常用纺织纤维的结构和性能

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1、第1章常用纺织纤维的结构和性能v纺织纤维属于高分子化合物（高聚物）v由分子量很大的大分子组成v由比较简单的原子团（基本链节或单基），以主价键的形式相互重复联结而成。v有一定的结晶度和取向度纺织纤维分类第1节纤维素纤维的结构和性能v天然纤维素纤维：棉、彩棉、麻、竹纤维v再生纤维素纤维：粘胶、Lyocell纤维、Modal纤维1.1天然纤维素纤维v1.1.1棉纤维的形态和结构上端尖而封闭，下端粗而敞口，有天然转曲，截面呈腰圆形一般可分为三层，初生胞壁、次生胞壁、胞腔v（1）初生胞壁v厚度0.1～0.2μ

2、m，纤维素含量低v果胶、蜡状物质的含量较高v初生胞壁决定棉纤维的表面性质，具有拒水性阻碍化学品向纤维内部扩散，织物渗透性差可分为三层：外层是由果胶物质和蜡状物质组成的皮层，二、三层纤维素成网状结构，对纤维溶胀起束缚作用。v（2）次生胞壁v为棉纤维主体，质量约占整个纤维的90％以上v纤维素淀积形成日轮，呈螺旋式排列v（3）胞腔v含有蛋白质及色素，决定棉纤维颜色v为纤维最大空隙，是化学品的主要通道1.1.2纤维素的化学结构v化学结构v由β-D-葡萄糖剩基彼此以1,4苷键联结而成v分子式为(C6H10O5

3、)nv相邻葡萄糖剩基扭转180°，每隔两环有周期性重复v两环为一基本链节，链节数为（n-2）/2vn为聚合度，棉和麻为10000～15000，粘胶纤维为250～500纤维大分子的结构特点v两个末端葡萄糖剩基，一端为四个自由羟基，另一端有三个自由羟基和一个半缩醛羟基（称为潜在醛基），可显示醛基性质v因此具有还原性，可利用醛基含量变化测定平均聚合度变化v每个葡萄糖剩基有三个自由羟基，具有一般醇羟基的性质，能起酯化、醚化等反应v羟基可以在分子间和分子内形成氢键，使大分子链挺直而有刚性，排列紧密，纤维素强度

4、高v大分子链中的苷键对碱的稳定性较高，酸中易水解，大分子链聚合度降低，纤维强度降低1.1.3棉纤维的超分子结构v超分子结构指的是棉纤维次生胞壁中纤维素大分子的聚集态结构包括纤维素大分子的排列状态、排列方向、聚集紧密程度等v结晶度和取向度棉纤维约为70％，麻纤维约为90％，丝光棉纤维约为50％，粘胶纤维约为40％棉纤维的超分子结构模型v纤维中的晶体在自然生长中成一定的取向性棉纤维次生胞壁外层螺旋角30°～35°，麻纤维平均为6°左右v樱状原纤模型大分子－微原纤－原纤结晶度对纤维强度的影响v纤维素分子的

5、羟基在结晶部位以氢键结合，形成立体规整排列，分子间力强v晶区使分子链之间交联，防止分子链滑移v结晶度愈高，纤维强度越高取向度对强度的影响v分子链顺应排列，次价力增高v影响纤维内的受力状况，大分子能均匀承受外力v取向度高，强度高v如丝光棉、粘胶丝拉伸结晶度对染色的影响v染色时，染液只能渗透到纤维的无定形区和晶区边缘。v结晶度高，无定形区少，染料不易进入，平衡吸附量少，得色浅v棉纤维丝光前后，同样染色条件，得色深浅不一样1.1.4化学性质v（1）碱的作用v苷键对碱的作用比较稳定v浓碱下发生不可逆的各向异

6、性溶胀，施加张力，就是丝光v可以生成碱纤维素，水洗后可恢复，但使纤维微结构发生不可逆变化，用于丝光v酸性越强，水解速率越快v强酸催化作用强，弱酸较弱，有机酸更缓和v浓度越大，水解速率越高v温度越高，水解速率愈快v温度升高10℃，速率增加2～3倍v麻、棉、丝光棉、粘胶水解速率依次递增v棉织物用酸处理生产蝉翼纱、涤/棉织物的烂花v中和织物上的残余碱v含氯漂白后处理，加强漂白作用v注意：酸的浓度很稀，温度低于50℃，彻底洗净，避免带酸干燥（3）与氧化剂的作用v生成氧化纤维素，使纤维变性、受损v在碱存在条件

7、下，空气中的氧会产生氧化作用v氧化剂漂白时，应注意工艺条件v可生成还原型氧化纤维素（含大量醛基或羰基）或酸型氧化纤维素（羧基）伯羟基—醛基—羧基仲羟基－酮基－醛基或羧基半缩醛羟基－羰基1.1.5纤维共生物主要有果胶物质、含氮物质、蜡状物质、天然色素等，还有棉籽壳。影响纤维的吸水、染色、白度等性能v（1）果胶物质v主要成分为果胶酸钙、果胶酸镁、果胶酸甲脂和多糖类v在碱性条件下，使酯水解成羧基，并转变成钠盐v（2）含氮物质v蛋白质和简单的含氮无机盐，存在于纤维的胞腔中v（3）蜡状物质v不溶于水，但能被有

8、机溶剂萃取的物质v存在于初生胞壁v脂肪族高级一元醇、游离脂肪酸、脂肪酸的钠盐、高级一元醇的酯和固体、液体的碳氢化合物v借助皂化作用（脂肪酸或酯）和乳化作用（高级醇和碳氢化合物）去除v（4）灰分v由硅酸、碳酸、盐酸、硫酸和磷酸的钾钠、钙、镁、锰盐以及氧化铁和氧化铝组成v能溶于酸，可通过酸洗去除v（5）天然色素v（6）棉籽壳v纤维初加工时带入v可在织物煮炼时去除1.2天然有色棉v白棉使通过对原始棉花长期驯化得来的v主要有棕色、绿色和褐色三种v可纺性差、色素不稳定、产量低1