纺织纤维结构与性能.ppt

第四章 纺织纤维结构与性能,第五节 蛋白质纤维的结构与性能,二、蚕丝纤维结构与性能 蚕丝质轻而细长，具有良好的强力、伸度，织物的光泽和染色性能好，穿着舒适，手感滑爽丰满，导热差，吸湿透气，采用不同的组织结构时既能轻薄透凉，又能厚实丰满而有保暖作用，所以蚕丝是一种非常优良的纺织纤维。但蚕丝存在耐光性、抗皱性、耐摩擦性差等弱点。,丝素是茧丝的主体，生丝或丝织物经精练除去大部分丝胶后，剩余部分主要是丝素。,（一）丝素的结构 丝素的分子链可以看成是由两部分嵌段连接而成的。一部分主要由乙氨酸、丙氨酸和丝氨酸组成，这些氨基酸的侧链较小，结构简单，链间整齐而排列紧密，形成许多氢键，组成晶区。另一部分则含有侧链较大而复杂的氨基酸残基，如酪氨酸、赖氨酸和精氨酸等，大侧基的空间位阻使这部分形成松散的无定形部位，并暴露出很多活泼基团。,丝素的结晶区结构其分子链的构象称为-折叠构象。用X射线衍射方法测得丝素的结晶度为40-50。,丝素的性质直接决定蚕丝纤维的性能。,（二）丝素的物理性能 1、力学性质 桑蚕丝素具有较高的断裂强度，较低的断裂伸长度(伸度)。原因：？,原因：,在丝素的结晶区，主要存在的是丝素-折叠型结构，肽链的链段排列整齐，相邻肽链之间的氢键和分子间引力使它们结合得相当紧密，抵抗外力拉伸的能力强，所以蚕丝的断裂强度大。在丝素的非结晶区，肽链呈无规卷曲结构，肽链弯曲，相互缠结，这些弯曲缠结的肽链链段在外力拉伸下可以伸长，从而使蚕丝具有一定的断裂伸长度；而在除去外力后，又可部分回复原状，故蚕丝的弹性中等，但比羊毛差。,原因呢？,2、热性能 桑蚕丝的比热容在天然纤维中为最大，约为(g)。绝热性能较好，导热系数为(m.h)，在天然纤维中属于较低的，因此蚕丝织物冬夏穿着均适宜。,蚕丝的耐热性在天然纤维中也比较好，对热的作用显示出相当大的稳定性。于100下干燥，纤维不起明显的变化，只是含有的水分大量散发；110时，也无损于纤维，但长时间放置会变成淡黄色。,3、盐类的作用（金属盐增重）脱胶后的真丝绸失重很大,生产重磅真丝绸不仅需消耗大量昂贵的真丝纤维,并且其制成 品仍不免有单薄之感。为此 必要时可对真丝绸进行增重。一般铁、铝、铬、锡等金属盐类对丝素的溶胀作用并不显著，但它们被丝素吸收，可以起到增重的作用，因此这些金属盐可以用作蚕丝的增重整理剂，增重后的蚕丝强度有所降低，手感发硬。,（三）丝素的化学性能（1）、酸和碱的作用 酸和碱都会促使丝素蛋白发生水解而破坏。丝素对酸的抵抗力比碱强些。原因：丝素是两性物质，其等电点为pH=3.55.2。在等电点以下，丝素能够结合一定量的酸而无损于多肽链。,比较棉、丝、毛的耐酸性？,桑蚕丝对酸具有一定的抵抗能力，抗酸性比棉纤维强，比羊毛（等电点是偏酸性）差，是较耐酸的纤维之一。,丝素对碱的作用比较敏感，耐碱能力很差。各种不同种类的碱性物质，对丝素的破坏程度有显著差异，其中以氢氧化钠的作用最为强烈。,（2）、光氧化作用 蚕丝纤维是纺织纤维中耐光性最差的一种。原因：因为丝素分子中含有许多肽链及芳香结构的氨基酸，在日光的照射下、水气存在时，很易被空气中的氧气氧化，使分子间的氢键断裂，肽键断裂，导致纤维强度和伸度的下降。,日光中的紫外线更能引起蚕丝力学性能下降与变黄。蚕丝发生黄变与其肽链中的芳香侧链，特别是酪氨酸与色氨酸的变化有关。蚕丝的黄变与降解，主要发生在非晶区。,为了克服这个缺点，曾采用封闭蚕丝中的活泼基团、紫外线吸收剂、紫外线反射剂及阻碍丝素光氧化作用的还原性物质方法，但是有效果的实用方法尚在研究之中。,（3）染料的作用 染色性能良好。蚕丝的氨基和羧基可分别以-NH3+和-COO-离子形式与阴离子或阳离子染料结合，蚕丝中的-NH2、-OH等基团还能与活性染料形成共价结合，故蚕丝具有良好的染色性能。因蛋白质纤维不耐碱，故蚕丝染色宜在酸性或近中性的染浴中进行。,