紡織纖維知識(shí)
第四節(jié) 蛋白質(zhì)纖維的結(jié)構(gòu)與性能
常用的蛋白質(zhì)纖維有羊毛、蠶絲等，屬于高級(jí)服裝原料，其組成物質(zhì)是蛋白質(zhì)，羊毛角朊，蠶絲為絲朊 一、蛋白質(zhì)纖維的大分子結(jié)構(gòu) 蛋白質(zhì)大分子的基本鏈節(jié)是α-氨基酸?；?/span> 蛋白質(zhì)纖維可被堿溶液水解，水解最終產(chǎn)的物為α-氨基酸， 其中R代表許多化學(xué)結(jié)構(gòu)的取代基。蛋白質(zhì)大分子的基本組成元素是碳、氫、氧、氮、角朊中還含有硫。α氨基酸?；?/span>*肽鍵（又叫勝鍵）-CO-NH-連接成蛋白質(zhì)大分子。 不同的R形成不同的α-氨基酸。朊類大分子的R基團(tuán)由近百種α-氨基酸組成，羊毛主要有谷氨酸，醚氨酸等七種，絲朊主要有甘氨酸等4種，R基團(tuán)中的羧基-COOH、氨基—NH2，肽鍵-CO-NH及酰氨酸上的二硫鍵-S-S-是蛋白質(zhì)大分子的官能團(tuán)，它們決定了蛋白質(zhì)纖維的比較耐酸不耐堿的特性。80%硫酸溶液短時(shí)間常溫下處理羊毛，幾乎不受損傷，羊毛在稀酸中煮沸12天也無大損傷，但堿液使羊毛受嚴(yán)重?fù)p傷和破壞，堿液使羊毛變黃，含硫量降低以及部分溶解。主鏈和二硫鍵對(duì)堿比較敏感，絲朊比角朊好些，而蠶絲的耐酸性比羊毛差，蠶絲經(jīng)冷酸處理后會(huì)增加光澤并產(chǎn)生“絲鳴”效應(yīng)。可改善手感，但絲綢強(qiáng)度有所降低。 由于有大量親水性基因-COOH、-HN2，蛋白質(zhì)大分子吸濕性強(qiáng)，細(xì)羊毛是回潮率最大纖維，65%相對(duì)濕度，180斤羊毛可比干燥增重3～5斤。 羊毛大分子的聚合度576，蠶絲400左右。蛋白質(zhì)大分子的柔曲性比纖維素大分子好。 蛋白質(zhì)大分子有α型（螺旋型）和β型（直線狀曲折鏈）兩種形式，蠶絲基本上是β型，羊毛兩者都有。在一定條件下極度拉伸纖維，可使螺旋鏈伸展成曲折鏈，去除外力后仍有可能回復(fù)，由于大分子間結(jié)合力，特別是二硫鍵的阻礙，使羊毛纖維在充分轉(zhuǎn)到β前，纖維就被拉斷，如果給以濕、熱條件，使二硫鍵拆開，大分子結(jié)合力減弱，從α到β型的轉(zhuǎn)變就充分，再回復(fù)到常濕條件時(shí)形成新的結(jié)合點(diǎn)，外力去除后不再回復(fù)，這一作用就是熱定型，羊毛的這種性能叫熱塑性。 羊毛和蠶絲由于蛋白質(zhì)纖維中含有15～17%的氮，在燃燒過程中將它釋放出來，抑制了纖維迅速燃燒，所以它的可燃性比纖維素纖維低。（天然阻燃）。 角朊和絲朊分子中的肽鍵是主鍵中的弱鍵，對(duì)日光作用比較敏感，蠶絲中還夾雜著某些受光促進(jìn)老化物質(zhì)Cu、Sn、W、Fe等，使蠶絲耐日光穩(wěn)定性較差，日光照射引起角朊分子二硫鍵斷裂，隨之使其含硫量下降。 日光對(duì)光澤影響有兩種看法，一種是漂白，一種是使羊毛發(fā)黃，據(jù)測試紫外線引起羊毛發(fā)黃，而波長長的光具有漂白作用，總之是會(huì)產(chǎn)生染色不均現(xiàn)象。 蛋白質(zhì)纖維能給微生物提供養(yǎng)料，所以對(duì)微生物穩(wěn)定性欠佳。 二、蛋白質(zhì)纖維的超分子結(jié)構(gòu) 由于羊毛和蠶絲大分子的化學(xué)與立體結(jié)構(gòu)不同，導(dǎo)致它們的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)及纖維的性能均有所不同。 蛋白質(zhì)大分子間依*分子間力，氫鍵和鹽式鍵相結(jié)合，角朊大分子因有胱氨鍵，所以還依*二硫鍵相結(jié)合，形成網(wǎng)型造型式。 羊毛角朊分子中有較大的R其因，并有螺旋鏈，因此很難形成完整的三維結(jié)晶，其結(jié)晶度較小，取向度也低，蠶絲絲朊分子中的R基力較小，且為直線狀曲線鏈，所以能形成完整的結(jié)晶，其結(jié)晶度比羊毛大，取向度也比羊毛高。 羊毛纖維的大分子結(jié)構(gòu)作超分子結(jié)構(gòu)決定了它的強(qiáng)度低、伸長大，彈性好、吸濕能力強(qiáng)、初始模量低等特性，蠶絲比之羊毛，強(qiáng)度和初始模量都高，其余較差些。 三、蛋白質(zhì)的形態(tài)結(jié)構(gòu) 1、羊毛纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)（2000） 羊毛纖維的縱面呈鱗片狀，斷面近似圓形。 羊毛纖維由外向里由表皮層、皮質(zhì)層和髓質(zhì)層。三部分組成。（細(xì)羊毛無髓質(zhì)層） 表皮層是由片狀角朊細(xì)胞組成，猶如魚鱗，又叫鱗片層。一般認(rèn)為由原纖組成毛纖維皮質(zhì)層角朊的“紡錘狀”細(xì)胞。皮質(zhì)層中一般有兩種皮質(zhì)細(xì)胞組成，一種是結(jié)構(gòu)較疏松的正皮質(zhì)，另一種是結(jié)構(gòu)較緊密的偏皮質(zhì)，在細(xì)羊毛中兩者各占一半，形成雙側(cè)結(jié)構(gòu)。并在長度方向上不斷轉(zhuǎn)換位置，由于兩種皮質(zhì)層的緊密程度不同，形成了羊毛的卷曲，正皮質(zhì)處于卷曲弧形的外側(cè)，而偏皮質(zhì)處于卷曲的內(nèi)側(cè)。（天然卷曲） 正皮質(zhì)的結(jié)晶區(qū)較小，含硫量較小，對(duì)化學(xué)試劑的反應(yīng)靈活，吸濕性高，吸濕膨脹率大，力學(xué)性能較柔軟，偏皮質(zhì)結(jié)晶區(qū)較大，含硫量較多，對(duì)化學(xué)試劑的反應(yīng)性稍差，吸濕性小，吸濕膨脹小，在濕熱等影響下，可使羊毛產(chǎn)生可逆的自卷曲效應(yīng)。這對(duì)于羊毛織物的彈性是有利的，這一特征，正在化纖產(chǎn)品中加以仿效。 ●縮絨：羊毛在濕熱及化學(xué)試劑作用下，經(jīng)機(jī)械外力反復(fù)擠壓，纖維集合體逐漸收縮緊密，并相互穿插糾纏，交編氈化，這一性能，稱為羊毛的縮絨性。 毛織物整理過程，經(jīng)過縮絨工藝（又稱縮呢），織物長度收縮，厚度和緊度增加，表面露出一層絨毛，可收到外觀優(yōu)美，手感豐厚柔軟，保暖性良好的效果。 利用羊毛的縮絨性，把松散的短纖維結(jié)合成具有一定和機(jī)械強(qiáng)度，一定形狀，一定密度的氈片，這一作用稱為氈合，氈帽，氈靴等都是通過氈合制成的。 當(dāng)毛織物散纖維受外力時(shí)，纖維之間相互移動(dòng)，由于表面鱗片作用，具有定向磨擦效應(yīng)。纖維始終保持根端向前里蠕動(dòng)伸展，時(shí)而回縮恢復(fù)，形成相對(duì)移動(dòng)，有利于纖維糾纏，導(dǎo)致集體密集。羊毛的雙側(cè)結(jié)構(gòu)，使纖維具有穩(wěn)定性空間卷曲，卷曲導(dǎo)致纖維根端無規(guī)地向前蠕動(dòng)，這些無規(guī)松動(dòng)爬行的纖維交*穿插，形成空間致密交偏體，羊毛的縮絨性是纖維各項(xiàng)性能的綜合反映，定向摩擦效應(yīng)，高度恢復(fù)彈性和卷曲是縮絨的內(nèi)在原因。較細(xì)的羊毛，摩擦效應(yīng)大，氈合性能好。 濕溫度，化學(xué)試劑及外力作用，是促進(jìn)羊毛縮絨的外因?？s絨分酸性及堿性兩種，常用的方法是堿性，如皂液，PH值8-9，溫度35～45℃。 縮絨使毛織物具有獨(dú)特風(fēng)格，顯示了羊毛的優(yōu)良特性，另一方面，縮絨使毛織物在穿著中容易產(chǎn)生尺寸收縮及變形。這種收縮及變形并非一次完成，每當(dāng)織物洗滌時(shí)，收縮繼續(xù)發(fā)生，只是收縮比例逐漸減小，在洗滌中，揉搓，水、溫度及洗滌劑等都促進(jìn)了羊毛的縮絨。絨線針織物在穿用過程中，汗?jié)n和受磨擦較多的部位，易產(chǎn)生氈合，起毛，起球，等現(xiàn)象，影響了穿用舒適性及美觀。大多數(shù)精紡毛織物，經(jīng)染整工藝，要求紋路清晰，形狀穩(wěn)定，這些都要求減少羊毛的縮絨性。 羊毛防縮處理有兩種方法，氧化法，又稱降解法，樹酯法，又稱添加法，主要原理是破壞其鱗片，形變鱗片形狀。 2、馬海毛（mohair） 安哥拉山羊毛，纖維粗、長、光澤好，外觀華麗。 3、羊絨、山羊絨 有“軟黃金”之稱，2.6元/克。一只山羊抓絨量僅為150～250克，纖維柔軟，滑糯，細(xì)膩，豐滿。 試樣：羊絨，15-16微米好的羊毛17微米以上。 |
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