱向光滑、均勻、無條痕的圓柱體。橫截面：接近圓形2滌綸的分子結(jié)構(gòu)聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)的化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：從結(jié)構(gòu)中可以看出：（1）滌綸為線型分子，分子鏈的兩端各有一個(gè)羥基，中間每個(gè)單元鏈節(jié)都有由苯環(huán)通過酯基與乙基相連，沒有大的支鏈和側(cè)鏈。取向?yàn)槔旆较蚯移叫信帕校肿渔湼叨攘Ⅲw規(guī)整性結(jié)構(gòu)，具有緊密斂集的能力和結(jié)晶傾向。因而較高的機(jī)械強(qiáng)度和形狀穩(wěn)定性。（2）分子中除兩端含有－OH外，不含有其他親水基團(tuán)，且缺乏與染料分子結(jié)合的官能團(tuán)，故滌綸吸濕性差，染色性差。屬于疏水性纖維。酯鍵的存在使分子具有一定的化學(xué)反應(yīng)能力，但苯環(huán)和亞甲基的穩(wěn)定性好，所以滌綸的化學(xué)穩(wěn)定性較好。(4)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，但還含有一定數(shù)量的亞甲基，又有一定的柔性。所以滌綸具有彈性優(yōu)良，挺括，尺寸穩(wěn)定性好的優(yōu)異性質(zhì)。三滌綸的性能1物理性能（1）顏色：一般為乳白色并帶有絲光一樣的光澤（2）密度：完全無定形時(shí)1.333g/cm3,完全結(jié)晶時(shí)為1.455g/cm3，一般在1.38～1.40g/cm3，（3）回潮率：標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下為0.4％，吸濕性低，洗可穿性好，但加工時(shí)靜電現(xiàn)象嚴(yán)重，織物透氣性和吸濕性差。（4）熱性能：玻璃化溫度為：68～81℃，軟化點(diǎn)溫度為：230～240℃，在幾種主要合成纖維中，滌綸的耐熱性最好。（5）耐光性：僅次于腈綸（6）電性能：因吸濕性低，導(dǎo)電性差，一種優(yōu)良的絕緣體。2力學(xué)性能（1）強(qiáng)度高，濕態(tài)下強(qiáng)度不下降（2）延伸度適中（3）模量高:是大規(guī)模生產(chǎn)的合成纖維中，以滌綸的初始模量為最高，使織物的尺寸穩(wěn)定，不變形，不走樣。（4）回彈性好（5）耐磨性：僅次于錦綸，超過其他纖維。3化學(xué)性能在滌綸大分子中，苯環(huán)和亞甲基的穩(wěn)定性較好，故滌綸化學(xué)穩(wěn)定性好，除耐堿性差外，耐其他化學(xué)試劑性能均優(yōu)良。（1）耐酸性：對(duì)酸（尤其是有機(jī)酸）很穩(wěn)定，但室溫下不能抵抗?jié)庀跛峄驖饬蛩岬拈L(zhǎng)時(shí)間作用。（2）耐堿性：大分子上的酯基受堿的作用很容易水解，只有在低溫下對(duì)稀堿或弱堿才比較穩(wěn)定。（3）耐溶劑性：對(duì)一般的非極性有機(jī)溶劑有極強(qiáng)的抵抗能力，在室溫下對(duì)極性溶劑也有相當(dāng)強(qiáng)的抵抗能力。（4）對(duì)氧化劑和還原劑的穩(wěn)定性：對(duì)二者均有良好的穩(wěn)定性。4耐微生物性不受蟲蛀、霉菌的作用5吸濕、染色性能吸濕差，透氣性不好，容易產(chǎn)生靜電，易吸附灰塵。染色比較困難6起球現(xiàn)象因?yàn)闇炀]纖維表面光滑，纖維間抱合力差，纖維的尖端容易散露在織物表面形成絨毛，經(jīng)摩擦后纏結(jié)形成小球，由于強(qiáng)度高，彈性好，小球難以脫落。7靜電現(xiàn)象吸濕性差，導(dǎo)電性差，摩擦易產(chǎn)生靜電。四改性滌綸主要針對(duì)普通滌綸的缺點(diǎn)：染色性差，使用的染料種類少，吸濕性差，易在纖維上積聚靜電，織物易起球等進(jìn)行改性，得到滌綸差別化纖維?；瘜W(xué)改性：共聚和表面處理改性方法物理改性：共混紡絲、變更纖維加工條件、改變纖維形態(tài)及混紡交織。滌綸改性的途徑（具體見P134）改變滌綸的性能，必須從改變其大分子鏈結(jié)構(gòu)入手。一般方法有1化學(xué)改性2物理改性改性滌綸1易染改性滌綸易染色：用不同類型的染料染色，且在采用同類染料染色時(shí)，染色條件溫和，色譜齊全，色澤均勻及堅(jiān)牢度好。陽離子染料可染聚酯纖維CDP酸性染料可染聚酯纖維分散染料易染聚酯纖維2抗靜電聚酯纖維3抗起球聚酯纖維物理改性方法：使纖維截面異形化，增加纖維抱合力化學(xué)改性方法：降低纖維的強(qiáng)力§5.3錦綸的結(jié)構(gòu)與性能錦綸(PA)是聚酰胺纖維的商品名稱，其分子主鏈?zhǔn)怯甚０锋I（—HN—CO—）連接.二元胺和二元酸縮聚：分別用兩個(gè)數(shù)字表示二者所含的碳原子數(shù)，前者代表二元胺的碳原子數(shù)，后者代表二元酸的碳原子數(shù)，如錦綸66，錦綸1010由ω－氨基酸縮聚或己內(nèi)酰胺開環(huán)聚合：其數(shù)字表示氨基酸或己內(nèi)酰胺的碳原子數(shù)。錦綸的特性：耐磨性、彈性好，強(qiáng)度、延伸度高，相對(duì)密度小，耐霉耐蛀。一錦綸生產(chǎn)簡(jiǎn)介1錦綸6的生產(chǎn)分子結(jié)構(gòu)式：H[NH(CH2)5CO]nOH錦綸6的化學(xué)名稱為聚己內(nèi)酰胺，由己內(nèi)酰胺為原料，在適當(dāng)?shù)臏囟群突罨瘎ㄈ缟倭克┐嬖谙拢?jīng)系列反應(yīng)開環(huán)聚合。平均分子量控制在2萬左右。2錦綸66的生產(chǎn)分子結(jié)構(gòu)式：H[NH(CH2)6NH-OC(CH2)CO]nOH錦綸66的化學(xué)名稱為聚己二酰己二胺，由己二酸和己二胺為原料按1:1等摩爾混合制成鹽，再進(jìn)行縮聚。平均分子量控制在2萬至3萬之間。二錦綸的結(jié)構(gòu)與滌綸相似，縱向光滑，截面接近圓形。大分子主鏈?zhǔn)怯商荚雍鸵?guī)律相間的氮原子構(gòu)成，主鏈上無側(cè)基，容易形成結(jié)晶，相鄰大分子間和大分子內(nèi)部可借羰基和亞胺基生成氫鍵。錦綸在冷卻成形和拉伸過程中，由于纖維內(nèi)外所受的溫度不一致，使錦綸具有皮芯結(jié)構(gòu)，皮層較為緊密，取向度高而結(jié)晶度低，芯層則取向度低而結(jié)晶度高。三錦綸的性能1斷裂強(qiáng)度因?yàn)榻Y(jié)晶度、取向度以及分子間力大，所以強(qiáng)度也比較高。錦綸的吸濕率較低，濕態(tài)強(qiáng)度為干太強(qiáng)度的85～90％。2斷裂伸長(zhǎng)隨品種而異，強(qiáng)力絲約為20～30％，普通絲為25～40％，錦綸6約為40～50％，濕態(tài)下的斷裂伸長(zhǎng)比干太高3～5％。3初始模量比其他纖維都低，因此使用過程中容易變形。4回彈性回彈性極好5耐磨性所有紡織纖維中耐磨性最好的纖維6吸濕性比天然纖維和再生纖維素纖維都低，但在合成纖維中，僅次于維綸7染色性在合成纖維中屬于較容易染色，可用酸性染料、分散染料染色。8耐光性耐光性差，在長(zhǎng)時(shí)間的日光和紫外線照射下，強(qiáng)度下降，染色發(fā)黃。9耐熱性耐熱性不好，在150℃下，經(jīng)歷5小時(shí)即變黃，強(qiáng)度和延伸度顯著下降。收縮率增加。但有良好的耐低溫性能。10化學(xué)性質(zhì)耐堿性較強(qiáng)，在室溫50％NaOH溶液中，對(duì)他沒有影響，但酸可使錦綸大分子的酰胺鍵水解。引起纖維的聚合度降低。因此錦綸對(duì)酸不穩(wěn)定，對(duì)濃的強(qiáng)無機(jī)酸尤為敏感。對(duì)氧化劑的穩(wěn)定性差。11其他性能相對(duì)密度為1.04～1.14，保行性不好。作成的服裝不如滌綸挺括，易于變形。§5.3腈綸的結(jié)構(gòu)與性能腈綸是我國(guó)市場(chǎng)上聚丙烯腈纖維的商品名稱，聚丙烯腈纖維是指由聚丙烯腈或丙烯腈含量占85％以上和其他第二、第三單體的共聚物紡制而成的纖維。具有羊毛的特征，故被稱為“合成羊毛”。其蓬松性和保暖性好，手感柔軟，防霉，防蛀，優(yōu)越的耐光性和耐輻射性。一腈綸生產(chǎn)簡(jiǎn)介1紡絲原液的制備聚丙烯腈在加熱的條件下既不軟化又不熔融，在280～300℃下分解，故不能進(jìn)行熔體紡絲，而采用溶液紡絲法（干法或濕法紡絲）。紡絲原液的生產(chǎn)工藝分為一步法和二步法。一步法是指所有溶劑即能溶解單體混合物，又可溶解聚合產(chǎn)物，反應(yīng)結(jié)束后聚合物溶液直接用作紡絲原液。兩步法是指聚合和紡絲分兩步進(jìn)行，聚合反應(yīng)采用非均相水相沉淀聚合法，反應(yīng)后將聚合物從反應(yīng)體系中分離出來并干燥得到粉狀固體，然后將其溶解在適當(dāng)溶劑中制成紡絲原液。2紡絲方法聚丙烯腈一般采用濕法紡絲或干法紡絲。濕法紡絲：紡絲原液由噴絲孔擠出進(jìn)入凝固浴后，紡絲細(xì)流的表層首先與凝固介質(zhì)接觸并很快凝成一薄層，凝固浴中的凝固劑（水）不斷通過這一表層擴(kuò)散至細(xì)流內(nèi)部，而細(xì)流中的溶劑也不斷通過表層擴(kuò)散至凝固浴中，這一過程即濕法成型中的雙擴(kuò)散過程。由于雙擴(kuò)散的不斷進(jìn)行，使紡絲細(xì)流的表皮層不斷增厚，當(dāng)細(xì)流中的部分容積濃度降低至某一臨界值以下時(shí)，紡絲細(xì)流發(fā)生相分離。初生纖維從溶液中沉淀下來，并伴隨一定體積的收縮。干法紡絲：就是凝固介質(zhì)不是溶劑的水溶液，而是熱空氣。二腈綸的結(jié)構(gòu)腈綸的形態(tài)結(jié)構(gòu)光學(xué)顯微鏡下，腈綸的縱向表面有溝槽，呈樹皮狀，濕法紡絲生產(chǎn)的腈綸截面基本上是圓形的，而干法生產(chǎn)的截面呈啞鈴形。聚丙烯腈纖維的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有很多不完整的準(zhǔn)晶態(tài)結(jié)構(gòu)和較高的側(cè)向序態(tài)，這一結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使聚丙烯腈纖維對(duì)熱比較敏感。三腈綸的性能聚丙烯腈的化學(xué)性能1密度:濕法紡絲腈綸密度為1.16～1.18g/cm3，干法腈綸為腈綸1.14～1.17g/cm3。2吸濕性在合成纖維中屬于中等，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下回潮率為1.0～2.5％，回潮率與第二、第三單體的種類和用量有關(guān)。3染色性均聚的聚丙烯腈纖維是很難染色的，為了改善它的染色性能，常用一定數(shù)量帶有親染料基團(tuán)的第三單體與丙烯腈共聚。以提高聚合物對(duì)染料的結(jié)合力。使纖維較易染色。4熱彈性熱彈性是腈綸所具有的特性，本質(zhì)是高彈形變。主要表現(xiàn)：將纖維二次拉伸后，再將纖維進(jìn)行驟冷，使大分子的鏈段活動(dòng)暫時(shí)被凍結(jié)，纖維因二次拉伸而發(fā)生的伸長(zhǎng)也暫時(shí)不能回復(fù)，但當(dāng)提高溫度至玻璃化溫度以上時(shí)，由于鏈段運(yùn)動(dòng)加劇，在無張力的情況下，非晶區(qū)的大分子要回復(fù)原有卷曲狀態(tài)，纖維的長(zhǎng)度又相應(yīng)的發(fā)生大幅度回縮。滌綸、錦綸等結(jié)晶性纖維不具有這種熱彈性，因?yàn)槔w維結(jié)構(gòu)中的微晶像網(wǎng)結(jié)一樣，阻礙了鏈段的大幅度熱運(yùn)動(dòng)，而腈綸結(jié)構(gòu)中的準(zhǔn)結(jié)晶并非真正的結(jié)晶，僅是側(cè)向高度有序，這樣準(zhǔn)結(jié)晶區(qū)的存在不能阻止鏈大幅度熱運(yùn)動(dòng)，而使纖維發(fā)生熱彈性回縮。因而此特性常被用來生產(chǎn)膨體紗。5耐熱性腈綸的耐熱性比較好，在150℃進(jìn)行熱處理，纖維的機(jī)械性質(zhì)變化不大。6對(duì)日光和大氣作用的穩(wěn)定性在所有大規(guī)模生產(chǎn)的合成纖維中，腈綸對(duì)日光和大氣作用的穩(wěn)定性最好。7化學(xué)性能聚丙烯腈纖維屬于碳鏈高分子物，其大分子主鏈對(duì)酸，堿等化學(xué)試劑的穩(wěn)定性都較好，一般濃度的酸堿對(duì)腈綸的降解影響不大，但能使側(cè)基發(fā)生水解。腈綸在堿中的穩(wěn)定性要比在酸中低很多。堿性稍強(qiáng)的一些試劑除能使纖維水解外，還能使纖維的色澤發(fā)生變化，因?yàn)榫郾╇鎵A性水解時(shí)釋放出NH3，與未被水解的氰基反應(yīng)生成脒基，而該基團(tuán)是發(fā)色基團(tuán)，產(chǎn)生黃色，故腈綸在強(qiáng)堿條件下處理容易發(fā)黃。且色澤變暗。聚丙烯腈纖維對(duì)常用的氧化性漂白劑穩(wěn)定性良好。在適當(dāng)條件下，可用亞氯酸鈉、過氧化氫漂白。對(duì)常用的還原劑也穩(wěn)定，所以與羊毛混紡時(shí)，可用保險(xiǎn)粉漂白。8機(jī)械性能強(qiáng)度不如滌綸，但比羊毛好。強(qiáng)度高出羊毛約1～2.5倍。但其濕態(tài)斷裂強(qiáng)度約為干態(tài)斷裂強(qiáng)度80～100％，因?yàn)榫郾╇婀簿畚锝M分中的第三單體含有親水性基團(tuán)，纖維在水中發(fā)生一定的溶脹，使大分子間作用力有所減弱。腈綸的回彈性也相當(dāng)高。在伸長(zhǎng)較小時(shí)與羊毛相差不大。9其他性能具有優(yōu)良的耐菌、耐霉、耐蟲蛀，靠近火焰即收縮。接觸火焰迅速燃燒，離開火焰繼續(xù)燃燒并冒黑煙，冷后形成松而脆的黑色小球，易碎。燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生NO，NO2，HCN以及其他氰化物等有毒物質(zhì)。§5.4氨綸的結(jié)構(gòu)與性能氨綸是聚氨酯彈性纖維的商品名稱，以聚氨基甲酸酯為主要成分的一種嵌段共聚物制成的纖維，國(guó)外商品名有Lycra（美國(guó)），Neolon（日本），Dorlastan(德國(guó))聚氨酯彈性纖維最早由德國(guó)Bayer公司于1937粘試制成功。但未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，1958年美國(guó)杜邦也研制出來并實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。最初商品名為Spandex.一氨綸的組成及生產(chǎn)氨綸嵌段共聚物中有兩種鏈段，一種叫軟鏈段，它由不具結(jié)晶性的低相對(duì)分子質(zhì)量聚酯或聚醚鏈組成，其玻璃化溫度低，常溫下處于高彈態(tài)，在應(yīng)力作用下容易發(fā)生形變而賦予纖維容易被拉長(zhǎng)的特征。一種叫硬鏈段，由結(jié)晶性并能產(chǎn)生橫向交聯(lián)的二異氰酸酯鏈組成，在應(yīng)力作用下，基本不發(fā)生形變，從而防止分子間發(fā)生滑移，賦予纖維足夠的回彈性。紡絲方法：干法紡絲、濕法紡絲、熔體紡絲和反應(yīng)紡絲。但主要采用干法紡絲。二氨綸的結(jié)構(gòu)與性能1氨綸的結(jié)構(gòu)氨綸是以聚氨基甲酸酯為主要組分的嵌段共聚物，結(jié)構(gòu)式如下：～～O-C-HNR-NH-C-NH-R’-NH-式中R為芳香二異氰酸酯鏈。R’為次脂肪族基，～～～為聚酯或聚醚的分子鏈。由于氨綸大分子的柔性鏈段可用聚醚或聚酯組成，故有聚醚型氨綸和聚酯型氨綸兩種。2氨綸的性能（1）線密度低（2）強(qiáng)度高（3）彈性好（4）耐熱性好（5）吸濕性強(qiáng)（6）密度較低（7）染色性優(yōu)良3氨綸的用途可用裸絲形式做紡織原料，或加工成包芯紗、包覆紗、合捻線等一般以不同比例與天然纖維、合成纖維及其他纖維混紡。生產(chǎn)機(jī)織物或針織物。幾種常見纖維的縱向和截面形態(tài)特征列于表中，其顯微鏡觀察圖見下圖。

幾種常見纖維的縱橫向形態(tài)特征纖維名稱縱

向

形

態(tài)斷

面

形

態(tài)棉扁平帶狀，有天然轉(zhuǎn)曲腰圓形或馬蹄形，有中腔苧麻有橫節(jié)、豎紋腰圓形，有中腔及裂縫亞麻有橫節(jié)、豎紋多角形，中腔較小羊毛表面有鱗片圓形或近圓形，有的有髓質(zhì)層桑蠶絲表面如樹干狀，粗細(xì)不勻不規(guī)則三角形粘膠纖維縱向有細(xì)溝槽鋸齒形，有皮芯層醋酯纖維有1~2根溝槽不規(guī)則的帶狀維綸有1~2根溝槽腰圓形，有皮芯層腈綸平滑或有1~2根溝槽圓形或啞鈴形氯綸平滑或有1~2根溝槽接近圓形滌綸、錦綸、丙綸平滑圓形幾種常見纖維燃燒特征表纖維名稱接近火焰在火焰中離開火焰后燃燒后殘?jiān)螒B(tài)燃燒時(shí)氣味棉、粘膠不熔不縮迅速燃燒，桔黃色火焰繼續(xù)燃燒小量灰白色的灰燒紙氣味麻、富強(qiáng)同上同上同上同上同上羊毛、蠶絲收縮漸漸燃燒，橙黃色火焰不易延燒松脆黑灰燒羽毛或毛發(fā)臭味滌綸收縮熔融先熔后燃燒，且有熔液滴下，火焰黃白色，有黑煙能延燒玻璃狀黑褐色硬球特殊芳香味錦綸收縮熔融先熔后燃燒，且有熔液滴下，火焰呈藍(lán)色能延燒玻璃狀黑褐色硬球氨臭味腈綸收縮微熔發(fā)焦熔融燃燒，有發(fā)光火花，火焰亮黃色繼續(xù)燃燒松脆黑色硬塊有辣味維綸收縮熔融燃燒，有濃黑煙繼續(xù)燃燒松脆黑色硬塊難聞的特殊臭味丙綸緩慢收縮熔融燃燒，火焰明亮繼續(xù)燃燒硬黃褐色球燒蠟氣味氯綸收縮熔融燃燒，有大量黑煙不能延燒松脆黑色硬塊氯氣的刺激性氣味

第六章紗線和織物的基本知識(shí)§6.1紗線紗線：用紡織纖維加工而成具有一定細(xì)度的產(chǎn)品。纖維原料（加捻制條）紗線

（準(zhǔn)備織造）

織物

（縫紉加工）

服裝一紗線的細(xì)度細(xì)度用以表示纖維或紗線的粗細(xì)程度，是紗線最重要的指標(biāo)。紗線細(xì)度的不同，不僅反映其用途不同，而且在一定程度上表示紡紗時(shí)所用的纖維的規(guī)格、質(zhì)量不同，一般紡細(xì)紗用較高質(zhì)量的纖維。紗線細(xì)度可用兩種指標(biāo)直接指標(biāo)和間接指標(biāo)來表達(dá)。（1）定長(zhǎng)制

定長(zhǎng)制是指一定長(zhǎng)度紗線的重量，其數(shù)值越大，表示紗線越粗。其計(jì)量單位包括特?cái)?shù)（Tt）和旦數(shù)（Nd）特?cái)?shù)（Nt）特?cái)?shù)即特克斯，是指1000m長(zhǎng)纖維或紗線在公定回潮率時(shí)的重量克數(shù)，也稱之為號(hào)數(shù)。Tt=1000G/L（式中L為纖維或紗線的長(zhǎng)度米數(shù)，G為其公定回潮率時(shí)的重量克數(shù)）。對(duì)單紗而言，特?cái)?shù)可寫成如“18特”的形式，表示紗線1000米長(zhǎng)時(shí)，其重量為18克。股線的特?cái)?shù)等于單紗特?cái)?shù)乘以股數(shù)，如18X2表示兩根單紗為18特的紗線合股，其合股細(xì)度為36特。當(dāng)組成股線的單紗特?cái)?shù)不同