聚酯纤维织物功能化生物整理

1、第一章1.纺织品功能整理的定义。答：纺织品的功能整理是为了满足纺织品某些特殊使用要求而赋予纺织品新的特殊功能的整理加工办法。2. 纺织品功能整理的目的。答：提高纺织品固有的品质或赋予纺织品特殊功能性，从而提高纺织品的附加值，并拓宽其应用领域。3.功能整理新技术有哪些？答：（1）表面处理技术；（2）化学整理技术；（3）复合整理技术；（4）功能整理中的高新技术包括等离子体技术、纳米技术、微波技术、微胶囊技术等。第二章第一节 阻燃整理1.纺织品阻燃整理的定义答：纺织品阻燃整理是通过化学键合、化学黏合、吸附沉积及非极性范德华力结合等作用，使阻燃剂固着在纤维和织物上，从而使织物获得阻燃性能的加工过程。2

2、.纺织品的燃烧过程答：3.名词解释：骨架效应答：热塑性纤维与非热塑性纤维的混纺产品燃烧时，非热塑性纤维的炭化对热塑性纤维的熔融物起骨架作用，使熔融物滴落受阻，因此，混纺织物比单独一种纤维更容易燃烧，这种现象称为骨架效应。4.纺织品的阻燃机理。答：（1）覆盖层作用阻燃剂受热后，在纺织品表面熔融形成玻璃状覆盖层，成为纺织品和火焰之间的屏障，既隔绝空气，又可阻止可燃性气体的扩散，还可阻挡热传导和热辐射，减少反馈给纺织品的热量，从而抑制纺织品的热裂解和燃烧反应。（2）气体稀释作用阻燃剂吸热分解后释放出不燃性气体（如N2、CO2、NH3、SO2等），这些气体稀释了可燃气体，或使燃烧过程供氧不足。另外，不

3、燃性气体还有散热降温作用。（3）吸热作用热容量高的阻燃剂在高温下发生相变或脱水、脱卤化氢等吸热分解反应，降低了织物表面和火焰的温度，减慢热裂解反应的速度，抑制可燃性气体的生成。（如Al2O3 3H2O分解时释放出水，水再由液相变为气相，需要消耗大量的热）（4）熔融作用在阻燃剂作用下，纺织品中纤维发生解聚，熔融温度降低，增加了熔点和着火点之间的温差，使纤维材料在裂解之前软化、收缩、熔融，成为熔滴滴落，大部分热量被带走，从而中断了燃烧产生的热量反馈到纺织品上的过程，最终中断燃烧。（5）提高热裂解温度在纤维大分子中引入芳环或芳杂环，增加大分子链间的密集度和内聚力，提高纤维的耐热性；或通过大分子链交联

4、环化、与金属离子螯合等方法，改变纤维分子结构，提高炭化温度，抑制热裂解，减少可燃性气体的产生。（6）气相阻燃机理气相阻燃机理指气相中使燃烧中断或延缓链式燃烧反应的阻燃作用，气相阻燃作用对纤维的化学结构不敏感。实质上就是阻燃剂改变了燃烧方式。（7）凝聚相阻燃机理凝聚相阻燃机理是指在凝聚相中改变纤维大分子链的热裂解历程，促进发生脱水、缩合、环化、交联等反应，增加炭化残渣，减少可燃性气体的产生。5.名词解释：阻燃协同效应答：解释一：多种阻燃元素或阻燃剂共同作用的效果比单独用一种阻燃元素或阻燃剂效果要强得多；解释二：在阻燃体系中添加非阻燃剂可以增强阻燃能力。6.各阻燃剂的阻燃机理。答：（1）磷系阻燃剂

5、的阻燃机理无机磷系阻燃剂在燃烧时生成磷酸、偏磷酸、聚偏磷酸等，由于他们具有强脱水性，可使聚合物炭化形成致密的炭化层，聚偏磷酸呈现黏稠熔融玻璃状覆盖在未燃材料的表面，这种固体或液体膜既能阻止自由基的逸出，又能隔绝氧气，起到阻燃作用。有机磷系阻燃剂在燃烧时与聚合物基体或其分解产物反应生成P-O-C键，形成了保护层，或发生交联反应生成热稳定性好的多方结构网状化合物，从而起到阻燃作用。（2）氮系阻燃剂的阻燃机理氮系阻燃剂受热分解，释放出氨气、氮气、氮氧化物、水蒸气等不燃性气体，阻燃剂分解时吸热带走大部分热量，降低了聚合物的表面温度。不燃性气体不仅起到稀释空气中的氧气和高聚物受热分解产生的可燃性气体浓度

6、的作用，还能与空气中的氧气反应，消耗材料表面的氧气，达到阻燃目的。（3）有机硅阻燃剂的阻燃机理当高分子材料燃烧时，有机硅分子中Si-O键形成-Si-C-键，生成的白色残渣与炭化物构成复合无机层，阻止燃烧生成的挥发物外逸，隔绝空气，防止熔体滴落，达到阻燃目的。（4）卤素化合物的阻燃机理 在燃烧气体中生成的卤元素游离基，与高能量游离基产生链转移反应而阻止燃烧进行，其中生成的卤化氢气体本身有稀释作用，也能起一定抑制燃烧功能。（5）协同阻燃的阻燃机理含磷基团能使聚合物炭化形成致密的炭化层；含氮阻燃剂受热放出CO2、NH3、N2等不燃性气体，稀释可燃性气体，覆盖或环绕在聚合物的周围，使聚合物与空气隔绝，

7、并且使炭化层膨胀，同时氮气还可以捕获自由基，抑制聚合物燃烧连锁反应发生；含硅化合物分解产生SiO2或Si覆盖在膨胀炭层的表面，赋予炭层较高的热稳定性和抗氧化性，发挥较好的阻燃作用。7.现有两个阻燃整理织物样品，他们的某些测试数据如下表：试分析两个阻燃整理的样品各自遵循的阻燃机理有何不同，为什么？答：8.阻燃性能测试方法答：垂直法、倾斜法、水平法、氧指数法。第二节 防紫外线整理1.紫外线的定义？答：紫外线是波长为200-400nm的电磁波，其中波长为400-320nm的区域称为UV-A，波长为320-280nm的区域称为UV-B，波长为280-200nm的区域称为UV-C。2.纺织品防紫外线整理

8、主要是针对波长在280-320nm之间的紫外线辐射。3.影响纺织品防紫外线性能的因素有哪些？答：纤维种类（腈纶的分子结构中含有大量的-CN，能吸收紫外线能量并转变成热能散失，所以传导到纤维中的能量很少，起到防紫外线的作用；麻纤维对紫外线也有很好的屏蔽作用）、织物结构（布面覆盖系数越高，UPF越大，防紫外线性能越好，但此时织物结构越紧密，织物的热湿舒适性越差）、织物颜色、处理方法（漂白对织物紫外光透过率有明显影响）。4.防紫外线整理剂及其原理？答：（一）无机类紫外线屏蔽剂主要通过对入射紫外线的反射或折射达到防紫外线辐射的目的。如氧化锌、二氧化钛等。（二）有机类紫外线整理剂（紫外线吸收剂）主要通过

9、吸收紫外线并进行能量转换，将紫外线变成低能量的热能或波长较短的电磁波，从而达到防紫外线辐射的目的性质：安全无毒，对皮肤应无刺激和过敏反应；吸收紫外线范围广和效果良好；对热、光和化学品稳定，无光催化作用；吸收紫外线后无着色现象；不影响或少影响纺织品的色牢度、白度、强力和手感等；耐常用溶剂和耐洗性良好。（1）水杨酸酯类紫外吸收剂：分子结构简单，熔点较低，易升华，紫外线吸收率较低，吸收波段偏向近紫外区，在强烈的紫外光照射下有变色现象，目前应用较少。（2）二苯甲酮类紫外线吸收剂：含有多个羟基的二苯甲酮衍生物可与棉、麻等纤维通过氢键形成良好的结合，耐久性好，成本低廉，是目前紫外线吸收剂中应用最广泛的一类

10、。机理：苯环上的羟基氢与羰基氢之间形成的分子内氢键构成螯合环，当它吸收紫外光能量后，分子发生热振动，氢键断裂，螯合环打开，将紫外光转化为热能释放。（3）苯并三唑类紫外线吸收剂：熔点较高，热稳定性较好，对紫外光的吸收区域宽，特别是对300-400nm的紫外光吸收率高，而对可见光几乎不吸收，故无着色的缺点。（4）三嗪类紫外线整理剂：分子结构较大，紫外线吸收效率高。（5）水滑石类紫外线吸收剂：一种阴离子型层状化合物，对紫外线的吸收范围宽，吸收性能好。（6）其他类型的有机紫外线吸收剂5.纺织品防紫外线整理工艺？答：吸尽法、泡沫整理、浸轧法、涂层法等6.防紫外线性能的评价方法。答：（一）紫外线防护系数U

11、PF：紫外线对未防护的皮肤的平均辐射量与经测试物遮挡后紫外下辐射量的比值。（二）紫外线透过率：表示有试样时的紫外线透射辐射通量与无试样时的紫外线透射辐射通量之比。第三节 防电磁辐射整理1.名词解释：电磁辐射答：电磁辐射是电磁波形式由波源发射到空间的现象，包括电离辐射和非电离辐射。习惯上将属于非电离辐射的紫外线、可见光、红外线以及与人类生活有密切关系的微波（电子波段）称为电磁辐射。2.电磁辐射对人体的危害有哪些？答：（1）热效应：水分子受到电磁波辐射后，可以将所吸收的电磁波的能量转化为内能，引起肌体升温，进而影响到体内器官的正常工作。（2）非热效应：长时间低频率的电磁辐射会产生非热效应。外界电磁

12、场会干扰体内处于平衡状态的微弱电磁场，细胞分子产生共振作用，导致生物体神经系统功能紊乱或失调，影响心血管系统。（3）累积效应：电磁辐射对人体的伤害具有累积效应。主要表现为致癌、致畸、致突变。3.电磁屏蔽原理。答：利用导电或导磁材料制成屏蔽体，将需要保护的对象从电磁污染环境中隔离，是防电磁辐射的有效手段。屏蔽体通过反射、吸收和材料内部多次反射作用消除或降低电磁辐射的危害。这些作用与屏蔽结构表面及屏蔽体内感生电荷、电流和极化现象密切相关。按其作用原理分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽。4.防电磁辐射织物对电磁波的屏蔽途径有哪些？答:(1)由于空气/金属界面阻抗不连续，入射电磁波在屏蔽体表面发生反射

13、。（2）未被表面反射的电磁波进入屏蔽体内，在继续传播的过程中被屏蔽材料衰减，能量转化为其他形式被吸收，吸收的多少取决于电磁波的波长，波长越短吸收越多。（3）一部分电磁波传播到材料的另一表面，在阻抗不连续的金属/空气界面再次形成反射，回到屏蔽体内，继而发生多次反射和衰减。（4）少量衰减的电磁波透过织物。5.防电磁辐射纺织品的制备方法有哪些？第四节 拒水拒油整理1.纺织品的润湿性能。答：2.影响织物拒水拒油性的因素。答：纤维的化学组成和几何形状：湿润性由固体表面原子或暴露的原子团性质和堆集状态决定，与内部分子或分子性质和排列无关；纤维表面的粗糙度越大，表面越不平。毛细管空隙和纤维间的空隙越小，拒水

14、拒油性越好。3.拒水拒油整理剂及整理方法。答：有机硅类拒水整理剂在纤维表面形成柔性薄膜，产生拒水效果的同时往往会使织物手感变得柔软。有机硅类拒水整理剂的分子结构中多含有反应性基团，整理过程中在催化剂作用下，通过氧化、水解、交联成膜。整理剂也能与纤维素分子上的羟基化学结合，达到耐久的拒水效果。有机氟类拒整理剂通常是引入一定比例的含全氟烷基链的丙烯酸酯化合物，由于全氟烷基的表面能很低，这些侧基将优先富集在聚合物膜的表面。有机氟聚合物中氟组分含量越高，拒水拒油的效果越好。4.纺织品想获得超疏水功能应该满足什么条件？答：应使纤维表面具有疏水性；微米-纳米结构的构建。第三章第一节 抗菌整理1.名词解释半

15、致死浓度：指被试验的动物死亡一半数量时抗菌剂的最小剂量。最低抑菌浓度：抑制微生物发育的最低浓度。最低杀菌浓度：杀灭微生物的最低浓度。抗菌：采用化学或物理方法杀灭细菌或妨碍细菌生长繁殖及其活性的过程。灭菌：将待处理体系中的所有微生物完全除去或使之丧失活性。杀菌：将待处理体系中的微生物营养体和繁殖体杀死的过程。抑菌：指抑制微生物生长繁殖的作用，抑制待处理体系中微生物的活性，使之繁殖能力降低或抵制繁殖的过程。2.抗菌作用机理。答：溶出型机理（有控制释放机理）含金属离子的抗菌整理剂需要在一定湿度下显示抗菌效力。在一定湿度下，经抗菌整理的织物有控制的释放出抗菌剂的活性部分，并扩散到微生物的细胞内，破环细

16、胞内的蛋白质结构，杀死微生物或抑制其繁殖，达到抗菌目的。如果将溶出型抗菌剂整理的织物放在培养基上，它的活性部分会向周围扩散，并将所至之处的细菌杀死或抑制其生长繁殖，形成“清洁”的无菌区抑菌环，在抑菌环内没有细菌或菌落。非溶出型机理（直接作用机理）整理剂被“静态”地固定在织物表面，微生物被吸附靠近抗菌剂，通过抗菌剂的作用抑制或杀死细菌。非溶出型抗菌剂不会在其整理的织物周围形成抑菌环，它是靠抗菌剂直接接触细菌细胞而起作用的，只有抗菌剂能接触到的细菌才能被杀灭。纳米抗菌整理剂作用机理光催化抗菌机理和金属离子溶出抗菌机理的协同效果。3.几种常见的抗菌剂。答：有机硅季铵盐类抗菌整理剂（代表产品：DC-5

17、700）；季铵盐类抗菌剂作用机理：利用表面电荷吸附，使微生物细胞组织发生变化，酶蛋白质与核酸变性达到杀菌、抑菌的目的。胍类抗菌剂作用机理：通过使细胞膜结构变性或破环细胞膜达到抗菌目的。无机化合物类抗菌整理剂以银、铜、锌为抗菌主体，以泡沸石、硅、氧化钛等作为载体。4.抗菌整理效果评价答（一）定性测试方法AATCC-90琼脂平皿法（布片粘贴法、晕圈试验法）将灭菌过的试样剪成直径为2cm的圆形，贴于已灭菌的琼脂培养基上，再将特定的试验菌（金黄葡萄球菌、大肠杆菌等）接种过的培养基浇于样品表面，待凝固后于37培养48h，观察细菌生长情况。靠近试样的周围形成一个环状清洁区抑菌圈，测量在培养基上的抑菌圈的宽

18、度。抑菌圈的大小表明试样的抗菌活性。AATCC-147平行划线法制备含有一定数目的金黄色葡萄球菌等含细菌孢子的培养液，将一定量的培养液滴加于盛有营养琼脂平板的培养皿中，使其在琼脂表面形成五条平行的条纹，然后将样品垂直放在这些培养液条纹上，并轻轻挤压，使其与琼脂表面紧密接触，在37下培养48h。（二）定量测试方法AATCC-100试验法在待测试样和对照试样上接种测试菌，分别加入一定量的中和液，强烈振荡将菌洗出，以稀释平板法测洗脱液中的菌浓度，与对照样相比计算织物上细菌减少的百分率。奎因试验法将整理和未整理的试样灭菌，分别接种测试菌，并在一定的相对湿度下干燥，然后分别放在经消毒的培养皿上，然后在试

19、样上覆盖一薄层琼脂，在37下培养48h，在低倍显微镜下计数菌落数，并计算抗菌（抑菌）率振荡瓶法将样品投入盛有磷酸盐缓冲液的有塞三角瓶中，移入菌液后在一定条件下强烈振荡1h，取1ml试验液置于培养基上，在37下培养48h，检查菌落数与空白样品比较，计算细菌减少率。FZ/T 01021-92纺织品抗菌性能测试取直径为5cm的试样和对照试样（未抗菌处理），经灭菌处理后接种测试菌种，保持一段时间，取含菌液体转移到有营养琼脂的培养皿中，待凝固后在37下培养48h，计算细菌减少率。第二节 护肤保健整理1.护肤保健整理的定义答：将具有护肤功能的护肤剂或添加剂通过一定方式添加或整理到纤维或纺织品上，赋予纤维或

20、纺织品滋润、调理、保湿及其他特殊机能性，使人们穿着时具有清洁、舒适、保健的功能。2.常见的护肤整理剂有蚕丝蛋白、胶原蛋白、芦荟、壳聚糖及其衍生物、鲨烯、维生素E。3.护肤整理剂具有天然性、健康型、安全性。第三节 负离子纺织品1.名词解释：负离子答：失去电子的分子或原子带有正电荷，形成所谓的正离子或阳离子；而脱离出来的电子会迅速被周围的中性分子或原子“捕获”，形成负离子或阴离子。第四节 远红外保健整理1.远红外纺织品的三大功能：保温功能、保健功能、抗菌功能。2.远红外的作用机理答：将陶瓷粉整理到纺织品上制成的远红外纺织品吸收大部分太阳能量以后，以红外线的形式向人体辐射。一方面，通过对流和传导将本

21、身的热量传递给人体；另一方面，人体细胞受远红外线辐射产生共振吸收，从而加速本身分子的运动，达到从人体内部加热的目的。3.远红外功能纺织品的加工方法主要由：纺入法、涂层印染法。4.发射率：指在一个波长间隔内，在某一温度下测试试样的辐射功率与黑体的辐射功率之比。5.黑体：指在任何条件下，完全吸收任何波长的外来辐射而无任何反射的物体。6.远红外纺织品的评价方法有：发射率法、保温性能测试法、不锈钢锅法、人体试验法等。第四章第一节 防水透湿整理1.防水透湿整理是通过特殊的整理手段，将两种相互“对抗”的功能统一到织物上，使织物既防水又透湿的加工过程。防水是指织物具有阻止外界环境中的液体水等透过织物的功能；

22、透湿是指织物一侧的水蒸气，如人体皮肤蒸发的汗液蒸汽，能通过织物扩散到另一侧的外界环境中，使人体感到干爽舒适。2.制备防水透湿涂层织物遵循的理论基础是基于微孔型透湿机理和水阶段型透湿机理。3.防水透湿织物常用的加工方法主要是织造高密织物法、涂层法和层压法。4.防水透湿织物的主要评价指标：防水性（静水压法）和透湿性（透湿量）。第二节 吸湿排汗快干整理1.导湿快干整理原理答：汗液在微气候区蒸发成水汽后，气态水在织物内表面纤维中的孔洞和纤维表面凝结成液态水，通过毛细效应，将织物内层的汗水吸到织物外层，再重新蒸发成水汽扩散到外空间，实现织物的吸湿快干。汗液通过直接接触以液态水形式在织物表面迅速扩散，增大

23、汗水的蒸发面积，实现织物的吸湿快干。第三节 蓄热调温整理1.名词解释相转变：同一种物质不同相态之间的转变。相变温度：发生相转变的温度。相变材料：能够发生相转变的材料。相变热：在一定条件下，物质的相态转化过程伴随着热量的变化，在发生相态变化时，所吸收或放出的热量。相变储热材料是利用相变潜热进行能量存储的材料。2.蓄热调温材料的熔解热越大，织物上施加的相变材料量越多，所吸收、释放的潜热越多，调温能力越强。3.简述蓄热调温机理？答：在一定条件下，物质的相态之间发生相互转化，转化过程伴随着热量的变化。蓄热调温材料是一种具有双向调温功能的相变储能材料，当环境温度升高时，物质储存热量，自身由固态变成液态或

24、气态；当环境温度降低时，物质由液态或气态变成固态，释放热量。4.纺织品用蓄热调温整理剂一般制备成微胶囊形式，有何好处？答：相变材料被包覆后，它在液态时就不能随意流动，如果胶囊直径较小，它在基体材料中就比较容易的均匀分散。其次还阻止了PCMs与外界环境的直接接触，对其起到了保护作用，延长使用寿命。第五章第一节 生物抛光整理1.纤维素纤维生物抛光的作用机制答：在生物抛光整理条件下，纤维素酶仅对织物的表面或伸出织物表面的绒毛状短小纤维作用，通过酶反应去除织物表面绒毛，达到表面光洁和性能提高的整理效果。2.纺织品经过生物抛光整理，在纤维素酶的作用下，去除织物表面的绒毛，能达到减少起球趋势，提高光滑度和

25、柔软性，增加织物的光泽度和色彩鲜艳度，改善织物手感和悬垂性效果。3.纤维素酶至少含有三种成分的酶，即内切-葡聚糖酶、外切-葡聚糖酶、-葡萄糖苷酶。4.纤维素酶的水解作用大体上可分为：酶分子由水相转移到纤维表面；酶分子与纤维表面结合，形成酶和底物的复合物；水分子进入酶与底物复合物的激活位点；在酶与底物的复合物催化下，水与纤维的接触表面发生反应；纤维素水解产物转移到水相中。5.生物抛光整理过程中，纤维素酶的分子在突出于织物或纱线表面的绒毛根部以及纱线交织处的纤维根部扩散得最快，这些地方与酶的接触最多，受酶的作用最强，这些部位在织物运动中的受力也最强，因此这个部位的纤维也最容易发生断裂。6.影响因素

26、答：纤维素酶的种类与用量 选择组分全、活性高、能和纤维素很好的结合的酶。酶活力高，用量相对少些，酶活力低，用量相对多些纤维素纤维的结构 纤维中的毛细孔径越大、大毛细管的数量越多，酶越容易与纤维素结合。纤维结晶度越小，即晶区越少，无定形区越多，越容易被纤维素酶分解。丝光充分的织物更易于在纤维素酶的作用下分解，生物抛光整理更容易进行，但要注意防止被纤维素酶过度分解，造成强力损伤。温度 温度太低，会使酶的活性无法充分发挥出来；温度太高，同样会使酶失去活性。一般温度控制在45-55。pH值 过酸过碱都会导致酶失活。酸性纤维素酶pH控制在4.4-5.5，中性纤维素酶pH控制在6-7。时间 温度较高时处理

27、时间相对短一些。一般控制在40-60min。助剂 除非离子型表面活性剂外，其他类型的表面活性剂都会抑制纤维素酶的活性。染料 活性染料、还原染料和直接染料都对纤维素酶的活性有抑制作用。第二节 成衣酶洗整理1.减少纤维素酶水洗返染沾色的方法有哪些？答：将多余的纤维素酶分解；将酶洗过程脱落的靛蓝染料分解；添加功能性化学助剂；对纤维素酶进行筛选；优化酶洗时的工艺条件。第三节 羊毛防毡缩生物整理1.蛋白酶处理如何实现羊毛的防毡缩？答：主要是通过蛋白酶的催化分解作用，实现羊毛表面鳞片层的部分去除，从而减少了羊毛的毡缩现象。2.蛋白酶羊毛防毡缩整理中常用的预处理方法有哪些？答：化学法氧化预处理；生物法用脂肪酶、角质酶和角蛋白酶进行处理第四节 聚酯（PET）纤维织物功能化生物整理1.简述聚酯纤维织物生物处理的作用机制。答：在以PET为底物的生物催化反应中，首先需要细胞分泌出一定的胞外酶。通过酶分子的活性位点与PET大分子链的特殊部位结合，在酶的催化作用下，PET大分子链发生化学键的断裂，导致PET大分子的分解。随着生物催化分解反应的进行，会陆续产生短链物质。当分子链足够短时，这些PET分解产物就可以溶解在发酵液中，成为可溶性物质。这些可溶性的小分