蛋白质纤维(共38张PPT)精选

蛋白质纤维(xiānwéi)第一页，共38页。第四章蛋白质纤维(xiānwéi)第一节蛋白质的基础知识第二节羊毛(yángmáo)第三节蚕丝第二页，共38页。本章要求(yāoqiú)掌握的内容1、等电点的概念2、羊毛的形态(xíngtài)结构3、羊毛的物理性质和化学性质4、蚕丝的形态(xíngtài)结构5、蚕丝的物理性质和化学性质第三页，共38页。第一节蛋白质的基础知识一、蛋白质的化学(huàxué)组成及分子结构二、蛋白质的两性性质第四页，共38页。一、蛋白质的化学组成(zǔchénɡ)及分子结构1、元素组成蛋白质是有机(yǒujī)含氮高分子物，分子量很高，结构复杂，但是，组成蛋白质的元素并不很多。主要元素：C、H、O、N其他元素：S、P微量元素：Fe、Cu、Zn、I第五页，共38页。一、蛋白质的化学组成及分子结构(fēnzǐjiéɡòu)概况2.氨基酸组成蛋白质完全水解的最终产物是氨基酸，因此蛋白质的基本组成单位是氨基酸。

天然(tiānrán)蛋白质中的氨基酸主要有20种左右，它们的共同特点都是α-氨基酸，可用下列通式表示：第六页，共38页。一、蛋白质的化学组成及分子结构(fēnzǐjiéɡòu)概况3、分子结构蛋白质可看作是由氨基酸彼此通过氨基与羧基脱水缩合，以酰胺键连接起来的大分子肽键：蛋白质分子中的酰胺键肽：由肽键相连接的缩氨酸多肽：多个肽键连接的缩氨酸主链：多肽的长链侧链：主链上的分支(fēnzhī)蛋白质的初级结构：多肽链中的氨基酸排列顺序蛋白质的高级结构：蛋白质分子的空间构象第七页，共38页。一、蛋白质的化学组成(zǔchénɡ)及分子结构概况第八页，共38页。一、蛋白质的化学组成及分子结构(fēnzǐjiéɡòu)概况4、副键的作用蛋白质分子(fēnzǐ)的空间构象主要靠主链及侧链上的各种基团间的相互作用形成，这些结合力统称为副键。氢键：肽链中的亚氨基和羰基之间：盐键（又称离子键）：大分子(fēnzǐ)侧基的酸性和碱性基团之间第九页，共38页。一、蛋白质的化学(huàxué)组成及分子结构概况4、副键的作用二硫键：本身属共价键，可存在于不同(bùtónɡ)肽链之间或同一肽链之中：第十页，共38页。肽键：蛋白质分子中的酰胺键一、羊毛的形态(xíngtài)结构细羊毛鳞片(línpiàn)层厚度大于粗羊毛温湿度对拉伸性能的影响第一节蛋白质的基础知识三、羊毛(yángmáo)的超分子结构细羊毛鳞片(línpiàn)层厚度大于粗羊毛第二节羊毛(yángmáo)二、蛋白质的两性(liǎngxìng)性质铜镍等金属离子：催化作用四、羊毛的主要机械性能结构疏松、内部充有空气比较稳定，可用强酸性染料根部附着于毛干，梢部则伸出毛干表面高硫蛋白质的多肽链是无规卷曲的二、蛋白质的两性(liǎngxìng)性质蛋白质分子中除末端的氨基(ānjī)与羧基外，侧链上还含有许多酸、碱性基团。因而，蛋白质具有既象酸又象碱一样的性能，是典型的两性高分子电解质。

蛋白质中所含的酸碱性基团如下：

末端：-NH2，-COOH

侧基：-NH2，-COOH，-OH…第十一页，共38页。二、蛋白质的两性(liǎngxìng)性质1、酸碱性条件下的电离平衡(pínghéng)：其中"P"表示多肽链

由上式可以明显地看出，这三种状态之间的关系，是由溶液的氢离子浓度决定的。第十二页，共38页。二、蛋白质的两性(liǎngxìng)性质2、等电点

蛋白质分子上所带的正负电荷数相等时的pH值羊毛和蚕丝的等电点：

羊毛～4.8

蚕丝～等电点时的性质：蛋白质在等电状态时，呈现一系列特殊的也是极为重要的性质，如：溶胀、溶解度、渗透压、电泳以及电导率都最低；染整加工时尽可能在等电点附近(fùjìn)，以使损伤最小。第十三页，共38页。二、蛋白质的两性(liǎngxìng)性质3、最大吸酸值

pH值3～5，开始结合(jiéhé)酸

pH值～，结合(jiéhé)酸量最大

pH值小于，过量吸酸，蛋白质开始水解

pH值大于10，蛋白质水解破坏（很难测定吸碱值）蛋白质上结合(jiéhé)酸的碱性基团

氨基：是主要吸酸基团

亚氨基：pH很低时(<0.8)也能吸酸（属于过量吸酸）最大吸酸值：

概念：蛋白质结合(jiéhé)酸的最大值影响因素：蛋白质上的碱性基团的多少影响最大吸酸值注意：可用最大吸酸值测定蛋白质上的氨基含量第十四页，共38页。二、蛋白质的两性(liǎngxìng)性质4、膜平衡原理在不同pH介质中，纤维内部和外部的pH值不一致(yīzhì)

纤维的表面具有类似半透膜性质

膜内体系：蛋白质分子上带有的离子与其中的溶液

膜外体系：纤维外面的溶液膜内膜外溶液的分配系数λ：第十五页，共38页。二、蛋白质的两性(liǎngxìng)性质与蛋白质离子电荷相同(xiānɡtónɡ)的可迁移离子的浓度：纤维内低于纤维外与蛋白质离子电荷相反的可迁移离子的浓度：纤维内高于纤维外等电点以下：

蛋白质存在状态为H3N+PCOOH

[H+]外>[H+]内，pH外<pH内等电点以上：

蛋白质存在状态为H2NPCOO-

[H+]外<[H+]内，pH外>pH内第十六页，共38页。二、蛋白质的两性(liǎngxìng)性质羊毛的酸滴定曲线：从图中可以看出，溶液中盐的浓度(nóngdù)越高时，所得到的滴定曲线形状，越接近于内滴定曲线（即蛋白质结合酸或结合碱量对纤维内PH值所做的曲线）。在某一PH值，有盐存在时，结合酸量较无盐存在时为大。第十七页，共38页。第二节羊毛(yángmáo)一、羊毛的形态结构及分类二、羊毛的化学(huàxué)组成与分子结构三、羊毛的超分子结构四、羊毛的主要机械性能五、羊毛的主要化学(huàxué)性质第十八页，共38页。一、羊毛(yángmáo)的形态结构及分类1、形态(xíngtài)结构截面：接近圆形纵向：鳞片三个组成部分鳞片层皮质层髓质层第十九页，共38页。一、羊毛(yángmáo)的形态结构鳞片(línpiàn)层外壳组成：片状角质细胞根部附着于毛干，梢部则伸出毛干表面细羊毛鳞片(línpiàn)可见高度低于粗羊毛细羊毛鳞片(línpiàn)层厚度大于粗羊毛第二十页，共38页。一、羊毛的形态(xíngtài)结构皮质层主体决定性质组成：纺锤型皮质细胞(xìbāo)，分为O皮质细胞(xìbāo)和P皮质细胞(xìbāo)两种。O皮质细胞(xìbāo)：含S低，易于染色，位于羊毛卷曲波形的外侧P皮质细胞(xìbāo)：位于羊毛卷曲波形的内侧双侧结构：O、P细胞(xìbāo)的双侧异构分布第二十一页，共38页。一、羊毛的形态(xíngtài)结构髓质层组成：薄膜细胞结构疏松、内部充有空气细胞之间联系(liánxì)很弱髓质多，则弹性和强度较低第二十二页，共38页。2、羊毛(yángmáo)分类细绒毛：直径<30μm，无髓质层μm，有连续的髓质层μm<直径<30μm,有断续的髓质层死毛：除鳞片(línpiàn)层外，几乎全为髓质层第二十三页，共38页。二、羊毛的化学组成(zǔchénɡ)与分子结构组成：C、N、O、N、S副键：氢键、盐键和二硫键含硫量直径大，含硫量少鳞片>皮质层>髓质层P皮质细胞>O皮质细胞结构：由大量α-氨基酸以一定顺序首尾连结而形成的多肽。低硫蛋白质的多肽链具有α-螺旋构象(ɡòuxiànɡ)高硫蛋白质的多肽链是无规卷曲的第二十四页，共38页。三、羊毛(yángmáo)的超分子结构低硫蛋白质的多肽链第二十五页，共38页。三、羊毛(yángmáo)的超分子结构低硫蛋白质的多肽链第二十六页，共38页。四、羊毛(yángmáo)的主要机械性能1、拉伸(lāshēn)与回复性能断裂强力不高，断裂延伸率高，断裂功较大第二十七页，共38页。四、羊毛(yángmáo)的主要机械性能拉伸与回复性能断裂强力不高，断裂延伸率高，断裂功较大温湿度对拉伸性能的影响相对湿度↑，初始模量、屈服应力、断裂强力↓，断裂延伸度↑↑温度↑，初始模量、屈服应力、断裂强力↓，断裂延伸度↑回复性能与聚集(jùjí)态结构有关卷曲，螺旋构象：可由α-构象转为β-构象二硫键：阻止分子链间相对滑移第二十八页，共38页。四、羊毛(yángmáo)的主要机械性质2、羊毛可塑性概念：指羊毛在湿热条件下，可使其内应力迅速衰减，并右按外力作用改变现有形态，再经冷却或烘干使形态保持下来。效果：过缩、暂定、永定应用(yìngyòng)：毛织物的定形（煮呢、蒸呢、电压和定幅烘燥等）第二十九页，共38页。四、羊毛的主要(zhǔyào)机械性质3、羊毛的缩绒性概念：指羊毛在湿热条件(tiáojiàn)下经外力的反复作用，纤维之间互相穿插纠缠，纤维集合体逐渐收缩变得紧密。应用：缩绒或缩呢原因：顺鳞片方向和逆鳞片方向的摩擦片不同。第三十页，共38页。五、羊毛的主要(zhǔyào)化学性质1、水的作用良好的吸湿性：相对湿度60~80%，回潮率可达14~18%异性溶胀条件激烈(jīliè)，肽键水解，纤维失重，机械性能恶化第三十一页，共38页。五、羊毛(yángmáo)的主要化学性质2、酸的作用比较稳定，可用强酸性染料抑制羧基电离并与游离的氨基(ānjī)结合，拆散盐键，使纤维强度降低肽键不同程度的水解第三十二页，共38页。五、羊毛(yángmáo)的主要化学性质3、碱的作用具有较大的破坏作用拆散盐键，催化水解影响因素：碱的种类和浓度：烧碱最强烈作用温度和时间电解质的总浓度促进(cùjìn)二硫键的分解和新交联键的建立，提高羊毛形态的稳定性第三十三页，共38页。五、羊毛(yángmáo)的主要化学性质4、氧化剂的作用羊毛对氧化剂敏感因素(yīnsù)：氧化剂种类和浓度溶液PH值：最主要因素(yīnsù)处理温度和时间铜镍等金属离子：催化作用不易氯漂，可用H2O2并严格控制条件第三十四页，共38页。五、羊毛的主要(zhǔyào)化学性质5、还原剂的作用(zuòyòng)破坏二硫键，碱性介质尤为严重6、卤素的作用(zuòyòng)特别强烈的破坏作用(zuòyòng)截面膨胀，强度、延伸度下降，纤维泛黄光泽增强，对染料吸附能力提高缩绒性