第二-纤维素纤维的结构和性能.ppt

第四章 纤维素纤维的结构和性能 第一节 棉和麻纤维的形态结构 第二节 纤维素的分子结构 第三节 纤维素纤维的聚集态结构 第四节 纤维素纤维的主要物理-机械性能 第五节 纤维素的主要化学性质 §4.1 棉和麻纤维的形态结构 1. 棉纤维的形态结构 棉纤维形态结构模型 棉纤维的组成，随着棉的品种的不同略有出入。一般棉纤维中除了含有纤维素外，大约还含有6～10%的天然杂质. 2. 麻纤维的形态结构 §4.2 纤维素的分子结构 §4.3 纤维素的聚集态结构 1.电子显微镜的研究 2. X－射线的研究 2）晶胞参数 3. 纤维超分子结构模型 3. 纤维超分子结构模型 §4.4 纤维素纤维的主要物理-机 械性能纤维的应力-应变曲线 纤维素纤维的断裂强度特点 §4.5 纤维素的主要化学性质 一、纤维素纤维进行化学反应的特征 二、吸湿和溶胀 三、酸对纤维素的作用 四、纤维素的氧化 五、碱对纤维素纤维的作用 六、其他的化学作用 一、纤维素纤维进行化学反应的特征 二、 吸湿和溶胀 三、酸对纤维素的作用 四、纤维素的氧化 1. 氧化产物 2. 氧化剂 3. 氧化纤维素的特点 1）有潜在损伤 2）具有还原性和酸性 五、碱对纤维素纤维的作用 碱对纤维素纤维的作用（NaOH） NaOH的作用过程 水合理论 六、液氨的作用 液氨与纤维素反应可以形成两种产物。氨化纤维素Ⅰ、氨化纤维素Ⅱ。区别在于，结合氨的数量不同。 去除氨后，形成纤维素Ⅲ。结构与纤维素Ⅱ。 处理后的效果与丝光效果相近。 七、铜氨氢氧化物的作用 纤维素在铜氨溶液中会产生无限溶胀——溶解作用。常用铜氨溶液、铜乙二氨溶液。其中铜氨溶液容易出现氧化损伤，所以在工业化应用中不普遍。 可以生产铜氨纤维素纤维，大规模主要在日本，产品质量良好。 八、其他的化学作用 1.一般酯化、醚化反应 2. 接枝聚合反应 链的转移法接枝 §4.6 粘胶纤维 一、粘胶纤维的生产 二、结 构 三、性　能 一、粘胶纤维的生产 二、结 构 三、性能 The End 但对粘胶纤维来说，大分子的聚合度较低，只有250～500左右，结晶度低，取向度也不高，它断裂主要的原因是：分子链或其他结构单元间的相对滑移。 从纤维素的分子结构来看，它至少可能进行下列两类化学反应： 1、甙键（醚键） 2、羟基反应 伯羟基、仲羟基 反应能力不同 从纤维素纤维的形态和超分子结构来看，在保持纤维状态下进行化学反应时，具有不均一的特征。 纤维中水分的含量通常是采用吸湿率或回潮率以及含水率这两项指标表示的。 * 纤维由于吸湿而发生的溶胀现象基本上是可逆的。 * 溶胀只发生在纤维无定形部分，而结晶部分不发生溶胀。 ●在染整工艺过程中常常会用酸来处理织物。 从反应中我们得出: ◆氢离子在纤维素水解反应中起着催化作用。 ①铜值是指100克纤维素能使二价铜还原成一价铜的克数。 随着甙键的水解，导致纤维素聚合度的降低和潜在醛基的增加，因此可采用测定聚合度、铜值①来判断纤维素受到酸损伤的程度。 综上所述纤维素对酸的作用，一般是比较敏感的，有关的影响因素说明如下： (1)温度：升温加剧水解，符合阿累尼乌斯经验估计 (2)浓度：浓度高水解严重 (3)时间：时间长水解严重 (4)酸的种类：强无机酸水解严重、弱无机酸水解程度较低；有机酸水解程度低；羟基多元有机酸在高温时会有较强的水解。 从纤维素的分子结构来看，经缓和氧化后的产物可能如下： 按理来说纤维的强度和纤维素铜铵溶液的粘度，不致严重降低，但是实际情况并不完全如此。 氧化纤维素: 纤维素与氧化剂作用后生成的一系列产物，它是一混合物。 分为：选择性氧化剂，非选择性氧化剂。 选择性氧化剂: 1）NaClO2 。能使潜在醛基、醛基氧化成羧基。对于未受其他损伤的纤维素纤维，氧化反应主要发生在分子链末端 2) NO2、N2O4 。主要是伯羟基氧化成羧基。 3）HIO4 。主要会使得2、3位的羟基氧化成醛基。 非选择性氧化剂: 双氧水、次氯酸盐等 有些时会出现 纤维素铜铵溶液的粘度 显著下降，而强度变化不大， 但不稳定，经过碱处理 后便大幅度下降。 我们把这种现象称之为纤维受到“潜在损伤”。 产生这种现象的原因可用β-分裂（裂解）的反应来加以说明： β-分裂必须具备下列条件： 1、带有吸电子基团 2、α位有—H 3、 β位有—O—键 研究结果表明产物Ⅵ对纤维强度的影响虽然不太大，但对碱的作用却是很不稳定的，能沿虚线处分裂： 当醛基氧化成羧基时，因诱导效应