纺织化学 教学课件 ppt 作者 魏玉娟 主编 胡雪敏 崔景东 副主编第14章 蚕丝纤维的加工化学.ppt

第十四章 蚕丝纤维的加工化学 第一节 蚕丝的结构与性能 第二节 绢纺原料精练 第三节 化学精练工艺 第四节 生物精练 主要内容 蚕丝的化学组成 丝素、丝胶的主要结构、性能和特点 蚕丝化学脱胶、生物脱胶法 绢纺原料的精练目的和原理 绢纺原料的精练方法： 皂碱法、酸精练、碱精练、酶制剂精练、腐化练 第一节 蚕丝的结构与性能 一、蚕丝的化学组成和形态结构 二、丝素的结构 三、丝素的物理性能 四、丝素的化学性能 五、丝胶的结构和性质 六、次要成分 第一节 蚕丝的结构与性能 一、蚕丝的化学组成和形态结构 1.蚕丝的化学组成 2.蚕丝的形态结构 聚集态结构 缨状原纤结构 蚕丝的聚集态结构 缨状原纤结构 二、丝素的结构 1.丝素的相对分子质量和化学结构 丝素蛋白包括一条相对分子质量很大的肽链、一条相对分子质量小的肽链以及p25糖蛋白。 由多个非二硫键连接的独立亚单元组成，分子量约为35×105，含有大约50%的结晶区。 2.丝素的结晶结构 结晶区中丝素肽链及其组成原子的规则排列。 丝素存在两种不同的晶体结构方式，称为丝素I和丝素II。 丝素I结构是介于β-折叠与α-螺旋结构之间的一种中间形态，呈曲柄型结构。丝素II晶体为反平行折叠层结构 三、丝素的物理性能 1.力学性能 丝素的断裂强度高于羊毛，而断裂伸长度小于羊毛，断裂功大于羊毛。 三、丝素的物理性能 2.水的作用 有限膨润，条件激烈，肽键水解，纤维失重，机械性能变化。可溶解在某些酸、碱或盐的水溶液中。 3.盐类的作用 与负离子的水化能力有关，负离子水化能力越大，与丝素争夺水分子的能力愈强，丝素不易发生水化。 盐类在水中溶解生成的离子，会促使水分子的极性增加，有利于丝素的膨润溶解。 三、丝素的物理性能 4. 热性能 桑蚕丝的比热容在天然纤维中为最大，约为1.376～1.380J/(g·℃)。 绝热性能较好，导热系数为0.179～0.196J/（m·℃·h） 四、丝素的化学性能 1.酸和碱的作用 酸的作用：条件不同，发生不同程度水解。 弱无机酸和有机酸，常温不损伤蚕丝，还可增进光泽、手感，并赋予“丝鸣”的特性。 碱的作用：敏感，催化肽键水解。 影响因素： 碱的种类和浓度、作用温度和时间、电解质总浓度，强碱高温损伤大，弱碱相对稳定。 2.氧化剂和还原剂的作用 氧化剂：比较敏感 氧化侧基、端基、肽链等 含氯氧化剂最严重，不能用氯漂(次氯酸钠)和亚漂(亚氯酸鈉) 氧漂较为缓和，但pH不能过高 还原剂：稳定，常用Na2SO3、NaHSO3、Na2S2O4（脱胶时用） 3.光氧化作用 在天然纤维中耐光性最差。 光敏脆化作用 紫外线使蛋白质分子链降解，泛黄 硫脲处理，对阻止和消除紫外线的影响效果较为显著；硫氰酸铵、单宁等具有还原性的物质能延缓光氧化的进行。铜、铁、锡、铅等盐对光氧化有催化作用。 4.染料的作用 蚕丝的氨基和羧基分别以—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，蚕丝具有良好的染色性能。 5.酶和微生物的作用 一些细菌和霉菌会分泌出酶，而使丝素发生某种程度的水解，蚕丝本身为蛋白质纤维，为微生物的生长和繁殖提供养料，故蚕丝对微生物的稳定性欠佳。 五、丝胶的结构和性质 1.丝胶的组成和结构 C、H、O、N、S 基本组成：α-氨基酸 最外层丝胶的分子排列基本是无定形状态，向内结晶度逐层提高，且取向增加。 桑蚕丝含丝胶20~30%。 丝胶溶液中，丝胶分子的构象主要是无规卷曲，部分为β-折叠构象，而α-螺旋构象则很少。 2.丝胶的变性 丝胶变性时，由于丝胶分子中卷曲的肽链变得松散而伸展，原来处于丝胶内部的一些疏水基团暴露到表面上来。 影响蛋白质变性的物理、化学因素 在制丝生产中，对茧层丝胶的变性，以温度和湿度的影响最大。 3.丝胶的膨润和溶解 丝胶的膨润和溶解性能与制丝生产关系非常密切。 在温度低于60℃时，水分子进入非晶区部分只出现有限膨润；温度高于60℃，水分子部分地进入结晶区，膨润作用剧烈；温度达到90℃，丝胶的溶解量迅速增加。 4.丝胶的吸附 在天然水（pH值约为7）中膨润时，由于水溶液的pH值大于丝胶等电点，丝胶主要以负离子形式存在，丝胶就选择性地吸附水中的正离子（如铁、猛、铜、钙等离子）。 次序为： Na+＞K+＞NH4+＞Mg2+＞Ca2+＞Al3+＞Fe3+ 六、次要成分 1.蜡物质 2.碳水化合物 3.色素 4.无机物 第二节 绢纺原料精练 一、精练的目的与要求 二、精练的基本原理 三、精练工艺中常用助剂 四、精练的工艺参数 五、练液的套用 一、精练的目的与要求 去除绢纺原料上大部分丝胶和油脂，使纤维间胶着点分开，并去除粘附在原料上的尘土等