纺织品分类及主要化学性能.ppt

第一章纺织品的分类及主要化学性能 重点 了解纺织品的基本分类 结构 掌握各类纺织品的服用性能 1概述 2纤维素纤维的结构和主要化学性能 3蛋白质纤维的结构和主要化学性能 4合成纤维的结构和主要性能 纤维 直径一般为几微米到几十微米 而长度比直径大百倍 千倍以上的细长物质 如棉花 羊毛 蚕丝等 纺织纤维 可以用于制造纺织制品 如纱线 梭织物 针织物等 的纤维 纺织纤维应具备的条件 要有一定的光泽 手感 具备一定的长度 需满足一定的热性能 要具备一定的化学性能 具体来说 纺织纤维应具备如下条件 1 应当是固体而且不挥发 在水及其它普通溶剂中 不溶解或很难溶解 对热稳定 是稳定的高分子物质 2 具有一定的强度 延伸度和适当的弹性和可塑性 通常谈到纤维的强度是指这种纤维是否结实 是指它的耐用性怎样 在技术上测定纤维的强度用断裂强度来表示 所谓结实不结实 多数是指纤维断裂强度的大小 在通常的使用条件下 羊毛 蚕丝等天然纤维和合成纤维中的涤纶 锦纶等具有较高的弹性 这里的弹性指的是形迹的回复性 然而 光有好的弹性而没有可塑性的纤维做成的衣服也是不会令人满意的 纤维吸收水分或升高温度 使其成为可塑状态 如 平时人们在衣服上先喷水再叠起来熨烫 就是应用这一原理 若纤维无可塑性 就完全不可能使衣服做成适当的形状和必要的褶裥与折痕 延伸度即加外力使纤维拉断时 相对原来长度所伸长的数值 如果有用延伸度为零的纤维做成衣服 衣料用布的延伸度也就是零 这在使用上会非常不便 大多数纤维都具有百分之十几以上的延伸度 这样做成衣服才感到行动方便 3 具有良好的保温性人们穿着衣服除了美观外 还要具有御寒保暖和防高温等性能 所以作为纺织原料的纤维必须是热的不良导体 不然的话 就不能适应人体生理上的需要 使人体适应外界冷热气候的变化 4 具有一定的吸湿性和通气性纤维必须具有一定的吸湿性 这样才能便于吸收人体汗脂的排泄 也便于纺织品的印染着色 通气性好 穿着才舒适 不闷热 有透气凉爽之感 纤维的吸湿性与透气性是人们对纺织纤维要求的卫生指标 天然纤维 纺织纤维 合成纤维 纤维素纤维动物纤维棉 苎麻 羊毛 兔毛 亚麻等桑蚕丝等 人造纤维合成纤维粘胶 铜氨涤纶 锦纶 醋酯纤维等腈纶 氨纶等 长绒棉 长绒棉是优质的纺织原料 用于生产高档轻薄的棉织物 细绒棉 是主要的纺织原料 棉纤维中85 以上是细绒棉 彩色棉 是利用转基因技术培育推广的棉花新品种 用这种棉花为原料的纺织品 不需经过染色加工 粗毛羊即土种羊 是指世界各地未经改良的羊种 土种羊毛的品质和性能差异很大 常含有大量的死毛 主要用于织制地毯或制毡 羊毛制品一般由改良后的羊毛制成 山羊绒 兔毛 牦牛毛 骆驼毛 蚕丝 习惯上按它的来源分为天然纤维和化学纤维两大类 天然纤维 自然界里生长或形成的适用于纺织用的纤维 化学纤维 用天然的或合成的高聚物为原料 经过化学和机械的方法加工制造出来的纺织纤维 再生纤维素纤维 指用木材 蔗渣等天然纤维素制成的 组成成分仍为纤维素的纤维 再生蛋白质纤维 指用酪素 大豆 花生等天然蛋白质制成的 组成成分仍为蛋白质的纤维 合成纤维 是以石油 煤 天然气及一些农副产品等低分子物作为原料制成单体后 经人工合成获得的聚合物纺制成的纤维 无机纤维 主要成分是无机物构成的纤维 一般应用于工业生产 2 麻纤维的形态结构 图1 2亚麻纤维的形态结构 2纤维素纤维的结构和主要化学性能 纤维素的化学结构 耐碱性耐酸性耐氧化性耐还原性 纤维素与氧化剂 还原剂的作用纤维素一般不受还原剂的影响 而易受氧化剂的作用生成氧化纤维素 使纤维变形 受损 纤维素对空气中的氧是很稳定的 但在碱存在下易氧化脆损 所以高温碱煮时应尽量避免与空气接触 纤维素在不同条件下氧化 可得到含有大量醛基或羰基的还原型氧化纤维素或含有大量羧基的酸性氧化纤维素 还原型氧化纤维素虽未发生纤维素大分子链的断裂 但存在潜在损伤 在碱性条件下 会使纤维素大分子链断裂 聚合度下降 纤维强度降低 纤维素与碱的作用纤维素大分子对碱的作用比较稳定 在常温下 氢氧化钠溶液对纤维素不起作用 高温煮沸也仅有一部分溶解 但在高温有空气存在时 纤维素对稀的碱液也十分敏感 引起聚合度的下降 纤维素与酸的作用纤维素大分子遇酸后 手感变硬 强度严重降低 这是由于酸对纤维素大分子中甙键的水解起了催化作用 使大分子的聚合度降低 纤维受到损伤 3蛋白质纤维的结构和主要化学性能 羊毛纤维的结构和主要化学性能 羊毛的形态结构 羊毛的性质 羊毛的拉伸与回复性羊毛比一般纤维的回复性高 弹性好 织物不易折皱 比较耐磨 耐用 热的作用羊毛属于耐热性较差的纤维 在加工和使用过程中 要求干热不超过70 其分解温度为135 属于可燃性纤维 容易燃烧 但燃烧速度较慢 在燃烧时有特殊的气味 水和蒸汽的作用羊毛具有较强的吸湿性 在水中会发生各向异性的溶胀 截面增加 在水中长时间的沸煮会引起羊毛的部分水解 比在蒸汽中更易损伤 酸的作用羊毛属于耐酸性较强的纤维 它水稀酸特别是弱酸较稳定 较浓的无机酸会使羊毛水解 损伤纤维 并随温度提高 时间延长而加剧 碱的作用羊毛对碱的的稳定性差 经碱作用后的羊毛 纤维受到严重损伤 并使纤维变黄 含硫量降低 溶解性提高 受影响的程度与处理条件 时间 温度 浓度及碱的性质等 有关 还原剂的作用还原剂主要能与羊毛的二硫键起反应 其次也能破坏盐式键 在有碱的情况下 破坏反应最为剧烈 氧化剂的作用羊毛不耐氧化剂的作用 H2O2漂白时应严格控制工艺条件 羊毛加工中使用含氯的氧化剂会破坏羊毛的鳞片层 使羊毛的缩绒性受到破坏 定型和过缩定型和过缩是羊毛的一个重要特性 受到张力的羊毛 在热水或蒸汽中处理很短时间 去除负荷 任其在蒸汽中回缩 则羊毛能收缩到比原来的长度还短 这种现象称为 过缩 若受有张力的羊毛 在热水或蒸汽下作用一定时间后 撤去负荷 羊毛并不能回复到原长 只有放在比热处理更高温度下作用 才能获得重新回缩的性能 这种现象称为 暂时定型 简称 暂定 如果将伸长的纤维在热水或蒸汽中处理1 2小时 去除负荷后 即使再经蒸汽处理 也仅能使纤维稍稍收缩 其长度仍可超过原长的30 这种现象称为 永久定型 永定 羊毛发生上述现象后 光泽 强力和对染料的吸收能力都有一定的变化 蚕丝的结构和主要化学性能 图1 4蚕丝的形态结构 蚕丝的性质 吸湿性 丝的吸湿性高 耐热性 脱胶丝有较高的耐热性 且热传导性很低 比棉 麻 羊毛的保暖性都好 膨化与溶解性 丝素吸水后发生膨化 并表现出各向异性 但它在水中只能溶胀 不能溶解 与酸的作用 丝的抗酸性比棉强 比羊毛差 是较耐酸的纤维之一 与碱的作用 丝的耐碱能力很差 作用比较剧烈 但比羊毛的耐碱性要好 尤其在室温下 丝素对碱较稳定 氧化剂和还原剂的作用 氧化剂容易使丝素分子中的肽键断裂 严重者可使丝素分解 一般还原剂对丝素的作用很弱 无明显损伤 耐光性 丝是纺织纤维中耐光性最差的一种 4合成纤维的结构和主要性能 涤纶的主要性质1 机械性能涤纶的断裂强度很高 湿态强度等于干态强度 它的弹性较好 耐磨性也较高 其耐用性比棉 羊毛大得多 由于它的弹性较好 不易起皱 因而涤纶所做的衣服具有 洗可穿 性能 即免烫 速干的性能 它的主要缺点之一是容易起球而影响织物外观 起球是由于纤维的抱合力差 纤维尖端易散露在外 通过摩擦或与污物聚集而成的 热性能 涤纶的耐热性和热稳定性在几种主要合成纤维中是最高的 这不仅表现在熔点和分解点较高 而且在较高温度下 强度损失较少 吸湿性和染色性 由于涤纶大分子缺少吸水中心 OH等亲水性基团 故纤维吸湿性很小 因此服用方面有易洗快干的优点 具有良好的绝缘性 同时对光和大气的抵抗能力强 不易腐烂 但易产生静电和沾污 穿着时不舒适 另外由于涤纶纤维的结构紧密 分子间空隙小 染色困难 静电现象 涤纶的导电能力比棉 毛差 易产生静电累积 经摩擦常发生放电现象 令人不适 且易吸尘 易脏 化学性能 在聚酯大分子中唯有酯键具有反应性能 但由于涤纶大分子物理结构紧密 大分子有较高的取向度和结晶度 因此化学试剂不易扩散到纤维内部 所以涤纶能抵御酸 碱 氧化剂 还原剂等 锦纶的结构和性能 结构由二元胺和二元酸缩聚而成 如锦纶66 NH CH2 XNHCO CH2 YCO n由 氨基酸缩聚或由已内酰胺开环而得 如锦纶6 NH CH2 XCO n 性质与涤纶基本相似 但锦纶的耐热性不如涤纶 比重较轻 吸湿性比涤纶大 染色性比涤纶好 强度 耐磨及耐疲劳性能均超过涤纶 回弹性较高 腈纶的结构和性能 结构 或 第一单体第二单体第三单体 衣康酸单钠盐或丙烯磺酸钠 丙烯腈 丙烯酸甲酯 性质 1 机械性能腈纶断裂强度很高 其外形挺括 并具有较好的保型性 腈纶的回弹性在伸长较小时也可与羊毛相比 但在多次循环负荷中 腈纶的不可回复伸长越来越大 使其在服用过程中的变形愈来愈大 2 热性能 腈纶的热稳定性不如涤纶和锦纶 对热处理较敏感 具有较大的热塑性 3 吸湿和染色性能 均聚丙烯腈纤维吸湿性很低 在加入第二 第三单体后纤维带有亲水性基团 COONa SO3Na 吸湿性有很大的改善 对染料的结合能力也有提高 4 其它性能 腈纶对酸 碱 氧化剂的稳定性都较好 但在浓碱中温度升高时 纤维损伤严重 并且发黄 腈纶具有优良的耐日光及耐气候性能 是纺织纤维中最好的 它还具有优良的耐霉 耐菌 耐虫蛀