《染整概论》课件-模块一 纺织纤维的结构和主要化学性能

染整概论纤维素分子链结构式1、纤维素大分子中含有大量羟基，有良好吸湿性，不溶于水，在水中溶胀。2、对酸敏感，酸会促使纤维素中的甙键水解断裂。对碱相对稳定，在碱中发生膨化，不发生水解。3、纤维素一般不受还原剂的影响，而氧化剂能使纤维素变性。二、再生纤维素纤维的结构和主要化学性质黏胶纤维和织物1、黏胶纤维具有许多与棉相同的化学性能，但比棉更容易

发生化学反应。对酸、碱氧化剂都比较敏感，浓碱下发

生剧烈膨化甚至溶解。2、质地细密柔软，手感光滑，悬垂好，吸湿强，上染率高，

透气性好，穿着舒适。最大缺点是浸湿后强力下降和尺

寸稳定性差。二、再生纤维素纤维的结构和主要化学性质Lyocell（天丝）纤维和织物1、染色性好，上染率高，透染性好。耐碱性好，室温下对

酸较稳定，可与棉、羊毛、蚕丝和其它纤维混纺。2、有丝一般的光泽，独特的柔软光滑手感，极佳的机械性

能，较高的干强和湿强，良好的吸湿性，高的尺寸稳定

性和。二、再生纤维素纤维的结构和主要化学性质醋酯纤维和织物1、耐稀酸溶液，对碱溶液敏感，能用分散染料染色。分为

二醋酯和三醋酯两种，制造原理相同，但性能有所差异。

二醋酯纤维相对于三醋酯纤维亲水、柔软，三醋酯纤维

耐化学品性能较好，对热水和稀碱较稳定。2、具有疏水性和热塑性，悬垂性良好，易洗涤，具有柔软的

手感，一定的回复性。二、再生纤维素纤维的结构和主要性质目前生产的竹纤维有两种：一种是天然的竹纤维，也称原竹纤维。另一种为竹浆纤维。天然竹纤维大多以纤维束存在，在加工过程中不破坏竹材的纤维素结构，保留天然竹纤维素的形态、分子结构和聚集态结构。原竹纤维长度差异大，纤维较粗，离散度大，手感稍有粗硬感。任务三蛋白质纤维的结构和主要性能蛋白质可视作是由氨基酸彼此通过氨基与羧基脱水缩合并以酰胺键（肽键）连接起来的大分子。存在于羊毛、蚕丝蛋白质中的各种α-氨基酸结构的区别在于侧基R，蛋白质的许多性质与侧基R密切相关。蛋白质分子中除末端的氨基和羧基外，支链上还含有大量的酸性和碱性基团，因而蛋白质具有酸、碱两性性质，可进行下列反应：调节溶液的PH值，使蛋白质分子上的正、负电荷相等，此时的PH值为该蛋白质的等电点。一、羊毛的结构和主要化学性质鳞片层皮质层髓质层形态结构模型截面：接近圆形纵向：呈鳞片覆盖的圆柱体，具有天然卷曲鳞片层：保护羊毛，赋予羊毛缩绒性皮质层：羊毛的主体，决定羊毛的主要物理机械性能和化学性能髓质层：羊毛越粗，髓质层越多，强度、弹性越差。细羊毛没有髓质层，粗羊毛有连续的髓质层。

一、羊毛的结构和主要性质由20多种α-氨基酸以一定顺序首尾连结而形成的多肽。分子间形成大量的盐式键、二硫键和氢键，使角蛋白大分子之间形成网状结构。低硫蛋白质的多肽链具有α-螺旋构象高硫蛋白质的多肽链是无规卷曲的羊毛的稳定结构是α型，α型加外力变为β型，β型去外力变为α型一、羊毛的结构和主要化学性质三根α-螺旋体多肽链→基本原纤→微原纤→原纤→原纤束→皮质细胞→纤维。低硫蛋白质的多肽链结晶度≤20%一、羊毛的结构和主要性质挺括，不易起皱1.拉伸回复性能结晶度低→断裂强度低；多肽链呈卷曲状，在外力作用下α-螺旋构象→β构象→延伸度大

；存在-S-S-化学交联，可阻止分子间的相对滑移→回复性好。一、羊毛的结构和主要性质2.羊毛的可塑性指羊毛在湿热条件下，可使其内应力迅速衰减，并可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的性能。效果过缩、暂定、永定工艺应用煮呢、蒸呢、熨烫等。羊毛的定型对温度、时间等有依赖性！一、羊毛的结构和主要性质3.羊毛的缩绒性-羊毛独特的性能羊毛鳞片层具有方向性，在外力作用下，使纤维根部相互纠缠，尖部外露，纤维制品发生毡缩，尺寸稳定性下降，这种现象称羊毛缩绒性。定向摩擦效应（D.F.E值）──逆鳞片层运动摩擦系数与顺鳞片层运动摩擦系数之差。D.F.E值↑，缩绒性↑。

羊毛织物经常洗涤会出现织纹模糊，颜色发暗等一系列问题。一、羊毛的结构和主要性质3.羊毛的缩绒性-羊毛独特的性能工艺应用防缩：用化学方法破坏其鳞片结构或对进行表面处理，使鳞片凸出物减小，毡化现象明显减弱。未处理氯化处理缩呢：毛织物在一定的温度条件下，经过润湿剂的润湿后，在机械外力的反复作用下，fibre彼此咬合纠缠，使织物收缩，厚度增加，表面产生一层绒毛将织纹掩盖的工艺过程一、羊毛的结构和主要性质热：属于耐热性较差的纤维，加工时，干热不超过70℃，分解温度为135℃，属于可燃纤维，易燃烧，但速度慢。燃烧时有特殊气味。碱：羊毛对碱敏感，碱可以催化肽键水解，使得纤维受到损伤。经碱作用后，羊毛严重损伤、变黄、含硫量降低、溶解性增加。酸：耐酸性较好，染整加工尽量在酸性条件下进行。水：羊毛有良好的吸湿性，吸湿时发生各向异性的溶胀，长度增加不多，截面积增加很多。80℃以下水中受影响较小，短时汽蒸（100℃)也无严重损伤，水温高到200℃,羊毛几乎完全溶解。一、羊毛的结构和主要性质卤素：卤素对羊毛的鳞片层有特别强烈的破坏作用，经氯化处理过的羊毛截面膨胀、强度和伸长率下降，纤维泛黄，光泽增强，对染料的吸附能力提高，缩绒性大大降低。光：日光的照射对羊毛有破坏作用，但在天然纤维中，羊毛还是最耐晒的纤维之一。还原剂：还原剂主要与羊毛的二硫键起反应，其次也能破坏盐式键。氧化剂：氧化剂较敏感，含氯氧化剂作用最强烈。经其处理后，织物手感粗糙、泛黄、且染色不匀。最好采用双氧水漂白；常用次氯酸钠防毡缩处理。二、蚕丝的结构和主要性质蚕丝优点光泽柔和；手感滑软；风格典雅；弹性适中；吸湿良好。存在问题原料来源欠缺；其它纤维冲击；耐光性能较差；价格相对昂贵；附加价值不高。二、蚕丝的结构和主要性质蚕丝由蚕体内两个绢丝腺分泌的丝液凝固而成。蚕体分泌的丝液有两种：丝素和丝胶二、蚕丝的结构和主要性质两根平行的单丝结晶度：50～60%无定形区反应性良好钝三角形纵面截面二、蚕丝的结构和主要性质丝素对酸具有一定的抵抗力，抗酸性比棉强，但比羊毛差。有机酸的稀溶液常温不损伤丝纤维，还可以增进丝重和光泽，并赋予“丝鸣”特性。还可提高色泽鲜艳度。以单宁酸效果最为显著。但若在有机酸中高温沸煮，丝损伤，失去光泽。丝素对弱的无机酸（如磷酸、亚硫酸）较稳定，易溶解于盐酸、硫酸、硝酸等强酸溶液，即使温度较低。在适当的浓度中，室温下浸酸1-2min后立即水洗，丝的长度可产生30%左右的强烈收缩，称为“酸缩”，可用于加工绉纹丝织品。酸的作用二、蚕丝的结构和主要性质碱：丝素耐碱性差，但好于羊毛，在室温下对碱较稳定。碳酸氢钠、肥皂等弱碱性介质无损于丝素，但能溶解丝胶，是生丝的精炼剂。氧化剂：氧化剂容易使丝素分子中的肽键断裂，甚至造成丝素完全分解。还原剂：对还原剂相对稳定，正常工艺不损伤纤维，常用还原剂漂白脱色。但漂白效果不如氧化漂白。耐光性：蚕丝是天然纤维中耐光性最差的一种！三、大豆蛋白纤维的结构和主要性质1999年，中国人李官奇发明大豆蛋白纤维。大豆蛋白纤维的手感与羊绒几乎一样。用50%以上的大豆蛋白纤维与羊绒混纺成高支纱，制成春、夏、秋季薄型绒衫，其效果与纯羊绒衫一样滑糯、轻盈、柔软。产品极具高贵气质。原料：豆粕(15-45%)PVA（55-85%）三、大豆蛋白纤维的结构和主要性质

特点：吸湿、导湿性好(回潮率6.8%，等电点为4～5)；手感柔软滑爽，具有抗菌保健功能；具有蚕丝般柔和的光泽；物理机械性能好，断裂强度高；密度轻，它的比电阻小。耐热性差；不耐碱；纤维本身呈淡黄色被誉为“新世纪的健康舒适纤维”。四、合成纤维的结构和主要性质合成纤维聚酯纤维（涤纶PET）聚酰胺纤维（锦纶PA）聚丙烯腈纤维（腈纶PAN）聚乙烯醇缩甲醛纤维（维纶PVA）聚丙烯纤维（丙纶PP）聚氯乙烯纤维（氯纶PVC）聚氨酯弹性纤维（氨纶PU）第一节、涤纶的结构和主要性质涤纶（polyester；PET；聚酯纤维）聚酯通常指以二元酸和二元醇缩聚而成的高分子物，其基本链节之间以酯键连接而得名。聚酯的品种普通涤纶：聚对苯二甲酸乙二(醇)酯（PET）。其分子量一般控制在18000-25000左右改性涤纶：聚对苯二甲酸丁二酯（PBT）聚对苯二甲酸丙二酯（PTT）第一节、涤纶的结构和主要性质大分子上不含亲水基团，只具有极性很小的酯基-COO-，属疏水性纤维，吸湿性、染色性差。化学稳定性好。大分子属线型大分子，分子上没有大的侧基和支链，大分子空间构象几何规整，易于堆砌结晶，使纤维具有较高的机械强度和形态稳定性。涤纶的耐热性和热稳定性是常用主要合成纤维中最好的，熔点和分解点高，在高温下强度损失小。弹性：具有良好的弹性，穿着挺括，形状稳定性好。耐磨性好：不及锦纶，但高于其它合成纤维。第一节、涤纶的结构和主要性质耐酸性涤纶无论对无机酸还是有机酸都有很好的稳定性，尽管酯基在酸中会发生水解，但酯键的水解是可逆的，不易进一步发生。意义染整加工尽量在酸性条件下进行可用硫酸或盐酸测定涤棉织物混纺比可用酸侵蚀涤棉包芯纱织物生产涤棉烂花织物。第一节、涤纶的结构和主要性质耐碱性酯键在碱中比在酸中易水解，反应是不可逆的，故耐碱性较差，在浓碱液或高温稀碱液中会有所损伤。涤纶具有较大的疏水性，结晶度和取向度高，所以涤纶在碱的作用下水解是由表及里发生作用的，水解过程中基本保持圆形，纤维逐渐变细（剥皮现象）。利用这一方法可将涤纶进行“碱剥皮”，使纤维变得细而柔软，制成具有真丝绸效果的织物，又称“碱减量”。第二节、锦纶的结构和主要性质锦纶6（聚己内酰胺）

纺丝：熔融法纺丝，长丝为主，可制做弹力丝它的分子量大约2万左右，可用ε-氨基己酸或ε-己内酰胺为原料而制得。学名：聚酰胺纤维锦纶66（聚己二酰己二胺）它的分子量约2-3万，原料是己二胺和己二酸。第二节、锦纶的结构和主要性质锦纶（结实耐磨）结实耐磨，密度小，织物轻，弹性好，化学稳定性也很好，耐碱不耐酸。但耐日光性不好，织物久晒就会变黄，强度下降，吸湿不如维纶，但比腈纶，涤纶好。用途：长丝多用于针织和丝绸工业；短纤大都与羊毛或毛型化纤混纺，作华达呢，凡尼丁等。工业：帘子线和渔网，也可作地毯，绳索，传送带，筛网等。第三节、腈纶的结构和主要性质“合成羊毛”

改性腈纶柔软保暖质轻第三节、腈纶的结构和主要性质单体名称常用化合物单体特性作用第一单体丙烯腈主要单体占85%以上纤维主体决定纤维的主要性质第二单体结构单体（5%-10%）丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯醋酸乙烯酯中性单体…常为酯类减弱分子间作用力，改善手感和弹性提高纤维的弹性和热塑性有利于染料进入纤维内部使纺丝液易于制备第三单体染色单体（0.5%-3%）丙烯磺酸钠、衣康酸…酸性单体（常用）可用阳离子染料

染色颜色鲜艳牢度好2-乙烯吡啶碱性单体可用酸性染料染色其他单体变性腈纶变性腈纶改善纤维的其他性能：防火、抗静电、防污…第三节、腈纶的结构和主要性质腈纶（膨松耐晒）腈纶的性能很象羊毛，所以叫“合成羊毛”。腈纶密度小，比羊毛还小，织物保暖性好。耐日光性与耐气候性很好（居常规纤维第一位），吸湿差，染色难。纯粹的丙烯腈纤维，由于内部结构紧密，服用性能差，所以通过加入第二单体改善弹性和手感，第三单体改善染色性。用途：主要作民用，可纯纺也可混纺，制成多种毛料、毛线、毛毯、运动服也可：人造毛皮、长毛绒，膨体纱，水龙带，阳伞布等。第四节、氨纶的结构和主要性质氨纶是以聚氨基甲酸酯为主要组分的嵌段共聚物。柔性链锻：（软链段）占85%以上。链段是脂肪族低分子量的聚酯或聚醚，链柔顺，