第一二章紡織原料

1、 輕化工程教研室輕化工程教研室 王王 曉曉 春春 材料樓材料樓517 2014.02 染整在紡織工業(yè)中的地位和作用染整在紡織工業(yè)中的地位和作用 l染整加工基本工序及印染產品染整加工基本工序及印染產品 l染整加工的基本概念染整加工的基本概念 第一章第一章 緒論緒論 纖維（纖維（cotton） 紗線（紗線（yarn） 織造（織造（weaving） 染整染整(dyeing and finishing) 由纖維到成衣的關鍵步驟之一由纖維到成衣的關鍵步驟之一 坯布（坯布（grey fabric） 絕大部分絕大部分 坯坯布布 G Gr ra ay y G Go oo od ds s 紗紗線線 Y Ya a

2、r rn n 纖纖維維 f fi ib be er r 紡紡紗紗 S Sp pi in n 織織造造 W We ea av ve e 染整在紡織工業(yè)中的地位和作用染整在紡織工業(yè)中的地位和作用 印染布印染布 Fabric Fabric 染染整整加加工工 D Dy ye ei in ng g a an nd d F Fi in ni is sh hi in ng g 染染整整加加工工 在在紡紡織織原原料料和和紡紡織織成成品品之之間間起起著著重重要要的的紐紐帶帶作作用用 是是紡紡織織品品深深加加工工、精精加加工工和和提提高高附附加加價價值值的的關關鍵鍵 產業(yè)用產業(yè)用 服服 裝裝 裝飾品裝飾品 床上用

3、品床上用品 民用民用 工業(yè)用布工業(yè)用布 農業(yè)用布農業(yè)用布 國防用布國防用布 坯布坯布練漂練漂整理整理 普通布普通布 特種布：防水、防火、抗菌、抗靜電特種布：防水、防火、抗菌、抗靜電 坯布坯布練漂練漂整理整理 坯布坯布練漂練漂整理整理 Scouring and bleaching Dyeing Printing Finishing 染整加工的對象染整加工的對象(object) 染整加工的目的染整加工的目的(purpose) 染整加工的方法染整加工的方法(method) 染整加工的工具染整加工的工具(equipment) 高分子 高分子物理高分子物理 高分子化學高分子化學 纖維的結構和性質 物理方

4、法：濕、熱、拉力、壓力、摩擦力物理方法：濕、熱、拉力、壓力、摩擦力 化學方法：化學方法：酸、堿、氧化劑、酸、堿、氧化劑、 還原劑還原劑 、染料、表面活性劑、染料、表面活性劑 按用途分類按用途分類 練漂設備練漂設備 染色設備染色設備 印花設備印花設備 整理設備整理設備 按操作方式分類按操作方式分類 連續(xù)連續(xù) 間歇間歇 按織物狀態(tài)分類按織物狀態(tài)分類 平幅平幅 繩狀繩狀 印染設備印染設備 染整染整 概論概論 整理 印花 染色 練漂 紡織原料紡織原料 第一節(jié)第一節(jié) 緒論緒論 第二節(jié)第二節(jié) 纖維素纖維的基本結構及其性質纖維素纖維的基本結構及其性質 第三節(jié)第三節(jié) 蛋白質纖維的基本結構及其性質蛋白質纖維的基

5、本結構及其性質 第四節(jié)第四節(jié) 合成纖維的基本結構及其性質合成纖維的基本結構及其性質 緒論緒論 一、紡織纖維的特征一、紡織纖維的特征 二、紡織纖維的來源及分類二、紡織纖維的來源及分類 分子組成：線形高分子化合物為主分子組成：線形高分子化合物為主 長度：長度：1010毫米以上毫米以上 棉棉 25-4525-45毫米毫米 短纖維短纖維 毛毛 50-150 50-150毫米毫米 中等長度纖維中等長度纖維 蠶絲蠶絲 6 610105 5 長絲 長絲 細度：細度： 棉棉 18-25 18-25 微米微米 毛毛 18-60 18-60 微米微米 機械性能：強度、延伸性、柔軟性、彈性機械性能：強度、延伸性、柔

6、軟性、彈性 物理性能：吸濕性、透氣性、導熱性物理性能：吸濕性、透氣性、導熱性 化學性能：染色性、化學穩(wěn)定性化學性能：染色性、化學穩(wěn)定性 植物纖維 動物纖維合成纖維人造纖維 天然纖維 化學纖維 纖維素纖維纖維素纖維 蛋白質纖維蛋白質纖維 再生纖維再生纖維 紡 織 纖 維 來自于植物的果實、韌皮或葉來自于植物的果實、韌皮或葉 棉棉cotton 苧麻苧麻ramie 亞麻亞麻flax 黃麻黃麻jute 大麻大麻hemp 苧麻苧麻 亞麻亞麻 來自于動物的皮毛或分泌物來自于動物的皮毛或分泌物 羊毛羊毛woolwool 兔毛兔毛rabbit hairrabbit hair 駱駝毛駱駝毛camels hair

7、camels hair 馬海毛馬海毛mohairmohair 桑蠶絲桑蠶絲silksilk 柞蠶絲柞蠶絲tussah silktussah silk http:/ 以天然高分子物質為原料，經過一以天然高分子物質為原料，經過一 定的化學加工制成定的化學加工制成 粘膠纖維粘膠纖維 rayon rayon 銅氨纖維銅氨纖維 copper rayon copper rayon 醋酯纖維醋酯纖維 acetate rayon acetate rayon 天絲天絲 Tencel Tencel、lyocelllyocell 以簡單的化合物為原料，用有以簡單的化合物為原料，用有 機合成的方法制得高分子物，再經機

8、合成的方法制得高分子物，再經 紡絲加工而成紡絲加工而成 滌綸滌綸polyester fiberpolyester fiber 錦綸錦綸polyamide fiberpolyamide fiber 腈綸腈綸polyacrylic fiberpolyacrylic fiber 丙綸 維綸 芳綸 氨綸 cotton bast fiber rayon tencel bamboo 纖纖維維的的 結結構構與與性性能能 化學性能 機械性能 物理性能 性能 熱熱性性能能 吸吸濕濕性性能能 模模量量 延延伸伸度度 強強度度 屈屈服服點點 彈彈性性 氧氧化化劑劑 酸酸 堿堿 還還原原劑劑 超分子結構 形態(tài)結構 大

9、分子結構 結構 一、形態(tài)結構一、形態(tài)結構 二、組成二、組成 三、超分子結構三、超分子結構 四、四、機械性能機械性能 五、五、物理性能物理性能 六、六、化學性能化學性能 1. 1. 棉纖維的橫截面：棉纖維的橫截面： 初生胞壁初生胞壁 次生胞壁次生胞壁 胞腔胞腔 較薄的初生胞壁較薄的初生胞壁 較厚的次生胞壁較厚的次生胞壁 （棉纖維主體棉纖維主體） 中空的胞腔中空的胞腔 腰子形或耳狀腰子形或耳狀 扁平帶狀，有天然扭曲扁平帶狀，有天然扭曲 縱向：光滑、平直的圓柱體縱向：光滑、平直的圓柱體 橫向：橫向： 不規(guī)則的鋸齒形不規(guī)則的鋸齒形 普通粘膠纖維截面普通粘膠纖維截面 富強纖維截面富強纖維截面 纖維素共生

10、物纖維素共生物 or 纖維素衍生物纖維素衍生物 主體：纖維素主體：纖維素 棉纖維的分子結構式棉纖維的分子結構式- 動畫演示動畫演示 元素組成：元素組成：C、H、O 分子式：（分子式：（C6H10O5）n 纖維素是由纖維素是由-d-d-葡萄糖?；咸烟鞘；舜艘员舜艘?-41-4甙鍵甙鍵相聯(lián)結而相聯(lián)結而 成的線型大分子。成的線型大分子。 O O O O O O OH OH OH OH OH OH OH OH OH CH 2OH CH 2OH CH 2OH CH 2OH H H H H H H H O H H H HO H H H H H HH n2 2 1 23 4 5 6 14 重復單元重復單

11、元 l纖維素大分子結構特征纖維素大分子結構特征 由由 -d-d-葡萄糖?；ㄟ^葡萄糖?；ㄟ^1,4-1,4-甙鍵連接而成。甙鍵連接而成。 在晶區(qū)，在晶區(qū)，相鄰葡萄糖環(huán)倒置相鄰葡萄糖環(huán)倒置。 含有大量羥基含有大量羥基 聚合度聚合度 棉棉 麻麻 粘膠粘膠 2000 2000 2000 250-5002000 250-500 O O O O O O OH OH OH OH OH OH OH OH OH CH 2OH CH 2OH CH2OH CH 2OH H H H H H H H O H H H HO H H H H H HH n2 2 1 23 4 5 6 14 棉纖維的超分子結構棉纖維的超分子

12、結構 棉纖維的超分子結構即微結構，實質指次棉纖維的超分子結構即微結構，實質指次 生胞壁中纖維素分子相互排列的情況。生胞壁中纖維素分子相互排列的情況。 （1） 結晶度結晶度(crystallinity)(crystallinity) ： 麻麻 棉棉 粘膠粘膠 70 -90%70 -90% 70% 70% 40% 40% （2 2）取向度取向度 (orientation)(orientation)： 麻麻 棉棉 粘膠粘膠 6-86-8 20-35 20-35 34 34 1 23 分子鏈軸分子鏈軸 取向軸取向軸 1-完全取向，完全取向， = 0，f (取向度或取向因子）取向度或取向因子）=1 2-

13、無規(guī)取向，無規(guī)取向， = 54.5，f (取向度或取向因子）取向度或取向因子）= 0 3-垂直取向，垂直取向， = 90，f (取向度或取向因子）取向度或取向因子）= 1/2 取向角，取向角， 分子鏈主軸與取向軸之間的夾角分子鏈主軸與取向軸之間的夾角 b 斷裂強度斷裂強度 斷裂強度及斷裂延伸度斷裂強度及斷裂延伸度 (break strength and elongation at break) 棉棉 亞麻亞麻 粘膠粘膠 應應 力力 應應 變變 纖維素纖維的應力纖維素纖維的應力-應變曲線應變曲線 斷裂強度斷裂強度 斷裂延伸度斷裂延伸度 麻麻 棉棉 粘膠粘膠 麻麻 棉棉 粘膠粘膠 斷裂延伸度斷裂延

14、伸度 麻：麻： 棉：棉： 粘膠：粘膠： 硬、脆硬、脆 韌性較大韌性較大 較軟弱，易變形較軟弱，易變形 adc a d b c 斷裂強度斷裂強度 棉棉 亞麻亞麻 粘膠粘膠 應應 力力 應應 變變 纖維素纖維的應力纖維素纖維的應力-應變曲線應變曲線 斷裂強度斷裂強度 斷裂延伸度斷裂延伸度 麻麻（90%） 棉棉（70 % ） 粘膠粘膠（40%） 麻麻 棉棉 粘膠粘膠 斷裂延伸度斷裂延伸度 原因：原因： 結晶度：結晶度： 取向度：取向度： 麻麻 棉棉 粘膠粘膠 麻麻 棉棉 粘膠粘膠 聚合度：聚合度： 麻麻 、棉、棉 粘膠粘膠 ：纖維內水分重量與未經烘干纖維重量之比的百分數(shù)纖維內水分重量與未經烘干纖維重

15、量之比的百分數(shù)。 吸濕量的表示方法：回潮率（吸濕量的表示方法：回潮率（moisture regain)、 含水率含水率 (water content) R G0-G G 100% G0：未經烘干纖維的重量； ：未經烘干纖維的重量； G：絕對干燥纖維的重量：絕對干燥纖維的重量 ：纖維內所含水分重量與絕對纖維重量之比的百分數(shù)纖維內所含水分重量與絕對纖維重量之比的百分數(shù)。 回潮率回潮率 （R R） 含水率含水率 （M M） M G0-G G0 100% 1、吸濕性、吸濕性（hygroscopicity) 纖維素纖維素 H2OH2OH2O 直接吸附直接吸附 H2OH2O H2O H2O H2OH2O

16、間接吸附間接吸附 吸濕主要發(fā)生在纖維的吸濕主要發(fā)生在纖維的 無定形區(qū)及晶區(qū)的表面無定形區(qū)及晶區(qū)的表面 標準回潮率：標準回潮率： 棉：棉：7 8% 粘膠：粘膠：12 13% (溫度：溫度：20，相對，相對 濕度：濕度：65%，1個大氣壓個大氣壓國內）國內） 吸濕中心：吸濕中心： 親水性羥基親水性羥基 2、溶脹、溶脹 v纖維在吸濕的同時伴隨著體積的增大的現(xiàn)象，稱之纖維在吸濕的同時伴隨著體積的增大的現(xiàn)象，稱之 v溶脹主要發(fā)生在纖維的無定形區(qū)溶脹主要發(fā)生在纖維的無定形區(qū) v溶脹具有異向性。溶脹具有異向性。 溶脹后的纖維溶脹后的纖維 V D L 原來的纖維原來的纖維 A D VL L 1、纖維素纖維化學

17、反應的特征、纖維素纖維化學反應的特征 O O O O O O OH OH OH OH OH OH OH OH OH CH 2OH CH 2OH CH2OH CH 2OH H H H H H H H O H H H HO H H H H H HH n2 2 1 23 4 5 6 分子結構：分子結構： a 聯(lián)結葡萄糖?；倪版I聯(lián)結葡萄糖?；倪版I b 葡萄糖?；系娜齻€自由羥基葡萄糖剩基上的三個自由羥基 超分子結構：超分子結構： 化學反應的不均一性化學反應的不均一性 1 4 23 6 C2-OH、C3-OH 仲羥基 C6-OH 伯羥基 1-4甙鍵 吸附、氧化、酯化、吸附、氧化、酯化、 醚化、交聯(lián)、

18、接枝醚化、交聯(lián)、接枝. . 2、酸的作用、酸的作用 對纖維素分子中的對纖維素分子中的甙鍵的水解甙鍵的水解起催化作用，導起催化作用，導 致纖維素致纖維素聚合度降低聚合度降低，纖維，纖維強度下降強度下降。 O H O O O H + O C H2O H O H O H H C H2O H H H O H O H H H H H O H O H H H C H2O H H O H O H C H2O H O O O O H O H H H + H O H H H O H O H H H C H2O H H O H O H C H2O H O O O H O H C O H+ O H H + H +

19、H H H H 意義：染整加工中要盡量避免使用酸！意義：染整加工中要盡量避免使用酸！ 纖維素對堿有較高的穩(wěn)定性！ 3、堿對纖維素的作用、堿對纖維素的作用 意義：染整加工常在堿性條件下進行，如意義：染整加工常在堿性條件下進行，如 退漿、精煉（稀燒堿）退漿、精煉（稀燒堿） 絲光絲光 （濃燒堿）（濃燒堿） 變化變化 染色染色 注意：注意： 在空氣存在下，會發(fā)生堿氧化損傷！在空氣存在下，會發(fā)生堿氧化損傷！ 堿纖維素 可逆 可逆 4、氧化劑的作用、氧化劑的作用 O H H H H OH OH H CH2OH O O 1 2 3 4 5 6 6 5 4 3 2 1 O O CH 2OH H OH OH H

20、 H H H O CHO COOH O H H H H OH OH H O O 1 2 3 4 5 6 O H H H OH H O O 1 2 3 4 5 6 O O 6 5 4 3 2 1 O O H OH H H H O CH 2OH O 6 5 4 3 2 1 O O H OH H H O CH 2OH O CH 2OH O H H OH H O O 1 2 3 4 5 6 O CC O O CC O 6 5 4 3 2 1 O O H H H O CH 2OH HH 或或 或或 非均一反應，主要發(fā)生在纖維無定形區(qū)和晶區(qū)表面。非均一反應，主要發(fā)生在纖維無定形區(qū)和晶區(qū)表面。 氧化產物不單

21、一、氧化產物不單一、 混合物混合物 O CC O 6 5 4 3 2 1 O O H H H O C H2OH HH 氧化纖維素 降解降解 不降解不降解 聚合度下降聚合度下降 強度下降強度下降 聚合度不下降聚合度不下降 強度不下降強度不下降 5 . 其他其他 v一般酯化、醚化反應一般酯化、醚化反應 醋酯纖維醋酯纖維 活性染料染色活性染料染色 防皺整理防皺整理 . . . . . v光氧化反應光氧化反應 v霉菌降解霉菌降解 v. . . . . 第三第三 節(jié)節(jié) 蛋白質纖維的結構與性質蛋白質纖維的結構與性質 羊毛羊毛wool 兔毛兔毛 rabbit hair 駱駝毛駱駝毛 camels hair

22、馬海毛馬海毛 mohair 蠶絲蠶絲 silk 再生植物蛋 白質纖維 再生動物蛋 白質纖維 天然蛋白 質纖維 再生蛋白質 纖維 蛋 白 質 纖 維 三三 、蠶絲的結構、蠶絲的結構 和性能和性能 二、羊毛的二、羊毛的 結構和性能結構和性能 一、蛋白一、蛋白 質的基礎質的基礎 知識知識 基本組成：基本組成：氨基酸氨基酸 H 2N CHCOOH R 蛋白質 protein 水解 氨基酸（-氨基酸） Amino acid 一一 、蛋白質的基礎知識、蛋白質的基礎知識 1、 化學組成及分子結構概況化學組成及分子結構概況 元素組成：元素組成：C、H、O、N S、P（少量）（少量） NH CH C H N C

23、H C N H CH C H N CH C R 1 OR 2 OR 3 OR O 分子結構分子結構 酰胺鍵酰胺鍵=肽鍵肽鍵 側鏈：側鏈：主鏈上的分支主鏈上的分支 氨基酸殘基氨基酸殘基 重復單元重復單元 肽鍵肽鍵：蛋白質分子中的酰胺鍵：蛋白質分子中的酰胺鍵 肽、二肽、多肽：肽、二肽、多肽： 主鏈：主鏈：由肽鍵所連接的長鏈大分子鏈由肽鍵所連接的長鏈大分子鏈 分子間力分子間力 a-離子鍵離子鍵 b-氫鍵氫鍵 c-疏水鍵疏水鍵 d-范德華力范德華力 e-二硫鍵二硫鍵 b c c d e 2、蛋白質的兩性性質、蛋白質的兩性性質 H3NPCOOH H + H + H + H + H3NH2NPPCOO -

24、 COO - + + + + P 代表肽鏈 多肽鏈多肽鏈 等電點等電點(Isoelectric point) ： 蛋白質上正負電荷數(shù)相等時溶液的蛋白質上正負電荷數(shù)相等時溶液的pH值值 羊羊 毛：毛：4.2-4.8 桑蠶絲：桑蠶絲：3.5-5.2 u 兩性兩性 amphoteric property 酸堿性基團酸堿性基團: -NH2 、 -COOH. 酸堿性條件下的電離平衡酸堿性條件下的電離平衡 二、羊毛和蠶絲的結構二、羊毛和蠶絲的結構 羊毛纖維特點羊毛纖維特點 光澤柔和光澤柔和 富有彈性富有彈性 耐磨耐磨 良好的吸濕性良好的吸濕性 良好的保溫性良好的保溫性 毛發(fā)纖維的品種毛發(fā)纖維的品種 綿羊毛

25、綿羊毛 ：細羊毛、粗羊毛：細羊毛、粗羊毛 山羊絨山羊絨 其他：駱駝毛、兔毛其他：駱駝毛、兔毛 1、特點、特點 http:/ 蠶絲纖維的品種蠶絲纖維的品種 家蠶絲家蠶絲mulberry silk： 桑蠶絲桑蠶絲 野蠶絲野蠶絲Wild silk ： 柞蠶絲柞蠶絲 蓖麻蠶絲蓖麻蠶絲 木薯蠶絲木薯蠶絲 蠶絲的特點蠶絲的特點 明亮的光澤明亮的光澤 平滑和柔軟的手感平滑和柔軟的手感 較好的吸濕性較好的吸濕性 輕盈的外觀輕盈的外觀 (1)羊毛羊毛 2、形態(tài)結構、形態(tài)結構 外外 內內 鱗片層鱗片層(Scale layer) 皮質層皮質層(Cortex layer) 髓質層髓質層(Cortex layer)：細

26、羊毛無 鱗片層皮質層 鱗片層鱗片層(Scale layer) 扁平形角質細胞組成，保護羊毛內層組織扁平形角質細胞組成，保護羊毛內層組織 鱗片具有方向性鱗片具有方向性 約占羊毛總重量的約占羊毛總重量的10% 羊毛鱗片的結構羊毛鱗片的結構 皮質層皮質層(Cortex layer) 皮質細胞（皮質細胞（O-、P-） 細羊毛：細羊毛：雙邊結構雙邊結構（double side structure) 羊毛主體，決定羊毛性能羊毛主體，決定羊毛性能 羊毛鱗片的結構羊毛鱗片的結構 鱗片層皮質層 （細）羊毛雙邊結構（細）羊毛雙邊結構 髓質層髓質層(Cortex layer) 各種形狀的髓質各種形狀的髓質 1-死毛

27、的髓層；死毛的髓層；2-有髓毛的髓層；有髓毛的髓層； 3-兩型毛的髓層；兩型毛的髓層；4、5、6、7-無髓毛無髓毛 (2) 蠶絲蠶絲 橫向橫向： 縱向縱向： 橫向橫向: 縱向：縱向： 光滑、均勻的棒狀光滑、均勻的棒狀 桑蠶絲桑蠶絲 銳角三角形或楔形銳角三角形或楔形 有一定的卷曲和條紋有一定的卷曲和條紋 柞蠶絲柞蠶絲 鈍三角形鈍三角形 生絲生絲 絲膠（絲膠（Sericin） ： 單絲的主體單絲的主體 絲膠絲膠絲素絲素 絲素（絲素（ Fibroin ）：）： 親水性較大，起粘結作用親水性較大，起粘結作用 脫膠去除脫膠去除 - -氨基酸氨基酸 主要氨基酸組成：主要氨基酸組成： 谷氨酸（二羧基氨基酸）

28、：谷氨酸（二羧基氨基酸）：-COOH-COOH 二氨基氨基酸：二氨基氨基酸：-NH-NH2 2 胱氨酸胱氨酸（-S-S-S-S-）：）：鱗片層鱗片層 皮質層皮質層 髓質層髓質層 近程結構近程結構 3、分子鏈結構及鏈間結構、分子鏈結構及鏈間結構 (1)羊毛羊毛 - -螺旋構象螺旋構象 遠程結構遠程結構 注：只存在于約注：只存在于約50%50%的低硫蛋白質多肽鏈的低硫蛋白質多肽鏈 中，高硫蛋白的多肽鏈為無規(guī)則卷曲。中，高硫蛋白的多肽鏈為無規(guī)則卷曲。 聚集態(tài)結構聚集態(tài)結構 鱗片層皮質層 絲素：絲素： a 側基小的氨基酸殘基含量高側基小的氨基酸殘基含量高 b 含羥基氨基酸較多含羥基氨基酸較多 含含S甚

29、少甚少 絲素絲素 絲膠絲膠 H2NCHCOOH R R：-H、- CH3 R：- CH 2OH (2) 蠶絲蠶絲 近程結構近程結構 遠程結構遠程結構 SilkSilk : : 無規(guī)線團、無規(guī)線團、- -螺旋結構螺旋結構 Silk:Silk: 反平行反平行折疊結構折疊結構 聚集態(tài)結構聚集態(tài)結構 1、機械性能、機械性能 屈服點明顯屈服點明顯 屈服應力：屈服應力： 蠶絲蠶絲 羊毛羊毛 斷裂強度：斷裂強度： 蠶絲蠶絲 羊毛羊毛 斷裂延伸度：羊毛斷裂延伸度：羊毛 蠶絲蠶絲 彈性：彈性： 羊毛羊毛 蠶絲蠶絲 羊毛的彈性回復性能優(yōu)良羊毛的彈性回復性能優(yōu)良 三、羊毛和蠶絲的性能三、羊毛和蠶絲的性能 羊毛：結晶

30、度羊毛：結晶度 20% 蠶絲：結晶度約蠶絲：結晶度約50%、取向度高、取向度高 過縮過縮 overshrink 暫時定形暫時定形 Temporal setting 永久定形永久定形 Permanent setting 原長原長 拉伸并受熱很短時間拉伸并受熱很短時間 去除負荷去除負荷 原長原長 拉伸并受熱較長時間拉伸并受熱較長時間 去除負荷去除負荷 再受更高溫度處理再受更高溫度處理 原長原長 拉伸并受熱長時間拉伸并受熱長時間 去除負荷去除負荷 定型和過縮定型和過縮 分子間力的拆散和重建分子間力的拆散和重建 再受熱水處理再受熱水處理 2.羊毛的可塑性羊毛的可塑性 3.羊毛的縮絨性羊毛的縮絨性 羊毛

31、在濕、熱條件下經外力的反復作用，纖維之間羊毛在濕、熱條件下經外力的反復作用，纖維之間 互相穿插糾纏，纖維集合體逐漸收縮緊密，稱之?；ハ啻┎寮m纏，纖維集合體逐漸收縮緊密，稱之。 染整應用：縮絨或縮呢染整應用：縮絨或縮呢 羊毛表面鱗片結構導致的定向摩擦效應所致。羊毛表面鱗片結構導致的定向摩擦效應所致。 4、吸濕性、吸濕性和水的作用和水的作用 吸濕性好吸濕性好 標準回潮率：蠶絲標準回潮率：蠶絲10%；羊毛；羊毛14% NHP P PC O H2N H2O O C P OH 劇烈條件下水的作用劇烈條件下水的作用 CNH O a 肽鍵（肽鍵（ ）水解）水解 b 二硫鍵斷裂和重建二硫鍵斷裂和重建 如溫度達

32、到如溫度達到200 200 C C 幾乎全部水解幾乎全部水解 蠶絲蠶絲 酸縮：酸縮：濃無機酸處理蠶絲很短時間，蠶絲發(fā)生濃無機酸處理蠶絲很短時間，蠶絲發(fā)生 顯著收縮顯著收縮 “絲鳴絲鳴 ”：無機酸、有機酸無機酸、有機酸 增重：增重：增重劑增重劑（單寧酸）（單寧酸）（ 25%） 羊毛羊毛 對稀酸穩(wěn)定，濃酸會使羊毛水解對稀酸穩(wěn)定，濃酸會使羊毛水解 NHP P PC O H2N H2O O C P OH H+ pH2 染整加工盡量在染整加工盡量在 酸性條件進行酸性條件進行 5、化學性能、化學性能 羊毛羊毛 CNaOH、 、 t 羊毛溶解率 羊毛溶解率 肽鍵水解肽鍵水解 二硫鍵斷裂和重建二硫鍵斷裂和重建

33、 蠶絲蠶絲 室溫對弱堿穩(wěn)定室溫對弱堿穩(wěn)定 高溫下，強堿損傷大高溫下，強堿損傷大 不耐堿不耐堿 意義：染整加工中要盡量避免使用堿！意義：染整加工中要盡量避免使用堿！ 蠶絲蠶絲 穩(wěn)定性較好穩(wěn)定性較好 可用還原劑漂白可用還原劑漂白 PS 2PSH SP H 羊毛羊毛 破壞二硫鍵 蠶絲和羊毛蠶絲和羊毛: 對氧化劑敏感對氧化劑敏感 H2O2： ：漂白 漂白 含氯氧化劑破壞鱗片層含氯氧化劑破壞鱗片層 羊毛羊毛 由于鱗片層的作用，影響較蠶絲小由于鱗片層的作用，影響較蠶絲小 蠶絲蠶絲 鹽縮：鹽縮：如濃氯化鈣、硝酸鈣如濃氯化鈣、硝酸鈣 鹽類的水溶液促進蠶絲與羊毛纖維的鹽類的水溶液促進蠶絲與羊毛纖維的 溶脹或溶解

34、。溶脹或溶解。 一、合成纖維概述一、合成纖維概述 二、滌綸纖維的結構和性質二、滌綸纖維的結構和性質 三、錦綸纖維的結構和性質三、錦綸纖維的結構和性質 四、腈綸纖維的結構和性質四、腈綸纖維的結構和性質 第四節(jié)第四節(jié) 合成纖維的基本結構和性質合成纖維的基本結構和性質 第四節(jié)第四節(jié) 合成纖維的基本結構和性質合成纖維的基本結構和性質 1、合成纖維概念、合成纖維概念 以簡單化合物為原料合成高分子物，然后通以簡單化合物為原料合成高分子物，然后通 過紡絲加工而成的纖維。過紡絲加工而成的纖維。 一一 、合成纖維概述、合成纖維概述 u優(yōu)點優(yōu)點 強度高強度高 彈性好彈性好 耐穿耐用耐穿耐用 光澤好光澤好 化學穩(wěn)定

35、性強化學穩(wěn)定性強 耐霉腐耐霉腐 耐蟲蛀耐蟲蛀 2、 合成纖維的優(yōu)缺點合成纖維的優(yōu)缺點 u缺點缺點 吸濕性差吸濕性差 耐熱性差耐熱性差 導電性差導電性差 防污性差防污性差 易起毛起球易起毛起球 3、合成纖維的品種、合成纖維的品種 . 長絲：長絲： 短纖維短纖維 化學纖維：幾厘米化學纖維：幾厘米x十幾厘米十幾厘米 4、常見術語、常見術語 原指單孔噴絲頭紡制而成的一根連續(xù)單纖維原指單孔噴絲頭紡制而成的一根連續(xù)單纖維 由數(shù)十根單纖維組成的絲條由數(shù)十根單纖維組成的絲條 由一百多根至幾百根單纖維組成的用于制造輪胎簾子線的絲條。由一百多根至幾百根單纖維組成的用于制造輪胎簾子線的絲條。 長度長度:25cm:2

36、5cm38cm; 38cm; 細度：細度：1.3dtex1.3dtex1.7dtex 1.7dtex 長度長度:70cm150cm; 細度：細度：3.3dtex7.7dtex 長度長度:51cm76cm；細度；細度 差別化纖維：差別化纖維： 異形纖維異形纖維 泛指在原有化學基礎上經物理變形或泛指在原有化學基礎上經物理變形或 化學改性而得到的纖維材料。化學改性而得到的纖維材料。 采用異形噴絲孔紡制的具有非圓形橫采用異形噴絲孔紡制的具有非圓形橫 截面的纖維或中空纖維。截面的纖維或中空纖維。 復合纖維：復合纖維： 在纖維橫截面上存在兩種或兩種以上在纖維橫截面上存在兩種或兩種以上 不相混合的的聚合物。

37、不相混合的的聚合物。 并列型、皮芯型并列型、皮芯型 放射型、多芯型、嵌入型、海島型、裂離型放射型、多芯型、嵌入型、海島型、裂離型 并列型并列型 皮芯型皮芯型 海島型海島型 超細纖維超細纖維 高性能纖維高性能纖維 納米纖維納米纖維 5、合成纖維的生產方法、合成纖維的生產方法 滌綸、錦綸滌綸、錦綸66等等 腈綸、維綸等腈綸、維綸等 醋酯纖維、維綸醋酯纖維、維綸 干法紡絲干法紡絲 . 分子量：分子量： 18000-25000 HOCH2CH2O C O C O n OCH2CH2OH 柔性柔性 剛性剛性 1、分子結構、分子結構Molecular structure 合成原料：對苯二甲酸、乙二醇合成原

38、料：對苯二甲酸、乙二醇 基本組成：基本組成：聚對苯二甲酸乙二酯（聚對苯二甲酸乙二酯（PET） 分子結構式分子結構式： HOCH2CH2O C O C O n OCH2CH2OH 柔性柔性 剛性剛性 結構特征結構特征 具有對稱性苯環(huán)結構的線型大分子，無大的支鏈；具有對稱性苯環(huán)結構的線型大分子，無大的支鏈； 基團剛性大；基團剛性大； HOCH2CH2O C O C O n OCH2CH2OH 分子鏈的結構具有高度的規(guī)整性；分子鏈的結構具有高度的規(guī)整性； 分子間無特強定向作用力。分子間無特強定向作用力。 縱向：光滑、均勻、無條痕縱向：光滑、均勻、無條痕 橫向：圓形橫向：圓形 滌綸的形態(tài)示意滌綸的形態(tài)

39、示意 初生纖維：初生纖維： 處理后纖維：處理后纖維： 拉伸拉伸 熱處理熱處理 共存共存 無定形、取向度差無定形、取向度差 結晶度結晶度4060% 取向度較高取向度較高 提高取向度和結晶度提高取向度和結晶度 有利于分子鏈產生規(guī)則折疊有利于分子鏈產生規(guī)則折疊 折疊鏈結晶折疊鏈結晶 型型 伸直鏈結晶伸直鏈結晶 型型 （1）熱性能：）熱性能： 熱性能常數(shù)熱性能常數(shù) Tg（玻璃化溫度）（玻璃化溫度） Tm T軟 軟 Tg 255-260 238-240 67-81 無定形部分：無定形部分：67 結晶部分：結晶部分： 81 染整加工溫度要小于軟化點染整加工溫度要小于軟化點 4、滌綸的性能、滌綸的性能 “洗

40、可穿洗可穿”性性 耐磨性好耐磨性好 彈性好彈性好 彈性模量較大彈性模量較大 回復性能好回復性能好 （2）機械性能）機械性能 一般聚酯纖維一般聚酯纖維 負荷 延伸度 高強度聚酯纖維高強度聚酯纖維 棉纖維棉纖維 某些纖維的負荷-延伸曲線 初始模量較高；初始模量較高； 斷裂強度、斷裂延伸度較棉大；斷裂強度、斷裂延伸度較棉大； 吸濕性吸濕性很差很差：缺乏吸濕中心缺乏吸濕中心 回潮率（回潮率（moisture regain）：0.4% 絕緣性好絕緣性好 不霉爛不霉爛 排汗差，悶熱排汗差，悶熱 靜電大靜電大 易沾污易沾污 (3) 吸濕性能吸濕性能 染色較困難染色較困難 對策：分散染料對策：分散染料 l 缺

41、少極性基團缺少極性基團 l 無活性基團無活性基團 l 分子結構致密分子結構致密 v高溫高壓法：高溫高壓法： 染色溫度染色溫度100，120-130120-130水溶液水溶液 v熱熔染色熱熔染色 ：干態(tài)高溫固色，干態(tài)高溫固色，180-220 v載體染色：載體染色：以載體為助劑，如酚、芳胺、聯(lián)苯以載體為助劑，如酚、芳胺、聯(lián)苯 酸的作用：酸的作用： H + C O +OH - OH - C O OH+ H + 分子中的酯鍵分子中的酯鍵 染整加工盡量染整加工盡量 在酸性條件下進行在酸性條件下進行 生產滌棉生產滌棉 爛花織物爛花織物 強酸高溫強酸高溫 穩(wěn)定性穩(wěn)定性良好良好 在強酸中仍較穩(wěn)定在強酸中仍較穩(wěn)

42、定 滌綸強度與硫酸濃度的關系滌綸強度與硫酸濃度的關系 堿的作用：堿的作用： 滌綸的耐堿性差滌綸的耐堿性差! ! 在燒堿中分子鏈發(fā)生水解，斷鍵，聚合度降低在燒堿中分子鏈發(fā)生水解，斷鍵，聚合度降低 H + C O +OH - OH - C O OH+ OH - 分子中的酯鍵分子中的酯鍵 “ “剝皮現(xiàn)象剝皮現(xiàn)象” ” ： 堿對酯鍵的水解由表及里的進行，當表面的堿對酯鍵的水解由表及里的進行，當表面的 分子被損傷到一定程度后，便在堿液中發(fā)生溶解分子被損傷到一定程度后，便在堿液中發(fā)生溶解 而產生剝皮現(xiàn)象。而產生剝皮現(xiàn)象。 燒堿處理燒堿處理 寬度寬度 重量重量 聚合度基本不變聚合度基本不變 疏水性疏水性 超

43、分子結構（結晶度、取向度高）超分子結構（結晶度、取向度高） 滌綸堿減量滌綸堿減量 氧化劑和還原劑的作用：氧化劑和還原劑的作用： 穩(wěn)定性很高穩(wěn)定性很高 漂白漂白 （聚酰胺纖維）（聚酰胺纖維） HN C O 如如 錦綸錦綸6 碳原子數(shù)碳原子數(shù) 二胺碳原子數(shù)二胺碳原子數(shù) 二元酸碳原子數(shù)二元酸碳原子數(shù) HN C H2() x N HC O C H2)( y C O n 6 4 H OH A 由二元胺、二元酸縮聚而成由二元胺、二元酸縮聚而成 如錦綸如錦綸66： 1 、分類、分類 B 內酰胺開環(huán)聚合內酰胺開環(huán)聚合 HNC H2 () x O C n 5 H OH 錦綸形態(tài)示意 2、形態(tài)結構、形態(tài)結構 圓形

44、的橫截面圓形的橫截面 光滑、光滑、 均勻而無條痕的縱向均勻而無條痕的縱向 3、聚集態(tài)結構、聚集態(tài)結構 結晶度結晶度crystallinity：5070% 取向度取向度degree of orientation： 聚集態(tài)結構與滌綸相似聚集態(tài)結構與滌綸相似 錦綸的折疊鏈較滌綸更多錦綸的折疊鏈較滌綸更多 部分拉伸 較滌綸易結晶較滌綸易結晶 4、錦綸的性能、錦綸的性能 高溫降解高溫降解(C-N鍵斷裂、環(huán)化）鍵斷裂、環(huán)化）強度降低強度降低 熱性能常數(shù)熱性能常數(shù)constant Tm T軟 軟 Tg 錦綸錦綸6 215-220 120-180 32-50 錦綸錦綸66 250-265 235 47-50

45、（1）熱性能）熱性能 Tg Tg（錦綸）（錦綸） Tg Tg（滌綸）（滌綸） 錦綸的熱轉變點要略低于滌綸錦綸的熱轉變點要略低于滌綸 聚酰胺聚酰胺6的氫鍵形成模型的氫鍵形成模型 （1）正平行）正平行 （2）反平行）反平行 氫鍵密度：氫鍵密度： 錦綸錦綸6錦綸錦綸66 （2） 機械性能機械性能 形變回復率（形變回復率（%） 棉棉 羊毛羊毛 錦綸錦綸 滌綸滌綸 5%拉伸拉伸 52 69 89 65 10%拉伸拉伸 - 51 90 51 強度、伸長率較高強度、伸長率較高 耐磨性好（常見纖維中最好）耐磨性好（常見纖維中最好） 彈性（彈性（elasticity)好好 大量的亞甲基，大分子柔性好大量的亞甲基

46、，大分子柔性好 結構較疏松，無定形區(qū)易充分卷曲結構較疏松，無定形區(qū)易充分卷曲 玻璃化溫度較低玻璃化溫度較低 吸濕性吸濕性 疏水性纖維疏水性纖維 回潮率：回潮率：錦綸錦綸66 4.2%，錦綸，錦綸6 4% 溶脹異向性小溶脹異向性小 合纖中較高合纖中較高 與滌綸相似的基團與滌綸相似的基團 比滌綸易染色比滌綸易染色 染色性能染色性能 分散染料染色分散染料染色（亞甲基疏水區(qū)）（亞甲基疏水區(qū)） 酸性染料染色酸性染料染色（氨基、羧基（末端）（氨基、羧基（末端） 與羊毛相似的基團與羊毛相似的基團 酸和堿：酸和堿： 酰胺鍵水解酰胺鍵水解 NHP P PC O H2N H2O O C P OH OH-或H+ 化

47、學活潑性主要決定于酰胺基和端基?；瘜W活潑性主要決定于酰胺基和端基。 對酸不穩(wěn)定：對酸不穩(wěn)定： 對堿的穩(wěn)定性較羊毛和蠶絲對堿的穩(wěn)定性較羊毛和蠶絲高。高。 常溫下濃硝酸、濃鹽酸、濃硫酸常溫下濃硝酸、濃鹽酸、濃硫酸 均可使錦綸迅速水解而溶于酸中。均可使錦綸迅速水解而溶于酸中。 氧化劑：易被氧化劑破壞。氧化劑：易被氧化劑破壞。 亞甲基亞甲基 次氯酸鈉對錦綸損傷嚴重次氯酸鈉對錦綸損傷嚴重 雙氧水可使聚酰胺大分子降解雙氧水可使聚酰胺大分子降解 亞氯酸鈉、過醋酸可用于錦綸漂白亞氯酸鈉、過醋酸可用于錦綸漂白 分子結構分子結構 CH 2 CHCH 2 CH CH 2 C COOH CH 2COONa CH 2SO3Na CN COOCH 2 COOCH 2 CN CH 2 CHCH 2 CHCH 2 COOCH 2