2011.纤维化学与物理(下).ppt

《2011.纤维化学与物理(下).ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、纤维化学与物理纺织服装学院2011年第四章纤维素纤维纤维素纤维的分类：第一节：棉纤维的形态结构与组成（一）生长1.分类2.生长阶段棉纤维是从棉籽表皮上细胞突起成长而成的。每根棉纤维就是一个细胞，棉纤维的生长、发育、成熟分作三个阶段：（1）延长生长阶段生长期：第15～25天形态：薄壁；圆形小管；内部充满原生质（2）胞壁增厚阶段生长期：第30～50天形态：胞壁增厚；胞腔缩小；原生质转变为纤维素（3）成熟收缩阶段：脱水收缩；纵向扭曲；圆形变成腰子形（二）棉纤维的形态结构棉纤维为多层状带中腔结构，稍端尖而封闭，中段较粗，尾端稍细而敞口，呈扁平带状，有天然的扭转，称“转曲”。截面常态腰圆形

2、，中腔呈干瘪状。（三）棉纤维的组成棉纤维的主要组成物质是纤维素。成熟正常的棉纤维纤维素含量约为94%。此外，含有少量的多缩戊糖、蛋白质、脂肪、腊质、水溶性物质和灰分等。第二节纤维素的分子链结构和链间结构（一）、纤维素分子结构的重要性纤维素是纤维素纤维的主要成分,决定纤维素纤维的化学性质,影响纤维素纤维的机械物理性能,是纤维素纤维染整加工的依据。（二）纤维素的基本结构1、分子式(C6H10O5)n2、结构式：结构描述：（1）多糖类（碳水化合物）（2）高分子物（3）由β-d-葡萄糖剩基彼此以1,4甙键连结而成，相邻两个剩基相互扭转180度，大分子对称性良好，结构规整。（4）含有大量羟

3、基，可发生醇类的反应。分子间可形成氢键。纤维素分子中的每一个葡萄糖剩基上有三个自由羟基，2、3位上接两个仲醇羟基，6位上接伯醇羟基。（5）两个末端基的性质是不同的。一个是具有还原性隐性醛基，另一端存在仲醇羟基，因此大分子具有极性并呈现出方向性。（6）重复单元数不等于聚合度。(7)相对分子质量具有不均一性和多分散性。二、纤维素大分子的远程结构构型是β-d-葡萄糖，纤维素的D-吡喃式葡萄糖基的构象为椅式。（见P160）三、纤维素纤维的聚集态结构1.纤维素大分子的结晶结构2、纤维素的微细纤维结构3、纤维素纤维聚集态结构第三节：纤维素纤维的物理性质一、吸湿性吸湿机理，吸湿后的强度变化二、

4、溶胀与溶解*纤维素纤维的溶胀有限溶胀（两种）无限溶胀*纤维素纤维溶液的特性纤维素的含水溶剂纤维素的非水溶剂第四节纤维素纤维的化学性质从纤维素化学结构来看，它至少可能以下两类化学反应：降解反应、与羟基相关的反应可及度一、碱对纤维素的作用丝光水溶胀与浓碱溶胀的区别与碱作用的两种可能产物水合离子溶胀温度控制二、液氨对纤维素的作用纤维素与液氨相互作用，可生成两种复合物：氨纤维素Ⅰ、氨纤维素Ⅱ。氨能进入结晶区内，引起纤维剧烈溶胀。氨纤维素Ⅰ经蒸发氨后成为氨纤维素Ⅲ。三、铜氨氢氧化物对纤维素的作用铜氨溶液或者铜乙二胺溶液能使纤维直接溶解。常用γ值表示化学反应进行的程度。四、酸对纤维素纤维的作

5、用2.反应机理：甙键的水解反应:酸是水解的催化剂——在反应过程中，酸的浓度保持不变3.酸降解对纤维素纤维的影响(1)聚合度降低(2)末端增加：潜在醛基增加；还原性增加——铜值增加。(3)强度下降4.酸损伤的测定碘值：指1克干燥纤维能还原0.1mol/L碘溶液的的毫升数铜值：指100克干燥纤维能使二价铜还原成一价铜的克数。5.酸降解的影响因素五、氧化剂对纤维素纤维的作用1.氧化产物(1)剧烈氧化：CO2和H2O(2)缓和氧化：氧化纤维素6位羟基→醛基、羧基2，3位羟基→酮基、醛基、羧基(3)产物一般是混合物(4)氧化纤维素类型(5)还原型（酮、醛）(6)羧酸型2.纤维素纤维氧化反应

6、的特点(1)氧化主要发生在中间的醇羟基和末端的甙羟基上(2)表面上看分子链未断裂，分子量不下降，强力不下降(3)有可能发生“潜在损伤”（2）“潜在损伤”机理——β分裂（3）β分裂条件α-C上接负电性强的基团α-C上有Hβ-C上有醚键碱性条件六、热对纤维素纤维的作用纤维的耐热性纤维的热稳定性七、光对纤维素纤维的作用光解作用光敏作用八、纤维素纤维的酯化、醚化作用纤维素的酯化：纤维素硝酸酯、纤维素醋酸酯纤维素的醚化反应：氯乙烷在碱性条件下生成乙基纤维素；氯乙酸生成CMC第五节其他天然纤维素纤维一、彩棉纤维彩色棉是天然生长的非白色的棉花。彩色棉附加价值高（是白棉的3～5倍），加工成本低，

7、代表纤维发展的方向。彩色棉纤维的性能特点二、麻纤维麻纤维的分类苎麻亚麻黄麻剑麻凤梨1、麻纤维的表观形态2、麻的化学组成三、天然竹纤维竹纤维是以天然竹子为原料制取的纤维。竹纤维分为原生竹纤维和再生竹纤维两种。第六节：再生纤维素纤维一、粘胶纤维二、Lyocell三、Modal四、再生竹纤维五、铜氨纤维第七节：醋脂纤维本章重点回顾1、棉纤维的形态结构2、纤维素大分子的化学结构特点3、纤维素纤维的聚集态结构（结晶结构、微细纤维结构、结构模型）4、纤维素纤维的吸湿性及溶胀性5、概念：碱纤维