紡織纖維知識
第四節(jié) 蛋白質纖維的結構與性能
常用的蛋白質纖維有羊毛、蠶絲等，屬于高級服裝原料，其組成物質是蛋白質，羊毛角朊，蠶絲為絲朊 一、蛋白質纖維的大分子結構 蛋白質大分子的基本鏈節(jié)是α-氨基酸?；?/span> 蛋白質纖維可被堿溶液水解，水解最終產的物為α-氨基酸， 其中R代表許多化學結構的取代基。蛋白質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-是蛋白質大分子的官能團，它們決定了蛋白質纖維的比較耐酸不耐堿的特性。80%硫酸溶液短時間常溫下處理羊毛，幾乎不受損傷，羊毛在稀酸中煮沸12天也無大損傷，但堿液使羊毛受嚴重損傷和破壞，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，蠶絲經冷酸處理后會增加光澤并產生“絲鳴”效應。可改善手感，但絲綢強度有所降低。 由于有大量親水性基因-COOH、-HN2，蛋白質大分子吸濕性強，細羊毛是回潮率最大纖維，65%相對濕度，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。蛋白質大分子的柔曲性比纖維素大分子好。 蛋白質大分子有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，由于大分子間結合力，特別是二硫鍵的阻礙，使羊毛纖維在充分轉到β前，纖維就被拉斷，如果給以濕、熱條件，使二硫鍵拆開，大分子結合力減弱，從α到β型的轉變就充分，再回復到常濕條件時形成新的結合點，外力去除后不再回復，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，對日光作用比較敏感，蠶絲中還夾雜著某些受光促進老化物質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。 日光對光澤影響有兩種看法，一種是漂白，一種是使羊毛發(fā)黃，據測試紫外線引起羊毛發(fā)黃，而波長長的光具有漂白作用，總之是會產生染色不均現象。 蛋白質纖維能給微生物提供養(yǎng)料，所以對微生物穩(wěn)定性欠佳。 二、蛋白質纖維的超分子結構 由于羊毛和蠶絲大分子的化學與立體結構不同，導致它們的聚集態(tài)結構及纖維的性能均有所不同。 蛋白質大分子間依*分子間力，氫鍵和鹽式鍵相結合，角朊大分子因有胱氨鍵，所以還依*二硫鍵相結合，形成網型造型式。 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晶，其結晶度較小，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晶，其結晶度比羊毛大，取向度也比羊毛高。 羊毛纖維的大分子結構作超分子結構決定了它的強度低、伸長大，彈性好、吸濕能力強、初始模量低等特性，蠶絲比之羊毛，強度和初始模量都高，其余較差些。 三、蛋白質的形態(tài)結構 1、羊毛纖維的形態(tài)結構（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、皮質層和髓質層。三部分組成。（細羊毛無髓質層） 表皮層是由片狀角朊細胞組成，猶如魚鱗，又叫鱗片層。一般認為由原纖組成毛纖維皮質層角朊的“紡錘狀”細胞。皮質層中一般有兩種皮質細胞組成，一種是結構較疏松的正皮質，另一種是結構較緊密的偏皮質，在細羊毛中兩者各占一半，形成雙側結構。并在長度方向上不斷轉換位置，由于兩種皮質層的緊密程度不同，形成了羊毛的卷曲，正皮質處于卷曲弧形的外側，而偏皮質處于卷曲的內側。（天然卷曲） 正皮質的結晶區(qū)較小，含硫量較小，對化學試劑的反應靈活，吸濕性高，吸濕膨脹率大，力學性能較柔軟，偏皮質結晶區(qū)較大，含硫量較多，對化學試劑的反應性稍差，吸濕性小，吸濕膨脹小，在濕熱等影響下，可使羊毛產生可逆的自卷曲效應。這對于羊毛織物的彈性是有利的，這一特征，正在化纖產品中加以仿效。 ●縮絨：羊毛在濕熱及化學試劑作用下，經機械外力反復擠壓，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，把松散的短纖維結合成具有一定和機械強度，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。 當毛織物散纖維受外力時，纖維之間相互移動，由于表面鱗片作用，具有定向磨擦效應。纖維始終保持根端向前里蠕動伸展，時而回縮恢復，形成相對移動，有利于纖維糾纏，導致集體密集。羊毛的雙側結構，使纖維具有穩(wěn)定性空間卷曲，卷曲導致纖維根端無規(guī)地向前蠕動，這些無規(guī)松動爬行的纖維交*穿插，形成空間致密交偏體，羊毛的縮絨性是纖維各項性能的綜合反映，定向摩擦效應，高度恢復彈性和卷曲是縮絨的內在原因。較細的羊毛，摩擦效應大，氈合性能好。 濕溫度，化學試劑及外力作用，是促進羊毛縮絨的外因?？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特風格，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生尺寸收縮及變形。這種收縮及變形并非一次完成，每當織物洗滌時，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，易產生氈合，起毛，起球，等現象，影響了穿用舒適性及美觀。大多數精紡毛織物，經染整工藝，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，細膩，豐滿。 試樣：羊絨，15-16微米好的羊毛17微米以上。 |
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