常用纤维棉麻.ppt
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1、纤维素纤维蛋白质纤维合成纤维差别化纤维,第二章 针织工业常用纤维,一、纤维素纤维,(一)天然纤维素纤维1.棉:2.彩色棉3.麻纤维(二)再生纤维素纤维1.粘胶2.Lyocell纤维,认识棉,ZZWRZ,优点:透气吸汗,舒适柔软;保暖性好,抗静电;抗碱性强,染色性好;抗虫蛀;缺点:弹性差,易缩水;易褪色,易发霉;耐酸性差;易折皱,ZZWRZ,棉,最常见的是棉纤维,棉纤维是地球上最丰富和最纯净的纤维素纤维。几个概念:籽棉皮棉(经轧花的籽棉)棉短绒(棉籽壳上的一层绒毛)形态结构:在一般的光学显微镜下观察到的纤维的外形结构。,天然纤维素纤维的形态结构,ZZWRZ,1.棉纤维的形态结构:,纵向:扁平带状
2、,有天然扭曲截面:腰子型或耳型,棉纤维形态结构图,ZZWRZ,初生胞壁:纤维素含量比较低,纤维素共生物特别是果胶物质、蜡状物质的含量较高。次生胞壁:纤维素含量很高,共生物含量较少。它的组成与结构决定了棉纤维的主要性质。胞腔:棉纤维的中空部分,含有蛋白质及色素,其颜色决定了棉纤维的颜色。它是纤维内最大的空隙,是染色和化学处理的重要通道,若将胞腔的敞口部分完全封闭后进行染色,染色速率会大大减慢。,ZZWRZ,棉纤维从外到里分成三层,成熟棉纤维组成(以绝对干燥纤维质量计算):,结构特点1.纤维素是由-D-葡萄糖剩基彼此以1,4-甙键连接而成的线性大分子。大分子链中,很多羟基可在分子间和分子内形成氢键
3、,使纤维素大分子链挺直而有刚性,分子链间强烈吸引,排列更加紧密,因此纤维素纤维强度高,不易变形。2.纤维素大分子中的每个葡萄糖剩基(不包括两端)有三个自由羟基,具有醇羟基的性质,能起酯化、醚化等反应,C6活泼性较强。3.纤维素大分子两个末端基的性质是不同的。其一端有四个自由羟基,另一端有三个自由羟基和一个半缩醛羟基(潜在醛基),因此,纤维素大分子具有还原性,但大分子链较长,端基还原性不明显。随着纤维素大分子的降解,分子量变小,半缩醛羟基增多,还原性就会增强。,2.纤维素纤维的化学结构,ZZWRZ,棉纤维具有两相结构,既有结晶区,又有无定形区 结晶区在整体纤维中的含量:棉约为70%麻约为90%丝
4、光棉约为50%粘胶纤维约为40%缨状原纤模型:P16 纤维素大分子通过整齐排列组成微原纤,微原纤整齐排列形成原纤。原纤中也有少数大分子分支出去与其他分支合并组成其他的原纤。原纤之间通过非整齐排列的分子联结起来,形成无定形区。纤维素纤维在染色时,一般是将染料溶于水或分散于水中进行,染液只能渗透到纤维的无定形区和晶区边缘。若纤维结晶度高,无定形区少,则结构紧密,染料不易进入,染料的平衡吸附量也少,得色较浅。若纤维结晶度低,相应的无定形区多,纤维结构松散,染料易进入纤维,平衡吸附量也高,得色较深浓。棉纤维在丝光前结晶度较高,丝光后部分结晶区被打开而成为无定形区,在同样染色条件下,丝光的棉纤维能得到较
5、深的颜色。,3.棉纤维的超分子结构,ZZWRZ,1.不同碱液的浓度对棉纤维的作用(可逆,不可逆?)一般情况下,稀烧碱溶液浓度在9%以下,使棉纤维发生可逆的溶胀;浓烧碱溶液浓度在9%以上,使棉纤维发生不可逆的溶胀,截面积增加,纵向收缩,这种溶胀是不可逆的。2.丝光的定义:在常温下以浓烧碱溶液(18%-24%)处理棉织物,然后在对织物施加张力的条件下,洗除织物上的碱液,从而改善棉纤维的性能,这一过程在染整工艺中称为丝光。3.浓碱引起棉纤维剧烈溶胀的原因 CellOH+NaOH CellONa+H2O CellOH+NaOH CellOHNaOH,与碱的作用:,4.棉纤维的化学性质,ZZWRZ,形态
6、结构的改变:产生了丝一样的光泽聚集态结构的改变:晶型改变,结晶度由70%降低到50%,纤维吸附染料的能力提高。张力的作用:尺寸稳定性提高,强度增加,丝光的作用,碱缩:棉制品在松驰的状态下用浓的烧碱液处理,使纤维任意收缩,然后洗去烧碱的过程,也称无张力丝光,主要用于棉针织品的加工。碱缩虽不能使织物光泽提高,但可使纱线变得紧密,织物密度增大,此外弹性提高,手感丰满,强力及对染色吸附能力提高。,碱缩的定义及作用,染整加工中,漂白酸洗、酸退浆稀硫酸使浆料水解,转化为水溶性较大的产物,从而从织物上脱落下来。1,4甙键对酸特别敏感,所以酸处理时必须严格控制工艺,以免引起酸损伤(手感变硬,强度严重降低)。作
7、用原理:P19 在酸存在下,纤维素的水解反应按下式进行:H+起催化作用。1,4甙键断裂,与水分子形成两个羟基,一个是自由羟基,无还原性;另一个是半缩醛羟基,具有还原性。反应程度不均一。先渗入无定形区,水解速率快;再至晶区表面,由表及里,水解速率降低。如果在高温高压条件下,用稀酸可将纤维素完全水解成葡萄糖。,与酸的作用,ZZWRZ,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,使纤维变性、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,所以在高温碱煮时应尽量避免与空气接触。在漂白过程中,要选择适当的氧化剂,并严格控制工艺,将损伤降到最低,以保证织物和纱线应有的强度。,
8、与氧化剂的作用,ZZWRZ,共生物在棉织物染整加工中影响纤维的吸水、染色、白度等性能,因此在前处理中需要除去。纤维素共生物:果胶物质、含氮物质、蜡状物质、灰分、天然色素、棉籽壳。,纤维素共生物,ZZWRZ,ZZWRZ,认识彩色棉,彩棉是采用杂交、基因传导等现代生物工程技术培育出的特殊类型棉花,这是一种在棉铃成熟吐絮时就具有颜色纤维的棉花。它的棉纤维在特定基因的作用下自然形成绿、棕等天然色彩,彩棉新品种、新颜色的开发借助转基因的方法实现。目前天然彩棉的颜色只有棕色和绿色两种,中国彩棉研究所正在开发黑、红、蓝三种颜色,但还处在实验室阶段,没有用于生产。,什么是天然彩色棉花?,认识-麻,ZZWRZ,
9、(2)麻纤维的形态结构及性能,ZZWRZ,麻纤维的形态结构纵向:有竖纹和横节横截面:形状各有相同,但都有中腔,麻纤维的纤维素含量约为6070%,远低于棉中纤维素含量(94%);纺织前需脱胶;凉爽透气;但有刺痒感;苎麻品质最好,苎麻和亚麻常做服装面料;其他麻多做产业用纺织品(如麻布、麻袋、地毯基布、捆扎绳等),麻纤维特点:,ZZWRZ,麻,优点:吸湿利汗、强度高;挺括(立体感强,);光泽柔和;抗虫蛀、耐酸性;缺点:弹性差、手感略粗糙(风格粗犷);抱合力差;易霉烂、易折皱、易缩水;,ZZWRZ,亚麻 是人类最早发现并使用的天然纤维 亚麻制品表面光洁,面料紧实苎麻 较硬、较粗糙 结构松散,经纬线之间
10、缝隙大,知识扩展,ZZWRZ,1.针织物常用的纤维有哪些?2.棉、麻天然纤维有什么优缺点?3.棉纤上有哪些共生物?对染整加工有无影响?,回顾这两节课的主要内容有:,作业,1.简述纤维素纤维大分子的结构特点。2.简述纤维素纤维的化学性质。,粘胶纤维,又叫人造丝、冰丝 是一种再生纤维,以棉或其它天然纤维为原料,提纯出的纤维有棉的本质,丝的品质,是地道的生态纤维,源于天然而优于天然 粘纤最符合人体皮肤湿度要求,能使人体皮肤一直处于最滋润的状态,认识粘纤,再生纤维素纤维,(1)粘胶纤维粘胶纤维的发展简史1891年:提出“粘胶”原理,原创。1905年:粘胶纤维工业化生产。人造丝:人造棉、人造毛1930-
11、1950:高湿模量粘胶纤维。,ZZWRZ,日本:虎木棉;国际上:polynosic,波里诺雪克;我国:富强纤维,简称富纤;欧洲:Modal莫代尔1960s初期:粘胶纤维发展达到顶峰,占化学纤维总产量的80%。1960s中期:趋于平缓,落后于合成纤维。1980s粘胶纤维替代产品(lyocell纤维)出现。,ZZWRZ,原料:棉短绒、木材、竹、甘蔗渣、芦苇、麦秆等含有纤维素但不能直接纺纱的物质中提取,经过烧碱、二硫化碳处理后制成纺丝溶液,经过湿法纺丝制造而成的纤维。工艺流程:浆粕浸渍压榨粉碎 碱纤维素老成磺化纤维素磺酸钠 溶解混合过滤熟成脱泡纺丝 后处理上油烘干粘胶纤维,粘胶纤维的生产过程:,ZZ
12、WRZ,又称人造棉、人造丝优点:吸湿透气,手感柔软爽滑;悬垂性好,穿着舒适;不易虫蛀;耐碱性强缺点:弹性差,易折皱,易缩水;不耐酸,易霉变;,粘胶,粘纤是以棉或其它天然纤维为原料生产的纤维素纤维。,棉短纤经过 Cu(OH)2或碱性铜盐纺丝而成优点:手感柔软、光泽柔和,有真丝感,上色深,牢度好,湿强较高,纤维纤细柔软。缺点:不挺括,易折皱,易缩水;,铜氨纤维,铜氨纤维的吸湿性与黏胶纤维接近,在一般大气条件下回潮率可达到12%-13%,在相同的染色条件下,铜氨纤维的染色亲和力较黏胶纤维大,上色较深。铜氨纤维的干强与黏胶纤维接近,但湿强高于黏胶纤维,耐磨性也优于粘胶纤维。由于纤维细软,光泽适宜,常用
13、做高档丝织或针织物。其服用性能较优良,吸湿性好,极具悬垂感,服用性能近似于丝绸,符合环保服饰潮流。,ZZWRZ,醋酯纤维,三醋酯纤维和二醋酯纤维纤维性能:外表较粘胶纤维光滑、边缘微有凹凸的圆形,光泽接近蚕丝,弹性手感好。强度比粘胶纤维还低。吸湿性较粘胶纤维差(标准回潮率6.5%)染色性:用分散染料染色;染色温度不能过高。具有热塑性(唯一有这一特点的再生纤维素纤维,可以持久压烫、保型性好),醋酯纤维,优点:表面光滑,有光泽;弹性好;悬垂性优良;有较持久的压烫整理功能;常作大衣内衬;缺点:吸湿透气性略差;易折皱,强度略差;,醋酯纤维,化工产品,又称醋纤、乙酸纤维或乙酸纤维素纤维。人造纤维的一种。是
14、用纤维素为原料,经化学成法转化成醋酸纤维素酯制成的化学纤维。醋酯纤维耐光性较好,但染色性能较差。一般制成短纤维,可用作人造毛。也可制成强力乙酯纤维,ZZWRZ,Modal纤维,奥地利Lenzing公司产品毛榉木为原料,生产过程污染较小纤维性能:强度和模量较高、润湿状态下,溶胀度较低、可以进行丝光处理。纤维柔软、具有真丝的光泽、麻纤维的滑爽、吸水透气好于棉纤维。产品:柔软、舒适、细腻、光滑、真丝光泽、抗皱、容易洗涤存放、防腐、抗静电、染色性好、可与其他纤维混纺。,是奥地利兰精公司开发的一种高湿模量再生纤维素纤维,原料采用欧洲榉木,属木浆纤维,是100%的天然纤维,对人体无害,并能够自然分解,绿色
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