服装中的化学.ppt

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1、服装中的化学 标牌中的秘密,从科学角度看，着装的主要目的是什么？,不同年代的服装,不同的面料为什么手感不同？看似一样的衣服，为何价格迥异？价格不菲的衣服却不耐穿，为什么？社交场合，该如何选择适合自己的衣服呢？,一.服装的原料,标牌中各种成分你能否看懂？,植物纤维（棉，麻）天然纤维 动物纤维（丝，毛）矿物纤维原料=纤维 人造纤维 化学纤维 合成纤维,基本原料,植物纤维棉和麻棉和麻是植物性纤维，主要成分为纤维素。它的基本结构是葡萄糖。纤维素分子有极长的链状结构，属线性高分子化合物。,葡萄糖：CH2OHCHOHCHOHCHOHCHOHCHO,纤维素,天然纤维,动物纤维丝和毛最常见的丝和毛是蚕丝和羊毛

2、，它们的主要成分是蛋白质，通常称为蛋白质纤维，在羊毛蛋白质中还含有硫元素，而蚕丝中没有硫元素。由蛋白质构成的纤维弹性都较好，织物不易产生折皱，它们不怕酸的侵蚀，但碱对它们的腐蚀性很大。,蛋白质：-氨基酸按一定顺序结合形成一条多肽链，再由一条或一条以上的多肽链按照其特定方式结合合而成的高分子化合物。,天然纤维,蚕丝形成：蚕丝的纤维细长，由蚕分泌液汁在空气中固化而 成，通常一个蚕茧即由一根丝缠绕，长达1000m1500m，蚕丝是排列得很整齐的圆形纤维。成分：通常所说的蚕丝蛋白质是指丝素和丝胶，蚕丝除了丝素和丝胶外，还含有少量的碳水化合物、蜡、色素和无机物。特性：有明亮的丝光，质地轻薄柔软，丝绸比棉

3、坚韧耐用，弹性比棉布好，吸湿性、透气性均佳，是高级的衣料,为什么棉纤维长期和空气接触并受日光照晒后强力降低、失去柔软性而变脆？为什么丝制品怕碱，在日光下曝晒易老化脆损？,纤维素缓和氧化过程,羊毛 由2种组织构成，一种是含硫元素多的蛋白质，叫细胞间质蛋白；另一种是含硫元素少的蛋白质，叫纤维蛋白。纤维蛋白是羊毛纤维的骨干和主体。羊毛耐磨、光滑、保暖，羊毛衣料有适度的透气性和吸湿性，羊毛纤维的热塑性能比较好。,羊毛的分子结构,羊毛形态结构,髓质层由结构疏松充满空气的多角形细胞组成,保暖性能的好坏取决于什么呢？,羽绒的结构特征,羽绒保暖性能与结构的关系,化学纤维是利用天然的高分子物质或简单的化学物质，

4、经过一系列化学加工，使之成为可以使用的纤维，如人造棉、人造丝、人造毛、涤纶、锦纶、丙纶等。人造纤维：有吸水性大、染色好、手感柔软的特点，但易皱，易变形，不耐磨。合成纤维：强度高，耐磨，但吸水性小。,化学纤维,表1-常见化学纤维,问题,为什么现在衣服标牌上已很少看到“全棉”、“全毛”等字样？,棉,麻,复合面料,高密NC布,混纺,毛涤混纺面料毛涤织物是指用羊毛和涤纶混纺纱线制成的织物，是当前混纺毛料织物中最普遍的一种。,常见混纺面料简介,传统以粘胶、人造毛纤维为原料的仿毛面料，光泽暗淡，手感疲软，缺乏挺括感。由于弹性较差，极易出现皱折，且不易消退。从面料中抽出的纱线湿水后的强度比干态时有明显下降，

5、这是鉴别粘胶类面料的有效方法。,b羊兔毛混纺：兔毛可使织物手感比纯羊毛织物柔软，外观上产生银霜般的光泽，还可利用羊毛、兔毛的着色不同，染出双色。兔毛轻、强力低，抱合差，纺纱困难。免毛含量只可在20%左右，且需用品级高的羊毛与其混纺。其混纺产品为高档大衣呢、花呢或细绒线针织物。,常见混纺面料简介,复合面料是将一层或多层纺织材料、无纺材料及其他功能材料经粘结贴合而成的一种新型材料。复合面料又分普通复合面料和功能复合面料。复合工艺：国际上流行的6种复合工艺，即热溶胶粉点涂层复合工艺、热溶胶浆点复合工艺、热溶胶撒粉复合：工艺、热溶胶双点复合工艺、聚胺脂喷涂复合工艺、聚胺脂滚涂复合工艺复合的面料，是较新

6、型被市场所开发的一种面料，简而言之，就是两种面料复合在一起的面料。以前较常见的复合是麂皮绒面料与毛料的复合，如今可以用任何面料一起复合。,二.再生纤维,再生纤维,具有天然纤维素、蛋白质相同化学组成的人造纤维,1,粘胶基甲壳素纤雉是以甲壳素、壳聚糖与纤维素混合通过常规的湿纺工艺制成的纤维。它具有生物活性、生物降解性和生物相容性，具有优良的吸湿保湿功能。,粘胶基甲壳素纤维,1,天丝（Tencel）纤维是以针叶树为主的木浆、水和溶剂氧化胺混合，加热至完全溶解，在溶解过程中不会产生任何衍生物和化学作用，经除杂而直接纺丝，其分子结构是简单的碳水化合物。,1.天丝纤维,1,莫代尔（Modal）纤维是一种全

7、新的纤维素纤维，Modal纤维的原料来自于大自然的木材，使用后可以自然降解。这类纤维是采用天然纤维素为原料，具有生物降解性，并且在纤维生产过程中不产生类似粘胶纤维的严重污染环境问题，是21世纪的新型环保纤维。,2.莫代尔纤维,1,竹纤维是继大豆蛋白纤维之后我国自行开发研制并产业化的新型再生纤维素纤维，竹纤维分竹素纤维和竹原纤维。竹素纤维是以毛竹为原料，在竹浆中加入功能性，经湿法纺丝加工而成。竹原纤维是将毛竹经天然生物制剂处理后所制取的纤维。,3.竹纤维,1,大豆蛋白纤维是以出油后的大豆废粕为原料，运用生物工程技术，将豆粕中的球蛋白提纯，并通过生物酶的作用，使提纯的球蛋白改变空间结构，再添加羟基

8、和氨基等高聚物，配制成一定浓度的蛋白纺丝液，用湿法纺丝工艺纺成。,大豆蛋白纤维,三.功能性纤维,对常规合成纤维改性,通过化学物理方法赋予附加功能,具有特殊功能的纤维,物理功能性纤维,化学功能性纤维,物质分离性功能性纤维,生物适应性纤维,夏天人们对紫外线的敏感程度逐渐提高；最近淘宝网上，各种防紫外商品开始热销。而我们发现，除了传统的太阳镜，遮阳伞，防晒霜等之外，有一种商品悄悄潜入。,反射短波长（波长200NM280NM）和过量的紫外线，防止诱发皮肤病，甚至皮肤癌、白内障、降低免疫功能等,直接危害人体健康。,吸收中波长（280NM320NM）的紫外线，这些紫外线对人类的益处是能灭菌消毒,促进人体内

9、维生素D的合成。,抗紫外原理,纺织品和其它任何物质一样,对光具有吸收和反射性能。不同的纤维材料和织物组织结构,对紫外线的透过率都不同。所谓抗紫外纤维及其织物,即是指对紫外线有较强的吸收和反射性能的纤维和织物。,屏蔽紫外线的物质,一类是指对紫外线有强烈选择吸收,并能进行能量转换而减少它的透过量的物质,习惯上称为紫外线吸收剂。,一类是起反射紫外线作用的物质,习惯上称为紫外线屏蔽剂。,通常选用一些金属氧化物的粉体,如氧化铝，氧化镁，氧化锌，高岭土等。,紫外线屏蔽剂和吸收剂的作用机理,屏蔽剂,上述氧化物的超细粉体的微粒尺寸与光波波长相当,比表面积大,表面能高,超细粉体在与纤维材料混合结合后,就增强了纤

10、维材料对紫外线的反射和散射作用,从而防止和减少了紫外线透过纤维材料.,国内外紫外线吸收剂品种较多。通常是一些有机化合物,常见的有水扬酸醋类、金属离子鳌合物、二苯甲酮类以及苯并三哇类等。,紫外线吸收剂可使紫外线的能级降低,并使光能转化为热能而散发。,吸收剂,防辐射纤维药物纤维抗菌纤维生物降解纤维保温调温纤维,新型保健类纤维,电磁辐射是继空气、水、噪声污染之后的第四大污染源。由于人们生活在无形的电磁辐射网中，一般来说生活环境是安全的，但处于某些特殊场合，当电磁辐射的强度达到极限值时，电磁辐射也许会在人们完全不知的情况下对人体产生危害。,怎么办呢？,方法一：通过物理或化学的方法使纺织纤维表面完全或部

11、分被“镀”上一层金属，可降低纤维的比电阻，增大其导电性能，进而提高织物的电磁屏蔽效能。,物理法涂层,化学法涂层,电解或金属溅射法,方法二：将金属纤维或金属丝掺杂于织物中，是制备防电磁辐射服装最简单灵活的方法之一。,金属纤维混纺：金属混纺导电织物是指通过不锈钢短纤维、陶瓷纤维、镍纤维、碳纤维等与棉、麻、丝、毛等天然纤维经特殊工艺混纺交织形成防电磁辐射的织物。,吸湿排汗功能的实现：一：从纤维原料的化学结构改性入手，改善其吸湿性；二：通过纤维材料的物理形态结构改性，使之借助毛细管效应而改善其吸湿和导湿的性能;三：通过合理的织物组织结构设计;四：采用适当的后整理技术(包括涂层整理加工)。,化学改性法,

12、共熔结晶型聚合物 应用亲水性化合物制备聚乙二醇的共熔结晶型聚酯，是一个典型的例子。国外相关报道表明，为了使纤维表面亲水化，通常使用亲水性高分子覆盖于纤维表面，但要求在洗涤时该亲水性化合物不易脱落。,化学改性法,共聚物共混纺丝 如以间苯二甲酸-5-磺酸钠作为第3单体合成共聚酯，再与普通聚酯共混纺出中空纤维，然后对其织物进行碱减量处理。,化学改性法,丝胶朊聚酯 用化学方法将真丝织物煮练中所抽提出的丝胶朊附着于聚酯纤维分子上。丝胶朊具有良好的吸湿性，而且与构成人体皮肤的氨基酸的组成接近，因此使纤维更具有吸湿功能。,化学改性法,接枝共聚 通过接枝共聚方法，在大分子结构内引人亲水基因，以增加纤维吸湿排汗

13、功能。通常是引入羧基、酰胺基、羟基和氨基等，增加对水的亲和性。在原料改性的同时，还要有适当的纺丝工艺，使纤维具有多孔结构和更大的比表面积等。,智能纤维是指当纤维所处的环境发生变化时,纤维的形状、温度、颜色和渗透速率等随之发生敏锐响应,即突跃性变化的纤维。智能纤维能够感知环境的变化或刺激(机械、热、化学、光、湿度、电磁等),并能作出反应。目前,光敏纤维、温敏纤维、导电纤维、形状记忆纤维、pH 值响应性凝胶纤维、智能抗菌纤维等已经实现了规模化生产。,光敏纤维 光敏纤维是指在光的作用下,某些性能(颜色、导电性能等)发生可逆变化的纤维。主要有光敏变色纤维和光导纤维两种。,光敏变色纤维。光敏变色纤维是指

14、在太阳光和紫外光等的照射下颜色会发生可逆变化的纤维。光导纤维。光导纤维最著名的应用是用作光纤传感器,可以探测应变、温度、位移、物质化学浓度、加速度、压强、电流、磁场以及其他一些信号,这种传感器是迄今为止发展最为成熟的纤维传感器。,温敏纤维 温敏纤维是指纤维的某些性能随温度改变而发生可逆变化的纤维,主要有调温纤维。,调温纤维能够根据外界环境温度变化,伴随纤维中所包含的相变物质发生液-固可逆相变,或从环境中吸收热量储存于纤维内部,或放出纤维中储存热量,在纤维周围形成温度相对恒定的微观气候,从而在一定时间内实现温度调节功能。,导电纤维 电信号的探测和传输是探测技术中很重要的一个方面,导电聚合物技术的

15、快速发展为传感器的技术进步奠定了基础。目前,导电聚合物与光纤传感器结合或单独用于温度、应力、电磁辐射、化学物质种类和浓度等的检测。目前已应用的导电纤维有铜丝、不锈钢丝、金属膜缠绕蚕丝、碳纤维、金属镀层芳香聚酰胺、聚苯胺纤维、超细聚苯胺纤维絮片(聚苯胺聚乙二醇)、聚对苯二甲酸对苯酯-聚苯胺纤维、聚吡咯纤维、聚乙炔纤维、聚乙炔纳米纤维网、聚吡咯涂层纤维等。,前沿科技,前沿科技,碳钠米管神奇的物理化学性能从理论上看完全满足防弹性能对材料的要求，在增强防弹效果的同时还能大大减轻防弹衣重量，在防弹领域具有很大的开发潜能。防弹织物作为抗冲击的纤维材料，其防弹性能取决于纤维的断裂能及应力波传递的速度。碳纳米

16、管的拉伸强度实验值最大可达200GPa，是钢的100 倍，碳纤维的20倍，至少比常规石墨纤维高一个数量级。,变色衣,根据所在的温度而产生变化,变色,光变,温变,根据所在的光线色彩发生变化,变色衣是一种高科技化学物质与普通衣服结合而成的。,变色衣的历史,古埃及,见光变色腈纶线,光色性染料,埃及亚历山大二世看到花朵色彩变幻，采摘变色花朵，取其汁液，用来染布，晾干后便出现色彩变化。,科学家由此得到启示，在20世纪80年代研究出变色纤维。,随光源变化转换色彩：在自然光下浅咖啡色，到白炽灯下变得鲜红，荧光灯照射后转为橙黄，遇强太阳光又化为深褐色。,使合成纤维织物“染”上周围景物的颜色。这种变色纤维服装去

17、芳草坪上，衣服就一片翠绿；而在红地毯上，周身便艳红如火,变色衣的历史,变色原理,紫外光的光线越强，光敏剂吸收的光源越多，因此产生光化学反应的效果就更加明显，变化的速度更快！在室内紫外线灯光照射时，也会发生变色。,衣服的面料里加入了一种光敏剂，光敏剂是一种高分子化合物，它能在吸收紫外光光源后同紫外光产生一种光化学反应。,变色服饰可以从一种颜色变幻成另一种颜色，或者从一种图案变幻成另一种图案。或者从没有图案变幻出多彩的图案出来。,可逆型温变颜料,发生变化的临界温度是27摄氏度,易产生静电的衣服该怎么办呢？,四.色泽的选择,人们看到的是颜色，其次才是服装的造型。服装色彩是服装的重要组成部分。,一.染

18、料的起源,我国是最早使用天然染料的国家。,新石器时代，用赤铁矿粉末将麻布染成红色。,黄帝时期，人们就能够利用植物的汁液染色。,我国古代染色用的染料，大都是天然矿物为主。19世纪中叶后，合成染料逐步取代了天然染料，成为纺织品最主要的着色剂。,二.染料的分类,按染料的应用特点分类,直接染料的定义,对棉、粘胶、酮氨等纤维素纤维有较强的亲和力，在染色时不需加任何媒染剂，就可以直接染色。,直接染料在应用习惯上分类,直接染料的性质,3,染液中加入食盐或元明粉，能降低染料对水的溶解度，从而增加染料对纤维的亲和力，缩短染色时间，产生促染作用。,直接染料的性质,5,（偶氮类）遇还原剂分解，将发色团的偶氮基破 坏

19、，生成无色的氨基化合物，无法再氧化使其复原，使染色后的织物失去颜色，,五.服装中的危害,纺织品,防霉防蛀,挺括,不起皱,生产过程中添加各种化学品,1.1 服装中常见的有害物质,与纤维素羟基结合，以提高印染助剂在织物上的耐久性，起固色、耐久、粘合等作用。,对人体（或生物）细胞的原生质有害，可与人体的蛋白质结合，改变蛋白质内部结构并使之凝固，从而具有杀生力。,生活小贴士,甲醛主要来源于廉价的染料和助剂，因此尽量不要购买进行过抗皱处理的服装；尽量选择小图案的衣服，而且图案上的印花不要很硬；不要购买漂白过的服装。为婴幼儿购买服装最好选择浅色的。甲醛易溶于水，服装买回家后最好先用清水进行充分漂洗后再穿。

20、,2.致癌偶氮染料,用于各种纤维染色和印花。,与人体长期接触，与人体中正常代谢所释放的物质（如汗液）混在一起，经还原会释放出20多种致癌芳香胺类，可形成致癌芳香胺中间体。,危害性大于甲醛。,需要检测偶氮染料含量的产品,鞋、手套、手表带、手提袋、钱包、公文包、椅子套；纺织或皮革的服装和玩具、带有纺织或皮革服装的玩具、合成染料、有机化合物染料；消费者最终使用的织物和纱线。服装、被褥、毛巾、假发、假眉毛、帽子、尿布以及其他的清洁卫生用品、睡袋；,使用金属络合染料,天然植物纤维在生长加工过程中从土壤或空气中吸收,在染料加工和纺织品印染加工过程中带入,对人体的累积毒性相当严重,3.残留的重金属,重要来源,4.五氯苯酚（PCP）防腐剂,棉纤维和羊毛的储运,印花浆增稠剂,某些分散剂、杀虫剂中也有,有生物毒性，可造成动物畸胎和致癌。,5.农药,具有相当的生物毒性,自然降解过程十分缓慢,通过皮肤在人体内积累而危害健康。,人体局部损害接触性皮炎,1.2 常见的服装危害,2.变应性接触性皮炎,1.刺激性接触性皮炎,全身症状,了解化学物质，避免使用或接触有害物质。,正确使用，购买合格产品。,发生问题，及时治疗。,1.3 服装危害的防护,Thank You!,