纤维素纤维的主要化学性质

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1、第五节纤维素纤维的主要化学性质教学内容一、纤维素纤维的吸湿和溶胀二、碱对纤维素的作用三、纤维素与酸的作用四、纤维素与氧化剂的作用五、光、热及微生物对纤维素的作用六、纤维素酶对纤维素的作用七、纤维素的化学改性概述从纤维素的化学结构来看，至少可进行下列两种类型的反应：纤维素大分子中甙键的降解反应受各种化学、物理、机械和光作用，分子链中的甙键或其它共价键都有可能受到破坏，并导致聚合度降低。葡萄糖剩基上自由羟基的化学反应氧化、酯化、醚化、交联、接枝…潜在醛基，弱还原性质概述反应特点：非均相反应（反应不均一性）原因：形态结构和聚集态结构

2、不均一性。纤维是两相结构，反应一般在无定形区和结晶区表面发生可及区：反应试剂可到达的区域不可及区：反应试剂不能到达的区域同一纤维，不同的化学试剂，可及度可能不同纤维中的可及区大小不同此外，伯醇基、仲醇基反应能力不同一、纤维素纤维的吸湿和溶胀吸湿过程是指纺织材料从环境中吸收水分的过程。导致重量增加。脱湿过程是指纺织材料向环境中放出水分的过程。导致重量减轻。吸湿性纺织纤维这种吸收或放出水分的性能称为纺织纤维的吸湿性。一、纤维素纤维的吸湿和溶胀1、吸湿量的表示方法：回潮率R与含水率M回潮率R：指纺织纤维内含水分重量与绝对干燥纤维重量之

3、比的百分数。其中：G0—纺织材料湿重；G—纺织材料干重。含水率M：指纺织纤维内所含水分重量与未经烘燥纤维重量之比的百分数。目前除原棉有时还用含水率外，其它都采用回潮率。一、纤维素纤维的吸湿和溶胀标准回潮率纺织纤维在标准大气条件下，从吸湿达到平衡时测得的平衡回潮率。我国规定标准大气条件：温度为20土3℃，相对湿度为65士3％。公定回潮率贸易上为了计重和核价的需要，必须对各种纺织纤维的回潮率作统一规定，这被称为公定回潮率。各国的公定回潮率并不一致。混纺纱的公定回潮率混合材料的公定回潮率=∑WiPi式中：Wi为混纺材料中第i种纤维的公

4、定回潮率，Pi为混纺材料中第i种纤维的干重混纺比标准重量或公定重量是纺织纤维在公定回潮率时的重量。公定重量=实际重量×（100+标准回潮率）/（100+实际回潮率）一、纤维素纤维的吸湿和溶胀2、纤维素纤维吸湿性的影响因素与纤维本身性质有关吸湿性取决于其化学结构中有无可与水分子形成氢键的极性基团及其强弱和数量。蛋白质纤维H-(-HN-CH-CO-)-OH主链含酰胺基(-CONH-肽键)，侧链上含羟基、氨基、羧基纤维素纤维：每个葡萄糖剩其上含三个羟基聚酰胺：隔几个C原子有一个酰胺基腈纶：氰基涤纶：酯键，吸水性差氯纶丙纶：几乎为0一、

5、纤维素纤维的吸湿和溶胀与超分子结构有关吸湿主要发生在无定形区的结晶区表面，无定形区越大，吸湿性越强。如棉和粘胶纤维，粘胶纤维与棉纤维的吸湿比相对湿度（%）520406080吸湿比1.992.132.082.031.98提高疏水性纤维的吸湿性：内部形成毛细孔，枵进行适当的表面处理，如涤纶超细纤维。一、纤维素纤维的吸湿和溶胀与纤维比表面积有关比表面积：单位重量的纤维所具有的表面积比表面积越大，表面吸附能力就越强。提高疏水性纤维的吸湿性：内部形成毛细孔，进行适当的表面处理，如涤纶超细纤维。与温度与湿度有关标准状态：温度20℃；湿度65

6、%一、纤维素纤维的吸湿和溶胀纤维吸湿的实用意义影响织物服用性舒适性（吸湿排汗）抗静电性防污性影响纤维的溶胀性影响机械性能干湿强度应力——应变曲线纤维贸易（干湿重量不同）3、纤维素纤维的溶胀纤维在吸湿的同时伴随着体积的增大，这种现象称为膨化（溶胀）。纤维在膨化时，直径增大的程度远远大于长度的增大的程度，这种现象称为纤维膨化的异向性。现象：横向溶胀>>纵向溶胀原因：纵向主要是共价键，难以伸长横向主要是氢键和范德华力，易拆散溶胀3、纤维素纤维的溶胀吸湿性高的纤维，膨化程度较大，如棉，截面增大40%~70%，长度增加1%~2%；粘胶纤

7、维，截面增大70%~100%，长度增加2%~5%。由于吸湿而发生的膨化现象基本上是可逆的。结晶部分吸溶胀不溶解，染整加工中的许多工序是借助于这个性质实现的。纤维在水中膨化后，微隙增大，染料和有关化学药剂的分子便能扩散到纤维内部，使染整加工得以顺利进行。3、纤维素纤维的溶胀纤维的溶解性水中，纤维只能溶胀，不能溶解不溶解的原因：纤维中含有结晶，水不能拆散结晶纤维溶胀的实用意义有利于染整加工在溶液中纤维发生溶胀，使孔洞增大，化学试剂易于进入纤维内部产生缩水问题溶胀越大，织物的缩水率越大影响织物手感纤维吸水溶胀后变粗，使织物变厚变硬影响

8、织物机械性能二、碱对纤维素的作用染整加工：退浆、煮炼、丝光用碱纤维对碱稳定，但在碱存在下，空气中的氧对纤维素牟发生氧化作用，碱起催化作用，因此，加工中就避免让带碱织物长时间与空气接触。稀烧碱溶液（9%NaOH以下）——棉纤维发生可逆溶胀浓烧碱溶液（9%NaOH以