第一章常用纺织纤维的结构和主要性能课件

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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,,,*,棉纤维的加工过程,,,,1,2,3,,,棉纤维的加工过程123,1,第一章 常用纺织纤维的结构和主要性能,第一节 纤维素纤维的结构和主要性能,一、天然纤维素纤维,（一）棉纤维,1、形态结构,横向：腰圆形，有中腔 纵向：天然转曲的扁平带状,,,第一章 常用纺织纤维的结构和主要性能第一节 纤维素纤维的结构,2,,,第一章常用纺织纤维的结构和主要性能课件,3,2、棉纤维主要成分,初生胞壁,,是棉纤维的外层,是在细胞延长阶段形成的，它又分为两层.,1、角皮层(外层)：是棉纤维极薄的最外层   作

2、用：保护棉纤维   组成：蜡状物质和果胶物质   形态：极薄的薄膜,2、初生胞壁(内层)：厚约0.1-0.2微米，也是较薄的一层   作用：内装原生质   组成：主体是纤维素，但含较多杂质   形态：管状薄壁，取向度低   特性：溶胀小,初生胞壁对印染的影响:,果胶、蜡质影响吸湿性，在精练、漂白过程中将被破坏或去除。,,,2、棉纤维主要成分初生胞壁,4,,次生胞壁,,是棉纤维的主体部分，约占纤维部量的90%以上，是由纤维素在初生胞壁内沉积而成的。,,作用：棉纤维的主体，决定棉纤维主要性质  组成：主要是纤维素  形态： 纵向：原纤网状组织,横向：日轮(25～40层),,,,次生

3、胞壁,5,,,胞腔,,形态：中空组成：原生质残渣（沉积在纤维内壁上)、 蛋白质，矿物盐，色素，…,染色通道,,,胞腔形态：中空组成：原生质残渣（沉积在纤维内壁上)、,6,,棉纤维主要成分,,,第一章常用纺织纤维的结构和主要性能课件,7,3、纤维素大分子的化学结构式,,葡萄糖剩基以甙键反转１８０°相连而成的纤维素,,,,,,,,,,,纤维素分子式： （C,6,H,10,O,5,),n,,葡萄糖剩基----羟基：,能与金属反应，发生氧化反应、与无机酸反应、 酯化、醚化反应，,可形成氢键,----苷键：对碱稳定性高，在酸中易

4、水解,,,3、纤维素大分子的化学结构式,8,,,,第一章常用纺织纤维的结构和主要性能课件,9,4、超分子结构,结晶度,天然棉纤维70%，麻90%、粘胶纤维30%-40%,取向度,螺旋角越小，取向度越高。棉螺旋角为20,o,~35,o,，麻为6~8,o,，粘胶为34,o,麻纤维：聚合度高，结晶度高，取向度高,棉纤维：聚合度高，结晶度高，取向度较高,粘胶纤维：聚合度低，结晶度低，取向度低,聚集态结构：,缨状微胞结构：粘胶纤维，结晶度低,缨状原纤结构：棉、麻，结晶度高,区别,缨状微胞结构有较短的结晶区,缨状原纤结构具有长的结晶区,,,,4、超分子结构结晶度,10,5、化学性质,（1）吸湿和溶胀,,采

5、用回潮率和含水率两项指标测试,,,5、化学性质（1）吸湿和溶胀,11,,,第一章常用纺织纤维的结构和主要性能课件,12,（2）,耐酸性,：遇强酸水解,应用,：蝉翼纱，烂花布,烂花布：涤棉包芯纱织物通过,与有花纹的酸滚筒接触后制得的半透明织物,,,（2）耐酸性：遇强酸水解,13,苷键水解,,,苷键水解,14,,,,第一章常用纺织纤维的结构和主要性能课件,15,（3）耐碱性,：遇碱膨化,,应用：丝光,碱缩,NaOH,无张力( 松弛),,有 张力,,F,F,碱缩,丝光,,,（3）耐碱性：遇碱膨化NaOH无张力( 松弛),16,,,第一章常用纺织纤维的结构和主要性能课件,17,,,第一章常用纺织纤

6、维的结构和主要性能课件,18,（4）纤维素的氧化：,生成（含醛基、羰基、羧基）一系列氧化纤维素,,,（4）纤维素的氧化：生成（含醛基、羰基、羧基）一系列氧化纤维,19,,,,第一章常用纺织纤维的结构和主要性能课件,20,,,氧化纤维素的特点：有潜在损伤,,潜在损伤：经碱处理后纤维强力大幅下降,,纤维素在碱存在下易氧化脆损：,高温碱煮时应尽量避免与空气接触,氧化剂漂白必须严格控制工艺条件,,,氧化,21,（5）酯化、醚化反应,,,（5）酯化、醚化反应,22,（二）麻纤维,,,（二）麻纤维,23,麻纤维的化学组成,,（苎麻为例）,纤维素：57-80%,半纤维素：12-17%,木质素：苎麻08-1.

7、5%，亚麻2.5-5%，黄麻10-13%,果胶：1-5.7%,蜡质：0.3-1.8%,灰分：0.5-5%,,,麻纤维的化学组成（苎麻为例）纤维素：57-80%,24,麻纤维特性,,吸湿、放湿速率快、缩水大,纤维较硬，回弹性较好，织物易皱折,强力高、模量大，,不耐磨,结晶度、取向度高，染色性能差,,,麻纤维特性,25,麻纤维形态特征,：,横向腰圆形有中腔，纵向柱状有横节、竖纹,（苎麻、亚麻图片）,,,麻纤维形态特征：横向腰圆形有中腔，纵向柱状有横节、竖纹,26,,,,第一章常用纺织纤维的结构和主要性能课件,27,其它纤维素纤维：木棉、椰子纤维,,,其它纤维素纤维：木棉、椰子纤维,28,,,第一

8、章常用纺织纤维的结构和主要性能课件,29,二、再生纤维素纤维,(一）普通粘胶纤维,,,二、再生纤维素纤维(一）普通粘胶纤维,30,,,第一章常用纺织纤维的结构和主要性能课件,31,,,,第一章常用纺织纤维的结构和主要性能课件,32,粘胶纤维形态结构,,,,粘胶纤维形态结构,33,粘胶化学结构和超分子结构,,,粘胶化学结构和超分子结构,34,普通粘胶纤维的性能,湿态断裂强力低,易变形,吸湿性大,能在浓烧碱作用下溶胀、溶解,（不能进行丝光处理）,不需精炼、漂白处理,染色性能与棉相似,,,普通粘胶纤维的性能湿态断裂强力低,35,铜氨纤维,1.原料：木材、甘蔗渣、芦苇、棉短绒（主要）溶在氢氧化铜或

9、碱性铜盐,的浓氨,溶液中,2.结构与性能：,圆型截面、全皮层、不完全透明,柔软（比粘胶好），光泽柔和（圆截面）,吸湿接近粘胶,染色好,湿强高于粘胶,工艺复杂（比粘胶）,,,铜氨纤维1.原料：木材、甘蔗渣、芦苇、棉短绒（主要）溶在氢,36,（二）高湿模量粘胶纤维,1、富强纤维,,形态结构,：接近圆形或全芯层结构,,,（二）高湿模量粘胶纤维1、富强纤维,37,化学结构和超分子结构,聚合度：500-600,结晶度：45-50%,晶粒大：导致耐磨性差,取向度高,有原纤化现象：易产生毛羽,,,化学结构和超分子结构聚合度：500-600,38,性能,干、湿态断裂强度高,尺寸稳定性好,对碱稳定性好，可进行

10、丝光处理,耐磨性差,,,性能干、湿态断裂强度高,39,2、Modal纤维,,干、湿强度比普通粘胶纤维高25-30%,棉的柔软、丝的光泽、超强的滑爽感,抗皱性差,环境污染小,不会产生原纤化,,,2、Modal纤维 干、湿强度比普通粘胶纤维高25-30%,40,（三）天丝（Tencel, Lycell),皮芯结构,干、湿强度大,尺寸稳定性好,有原纤化现象,生产过程对环境无公害,吸湿透气好,染色好, 具生物降解性,悬垂性好,弹性好,缩水小,,目前世界上唯一集合成纤维和天然纤维优点于一体的新型纤维,,,（三）天丝（Tencel, Lycell)皮芯结构,41,（四）竹纤维,竹原纤维,竹浆纤维,,,（四

11、）竹纤维竹原纤维,42,竹原纤维形态结构、分子结构,横截面：扁平形或三角形，有中腔,有横节、沟槽、裂缝、空洞,结晶度71%,,竹浆纤维：,与粘胶相似，皮芯结构不明显，结晶度小于竹原纤维,,,,竹原纤维形态结构、分子结构横截面：扁平形或三角形，有中腔,43,竹原纤维性能,吸湿、透气、快干性,抗菌、除臭,抗紫外,,,竹原纤维性能吸湿、透气、快干性,44,第二节 蛋白质纤维的结构和主要性能,羊毛,蚕丝,大豆蛋白纤维,,,第二节 蛋白质纤维的结构和主要性能羊毛,45,蛋白质：,基本组成单位：氨基酸,,由大量氨基酸以一定顺序首尾联接形成的多肽,,,蛋白质的两性性质：,分子末端含有氨基和羧基，侧基上还

12、含有许多酸性基团和碱性基团,,等电点,：调节pH，使蛋白质分子上正、负离子数目相等，此时的pH 值为等电点。,,羊毛：4.2-4.8,蚕丝：3.5-5.2,,,蛋白质：基本组成单位：氨基酸,46,一、羊毛纤维的结构和主要性能,1、羊毛的组成：,,角蛋白,羊脂,羊汗,沙土,植物性杂质,,,一、羊毛纤维的结构和主要性能1、羊毛的组成：,47,羊毛的形态结构,,纵向：天然卷曲的圆柱状，表面有鳞片,横向：近似圆形，可分为鳞片层，皮质层和髓质层,,,,,羊毛的形态结构,48,2、羊毛角蛋白的分子结构,由多种氨基酸缩合而成,分子间形成大量的,氢键,盐式键,二硫键,,,,2、羊毛角蛋白的分子结构由

13、多种氨基酸缩合而成,49,3、羊毛的性质,1.保暖,2.吸湿透气为天然纤维之最,：,纤维含亲水基团, COOH--, 　-NH2 –OH,3.弹性好：内因：二硫键-S=S- 　　外因：表面有卷曲,4.光泽柔和：每一根纤维表面鳞片有漫射现象,5.藏垢现象：灰尘藏到鳞片里,6.缩水：热水、碱性、机械外力强时缩水很大,7.,耐酸性：,耐弱酸，不耐强酸,8.,耐碱性差：碱作用变黄，二硫键拆散，强力下降,,,,,3、羊毛的性质1.保暖,50,羊毛的性质,9.对氧化剂较敏感：漂白（过氧化氢），防缩处理（次氯酸钠）,10.还原剂：碱性介质中，破坏作用明显,11.羊毛的热塑性：肽键副键的拆散和重建，煮呢、蒸呢

14、、熨烫,大分子 螺旋型与折叠型，因 --S=S--的存在，可在一定条件下相互转换,转换条件：湿、热，外力作用,降温后变形可保持,12.耐热性较差：干热小于70℃，大于100℃，变脆、泛黄,13.,水和蒸汽作用：水80-110 ℃ ，蒸汽100-115 ℃ 以上，损伤明显,,,,,羊毛的性质9.对氧化剂较敏感：漂白（过氧化氢），防缩处理（次,51,其它动物毛,,1.山羊绒：Cashmere “开士米” 　长度：30-40mm 细度：15-16μm,2.马海毛：（Mohair ）：土耳其的安哥拉产的山羊毛。　长度120-150mm,，,细度10-90μm,（1）光泽强，环状鳞片几乎贴在表面上,（2

15、）无卷曲,（3）不易缩水,（4）强度高,（5）弹性优良,3.兔毛：细度：10-15μm，长度25-45mm,（1）软、细、短，强力低,（2）平波卷曲、抱合力差、兔毛多掉毛,一般与羊毛混纺,（3）髓腔大，易脆断,,,,其它动物毛 　1.山羊绒：Cashmere “开士米”,52,山羊绒、马海毛、兔毛,,,山羊绒、马海毛、兔毛,53,二、蚕丝的结构和主要性能,1,、组成：,丝素,丝胶,色素,蜡质,无机物,,,,二、蚕丝的结构和主要性能1、组成：,54,分子结构和组成：,由多种α氨基酸剩基以酰胺键联结构成的长链大分子,蚕丝由丝素和丝胶两种蛋白质组成,,,,,分子结构和组成：由多种α氨基酸剩基以酰胺

16、键联结构成的长链大分,55,蚕丝形态结构,纵向：柱状,横向：生丝：腰圆形 　 熟丝：三角形（真丝）有闪光效应,,,,桑蚕丝,,,,,,,柞蚕丝,,,,蚕丝形态结构纵向：柱状,56,丝素的性质,吸湿性,耐热性：较好，120℃，2h，强力无变化,保暖性：好于棉、麻、毛,溶胀、溶解性：在水中溶胀，不溶解，金属盐增重,耐有机酸和弱无机酸，不耐强无机酸：单宁酸增重、酸缩,耐碱性差：强碱损伤丝素，弱碱无损丝素,氧化剂和还原剂作用：含氯氧化剂损伤丝素，还原剂无明显损伤，漂白,,,,,,,,,丝素的性质吸湿性,57,丝胶的性质,吸湿性高于丝素：支化程度比丝素高，极性基团含量高,,在水中溶胀、溶解,,弱碱脱

17、胶,,,丝胶的性质吸湿性高于丝素：支化程度比丝素高，极性基团含量高,58,大豆蛋白纤维的结构和性能,结构：,,取材于榨过油的豆粕,,由大豆蛋白质溶液（23-55%）和聚乙烯醇溶液（45-77%）混合纺丝而成,,横截面哑铃形，有微细孔隙,,,大豆蛋白纤维的结构和性能结构：,59,性质,等电点4.6,耐酸性好，耐碱性一般，纯碱对它无损伤,米黄色，难漂白,耐热性差，120℃变黄，发粘,使用活性、酸性、中性染料染色：活性（深染性差）,酸性、中性（耐洗性略差）,,,性质等电点4.6,60,性质,三大舒适功能：,热湿舒适功能：导湿快、透气好,接触舒适功能：手感柔软似羊绒,压感舒适：轻柔、蓬松,,四大保健功

18、能：,抗菌抑菌功能：大豆异黄酮，广谱抗菌,远红外功能：具有远红外线发生功能，适宜人体吸收,负离子功能：能发生负离子,防紫外线功能：具有很强的紫外线吸收功能,,,性质三大舒适功能：,61,第三节 合成纤维的结构和主要性能,一、涤纶的结构和主要性能,,化学组成：,聚对苯二甲酸乙二酯,,,,,,不含亲水性基团，只有极性很小的酯基,酯基的存在使分子具有一定的化学反应能力,,,第三节 合成纤维的结构和主要性能一、涤纶的结构和主要性能,62,形态结构,普通PET：光滑圆柱形,异形截面：十字花形、三角形、三叶形、凸形,,,形态结构普通PET：光滑圆柱形,63,涤纶性能,洗可穿性好,强力高,热稳定性好,具有热

19、塑性，可做百褶裙,抗熔性较差，遇烟灰、火星易形成孔洞,易起静电、易起球,不耐碱,耐酸、氧化剂、还原剂,不发霉、不虫蛀,,,,,涤纶性能洗可穿性好,64,二、锦纶的结构和主要性能,,,学名：聚酰胺纤维,,国际上称nylon,,品种：锦纶6、锦纶66、锦纶11、锦纶610,,,,,二、锦纶的结构和主要性能,65,锦纶化学组成：,锦纶6：聚己内酰胺纤维，由己内酰胺聚合而成,,,,,锦纶66：聚己二酰己二胺纤维，由己二酸和己二胺聚合而成,,,,共同特点：大分子主链上都有酰胺基,,,,,锦纶化学组成：锦纶6：聚己内酰胺纤维，由己内酰胺聚合而成,66,锦纶形态结构：,纵向：光滑、无条痕,,普通锦纶

20、 异形锦纶,,,锦纶形态结构：纵向：光滑、无条痕,67,锦纶性质：,耐磨性六大纶中最好,耐日晒差：强力下降、变黄,耐热性较差：100℃以上，强力损失严重；150℃，5h，变黄、收缩,耐碱、耐还原剂,耐酸性和耐氧化剂性能较差：酸催化大分子降解，氧化剂漂白后易泛黄,,,,,锦纶性质：耐磨性六大纶中最好,68,三、腈纶的结构和主要性能,化学组成：,,,,,第一单体：丙烯腈（85%），对化学、物理、机械性能起主要作用,,第二单体：丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯或醋酸乙烯酯，改善手感、弹性,,第三单体：丙烯黄

21、酸钠，改善染色性能,,,三、腈纶的结构和主要性能化学组成：,69,腈纶形态结构：,哑铃型截面、圆型截面,,,,,腈纶形态结构：哑铃型截面、圆型截面,70,腈纶性能：,耐热性较好,耐日晒性最好,吸湿性较差，好于涤纶、锦纶,氰基在酸、碱作用下会水解，强碱处理易发黄,耐氧化剂、还原剂,,,腈纶性能：耐热性较好,71,四、氨纶的结构和主要 性能（spandex),聚氨基甲酸酯弹性纤维,最大伸长为原长的8倍,弹性好、强力低、染色差,耐热性差：150℃泛黄，175℃以上会发粘,耐光稳定性差：泛黄、脆损,聚酯型不耐强碱和含氯氧化剂,聚醚型化学稳定性较好,,,,四、氨纶的结构和主要 性能（spandex)聚氨

22、基甲酸酯弹性,72,五、聚乳酸纤维的结构和主要性能(PLA),原料：以天然糖为原料，（玉米、小麦、甜菜、大米）,,加工过程：,发酵工艺生产乳酸,缩聚生成聚乳酸,纺丝,,已开发出塑料级、薄膜级、纤维级、医药级多个分子量级别的聚乳酸,,应用：玉米塑料、可吸收缝线、可吸收支架等,,,五、聚乳酸纤维的结构和主要性能(PLA)原料：以天然糖为原料,73,PLA纤维性能：,具有生物降解性,极好的悬垂性、吸湿透气性,耐日晒,抑菌防霉,保形性、抗皱性好,丝般的光泽、触感柔软,强力高、耐热性好（与聚酯相当）,熔融温度低：熔点175℃,耐碱性差,染色性好：分散染料，100℃染色,,,,PLA纤维性能：具有生物降解性,74,绿色纤维：,来源丰富、可再生、可降解,,价格：,,PLA：23000元/吨,,PET：14000元/吨,,,,绿色纤维：来源丰富、可再生、可降解,75,异形纤维,,,,,,异形纤维,76,超细纤维,,,,超细纤维,77,夹层导电纤维：环芯结构掺入碳黑,,,,,夹层导电纤维：环芯结构掺入碳黑,78,