22纖維素纖維

1、2.2 纖維素纖維纖維素纖維主要知識點：主要知識點：2.2.1 纖維素的基礎知識纖維素的基礎知識2.2.2 棉纖維棉纖維2.2.3 麻纖維麻纖維2.2.4 其他天然纖維素纖維其他天然纖維素纖維2.2.5 再生纖維素纖維再生纖維素纖維2.2.6 甲殼胺纖維甲殼胺纖維重點：纖維素的基礎知識，棉、麻、粘膠等重點：纖維素的基礎知識，棉、麻、粘膠等纖維素纖維的結(jié)構(gòu)和性能纖維素纖維的結(jié)構(gòu)和性能難點：纖維素纖維結(jié)構(gòu)和理化性能難點：纖維素纖維結(jié)構(gòu)和理化性能2.2.1 纖維素的基礎知識纖維素的基礎知識纖維素是當今世界上最豐富的可再生高聚物。據(jù)估計，通過光合作用每年合成的纖維素達到10111012噸。一、一、d-

2、葡萄糖的化學結(jié)構(gòu)葡萄糖的化學結(jié)構(gòu)1 d-葡萄糖的開鏈式結(jié)構(gòu)葡萄糖的開鏈式結(jié)構(gòu)2 d-葡萄糖的環(huán)狀半縮醛式結(jié)構(gòu)葡萄糖的環(huán)狀半縮醛式結(jié)構(gòu)3 氧環(huán)式和開鏈式的互變異構(gòu)氧環(huán)式和開鏈式的互變異構(gòu)4 d-葡萄糖的構(gòu)象葡萄糖的構(gòu)象椅式構(gòu)象椅式構(gòu)象5 葡萄糖的還原性葡萄糖的還原性(菲林試劑和多倫試劑菲林試劑和多倫試劑)2.2.1 纖維素的基礎知識纖維素的基礎知識二、纖維素的結(jié)構(gòu)二、纖維素的結(jié)構(gòu)n纖維素是一種由大量葡萄糖殘基（纖維素是一種由大量葡萄糖殘基（anhydroglucose unit）彼此按照）彼此按照一定的聯(lián)接原則，即通過第一個、第四個碳原子用一定的聯(lián)接原則，即通過第一個、第四個碳原子用鍵聯(lián)接起來的

3、鍵聯(lián)接起來的不溶于水的直鏈狀大分子化合物。其分子通式為不溶于水的直鏈狀大分子化合物。其分子通式為 (c6h10o5)n， n為為聚合度，聚合度，50011000。1 糖甙鍵的形成糖甙鍵的形成n葡萄糖分子中的甙羥基比醇羥基活潑，易與其他羥基化合物作用失葡萄糖分子中的甙羥基比醇羥基活潑，易與其他羥基化合物作用失水成縮醛水成縮醛糖甙，糖甙對堿穩(wěn)定，對酸較敏感。糖甙，糖甙對堿穩(wěn)定，對酸較敏感。2 從二糖到多糖從二糖到多糖n由兩個單糖分子通過形成糖甙的方式結(jié)合而成的。二糖有蔗糖、乳由兩個單糖分子通過形成糖甙的方式結(jié)合而成的。二糖有蔗糖、乳糖、麥芽糖、纖維二糖等。糖、麥芽糖、纖維二糖等。3 纖維素的結(jié)構(gòu)纖

4、維素的結(jié)構(gòu)n由許多單糖分子互相脫水縮合而成，如淀粉、纖維素、甲殼素等。由許多單糖分子互相脫水縮合而成，如淀粉、纖維素、甲殼素等。ooohohch2ohn+n h2ooohohohohch2ohn-d-葡萄糖葡萄糖 4 4 纖維素的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)纖維素的聚集態(tài)結(jié)構(gòu) n纖維素纖維是由許多纖維素分子組成的，是半結(jié)晶的。纖維纖維素纖維是由許多纖維素分子組成的，是半結(jié)晶的。纖維素的結(jié)構(gòu)是由許多纖維素大分子形成的連續(xù)結(jié)構(gòu)在大分子分素的結(jié)構(gòu)是由許多纖維素大分子形成的連續(xù)結(jié)構(gòu)在大分子分布最緊密的地方它們平行排列，取向度良好，構(gòu)成了纖維的布最緊密的地方它們平行排列，取向度良好，構(gòu)成了纖維的定向部分，大分子間的結(jié)合力

5、隨著分子間距離的縮小而增大，定向部分，大分子間的結(jié)合力隨著分子間距離的縮小而增大，在這些距離最小的地方大分子間的結(jié)合力最大。當大分子的在這些距離最小的地方大分子間的結(jié)合力最大。當大分子的密度較小時，大分子之間的結(jié)合程度也減弱，有較多的空隙，密度較小時，大分子之間的結(jié)合程度也減弱，有較多的空隙，大分子的分布不平行，較為混亂，這就形成了纖維素的非結(jié)大分子的分布不平行，較為混亂，這就形成了纖維素的非結(jié)晶部分或無定形部分。由于纖維素在長度方向具有連續(xù)的結(jié)晶部分或無定形部分。由于纖維素在長度方向具有連續(xù)的結(jié)構(gòu)，因此，一個單獨大分子的一部分可能處于纖維素的結(jié)晶構(gòu)，因此，一個單獨大分子的一部分可能處于纖維素

6、的結(jié)晶區(qū)域，另一部分則可能處于纖維素的無定形區(qū)域，或者穿過區(qū)域，另一部分則可能處于纖維素的無定形區(qū)域，或者穿過無定形區(qū)進入其他的結(jié)晶區(qū)域無定形區(qū)進入其他的結(jié)晶區(qū)域 。表示纖維素大分子結(jié)晶區(qū)。表示纖維素大分子結(jié)晶區(qū)含量大小的指標含量大小的指標結(jié)晶度結(jié)晶度。2.2.1 纖維素的基礎知識纖維素的基礎知識n所謂所謂結(jié)晶度結(jié)晶度（crystallinity）就是纖維素中結(jié)晶區(qū)的重量對）就是纖維素中結(jié)晶區(qū)的重量對纖維素總重量的百分比。測定纖維素結(jié)晶度的方法很多，纖維素總重量的百分比。測定纖維素結(jié)晶度的方法很多，主要有主要有x射線衍射法、密度法、酸水解法等。一般說來，射線衍射法、密度法、酸水解法等。一般說來

7、，隨著纖維結(jié)晶度的提高，纖維的強度、彈性模量、硬性、隨著纖維結(jié)晶度的提高，纖維的強度、彈性模量、硬性、脆性及比重也增大，而伸度、勾強、吸水性，膨潤性、染脆性及比重也增大，而伸度、勾強、吸水性，膨潤性、染料吸收性等下降。料吸收性等下降。 n所謂所謂取向度取向度（orientation degree）是指所選擇的擇優(yōu)取向）是指所選擇的擇優(yōu)取向單元相對于參考單元的平行排列程度。成纖高聚物在外力單元相對于參考單元的平行排列程度。成纖高聚物在外力如拉伸作用下，分子鏈會沿著外力的方向平行排列起來而如拉伸作用下，分子鏈會沿著外力的方向平行排列起來而產(chǎn)生擇優(yōu)取向。因此，纖維素分子產(chǎn)生取向后，分子之間產(chǎn)生擇優(yōu)取

8、向。因此，纖維素分子產(chǎn)生取向后，分子之間的互相作用力會大大增強，結(jié)果對纖維的物理機械性能如的互相作用力會大大增強，結(jié)果對纖維的物理機械性能如斷裂強度、斷裂伸度、楊氏模量及原纖化過程，都有顯著斷裂強度、斷裂伸度、楊氏模量及原纖化過程，都有顯著的影響的影響4 。測定纖維素取向度的方法有光學雙折射法、。測定纖維素取向度的方法有光學雙折射法、x射線衍射法（射線衍射法（x-ray diffraction）等。）等。 2.2.1 纖維素的基礎知識纖維素的基礎知識2.2.1 纖維素的基礎知識纖維素的基礎知識三、纖維素的物理性質(zhì)三、纖維素的物理性質(zhì)1 吸濕和溶脹吸濕和溶脹2 溶解性能：分為有限溶脹、無限溶脹兩

9、步。溶解性能：分為有限溶脹、無限溶脹兩步。n纖維素的溶脹劑有：水、堿溶液、弱（?。┧帷⒓状?、乙纖維素的溶脹劑有：水、堿溶液、弱（?。┧?、甲醇、乙醇、苯胺、苯甲醚等。醇、苯胺、苯甲醚等。溶脹度溶脹度是指纖維素纖維溶脹時其直是指纖維素纖維溶脹時其直徑增大的百分率。銅氨溶液常用于溶解纖維素以測定纖維徑增大的百分率。銅氨溶液常用于溶解纖維素以測定纖維素的粘度與聚合度。纖維素的銅氨溶液遇酸后又重新析出素的粘度與聚合度。纖維素的銅氨溶液遇酸后又重新析出纖維素，制成纖維成為纖維素，制成纖維成為銅氨纖維銅氨纖維。銅乙二胺溶液溶解纖維。銅乙二胺溶液溶解纖維素，對空氣穩(wěn)定，常用來測定纖維素的聚合度。素，對空氣穩(wěn)定

10、，常用來測定纖維素的聚合度。3 剛性：長鏈分子中含許多六元環(huán)，分子內(nèi)分子間有許多的剛性：長鏈分子中含許多六元環(huán)，分子內(nèi)分子間有許多的氫鍵和范德華引力，纖維素纖維回彈性差，疲勞性也不良，氫鍵和范德華引力，纖維素纖維回彈性差，疲勞性也不良，剛性大。剛性大。4 對熱的穩(wěn)定性：分子間作用力強，內(nèi)聚能密度很高，不能對熱的穩(wěn)定性：分子間作用力強，內(nèi)聚能密度很高，不能被熔融，被熔融，140以上發(fā)生熱裂解。以上發(fā)生熱裂解。四、纖維素的化學性質(zhì)四、纖維素的化學性質(zhì)n與甙鍵有關的化學反應：強無機酸對甙鍵的水解作用。與甙鍵有關的化學反應：強無機酸對甙鍵的水解作用。n與羥基有關的化學反應：氧化、酯化、醚化、脫水、交聯(lián)

11、、與羥基有關的化學反應：氧化、酯化、醚化、脫水、交聯(lián)、接枝等。接枝等。1 水的作用水的作用2 酸的作用：纖維素的水解程度（損傷程度）可通過測定纖酸的作用：纖維素的水解程度（損傷程度）可通過測定纖維的銅值和碘值來表示。維的銅值和碘值來表示。n銅值：銅值：醛基能與斐林溶液（硫酸銅氫氧化鈉溶液）作用，醛基能與斐林溶液（硫酸銅氫氧化鈉溶液）作用，生成不溶性的氧化亞銅，生成不溶性的氧化亞銅，100g干燥纖維素與斐林溶液作用，干燥纖維素與斐林溶液作用，將二價銅還原至一價銅的克數(shù)，稱為纖維素的銅值。將二價銅還原至一價銅的克數(shù)，稱為纖維素的銅值。n碘值：碘值：醛基能被碘氧化成酸，因此也可以用碘值來表示纖醛基能

12、被碘氧化成酸，因此也可以用碘值來表示纖維素的損傷程度。碘值是指維素的損傷程度。碘值是指1g干燥纖維素能還原干燥纖維素能還原0.1ni2溶溶液的毫升數(shù)。液的毫升數(shù)。2.2.1 纖維素的基礎知識纖維素的基礎知識3 堿的作用：對堿穩(wěn)定性好，只發(fā)生溶脹，不發(fā)生水解。堿的作用：對堿穩(wěn)定性好，只發(fā)生溶脹，不發(fā)生水解。n堿纖維素的形成：在濃堿溶液中，纖維素中的羥基可與之發(fā)生作用，堿纖維素的形成：在濃堿溶液中，纖維素中的羥基可與之發(fā)生作用，使纖維素發(fā)生化學變化（生成堿纖維素）、物理變化（纖維發(fā)生溶脹使纖維素發(fā)生化學變化（生成堿纖維素）、物理變化（纖維發(fā)生溶脹和溶解，變得富有彈性和絲光效應，力學性能也有所改善）

13、和結(jié)構(gòu)變和溶解，變得富有彈性和絲光效應，力學性能也有所改善）和結(jié)構(gòu)變化（大分子中的葡萄糖?；g的相互位置發(fā)生變化，形成新的結(jié)晶化（大分子中的葡萄糖?；g的相互位置發(fā)生變化，形成新的結(jié)晶結(jié)構(gòu)）。濃堿與纖維素的反應主要是與羥基的作用，參與反應的羥基結(jié)構(gòu)）。濃堿與纖維素的反應主要是與羥基的作用，參與反應的羥基數(shù)的多少用數(shù)的多少用值表示。值表示。值指的是每值指的是每100個葡萄糖剩基內(nèi)起反應的羥基個葡萄糖?；鶅?nèi)起反應的羥基數(shù)。每個葡萄糖?；鶅?nèi)有數(shù)。每個葡萄糖剩基內(nèi)有3個羥基，故個羥基，故值可從值可從0到到300。n影響影響 值的因素：氫氧化物的種類、處理溫度、堿液濃度、溶劑。值的因素：氫氧化物的種

14、類、處理溫度、堿液濃度、溶劑。n堿纖維素的結(jié)構(gòu)變體：堿液濃度不同、處理溫度不同、氫氧化鈉溶液堿纖維素的結(jié)構(gòu)變體：堿液濃度不同、處理溫度不同、氫氧化鈉溶液與纖維素相互作用生成不同的堿纖維素。這種化學組成相同的物質(zhì)能與纖維素相互作用生成不同的堿纖維素。這種化學組成相同的物質(zhì)能生成若干結(jié)構(gòu)變體的現(xiàn)象生成若干結(jié)構(gòu)變體的現(xiàn)象同質(zhì)多晶現(xiàn)象。同質(zhì)多晶現(xiàn)象。n纖維素在堿液中的溶脹和溶解：纖維素在堿液中的溶脹和溶解：溶脹包括水化階段、溶脹階段。無限溶脹即溶解。溶脹包括水化階段、溶脹階段。無限溶脹即溶解。n影響纖維素溶脹的主要因素有：堿的種類；處理溫度；堿液濃度。影響纖維素溶脹的主要因素有：堿的種類；處理溫度；堿

15、液濃度。2.2.1 纖維素的基礎知識纖維素的基礎知識堿處理后纖維素纖維性質(zhì)的變化：結(jié)晶度下降，聚合度下降。堿處理后纖維素纖維性質(zhì)的變化：結(jié)晶度下降，聚合度下降。a 吸水能力比原纖維素大。吸水能力比原纖維素大。b 對染料的吸附能力比原纖維素大，改善染色性能。對染料的吸附能力比原纖維素大，改善染色性能。c 對各種化學試劑作用的穩(wěn)定性降低，容易酯化、醚化、氧化。對各種化學試劑作用的穩(wěn)定性降低，容易酯化、醚化、氧化。d 彈性增加，延伸性提高，而強力則可能降低。彈性增加，延伸性提高，而強力則可能降低。4 氧化劑的作用氧化劑的作用選擇性氧化劑：二氧化氮，高碘酸，某一位置某一特定官能團氧化作用。選擇性氧化劑

16、：二氧化氮，高碘酸，某一位置某一特定官能團氧化作用。非選擇性氧化劑：空氣、臭氧、雙氧水、次氯酸鈉、鹵素、高錳酸鉀等。非選擇性氧化劑：空氣、臭氧、雙氧水、次氯酸鈉、鹵素、高錳酸鉀等。隨著氧化劑種類、反應條件、溶液酸性、堿性都有變化。隨著氧化劑種類、反應條件、溶液酸性、堿性都有變化。還原性氧化纖維素：含羰基的氧化纖維素，銅值碘值增加，稀堿中加熱損還原性氧化纖維素：含羰基的氧化纖維素，銅值碘值增加，稀堿中加熱損失量大，沸堿煮練成黃色堿液。失量大，沸堿煮練成黃色堿液。酸性氧化纖維素：含羧基的氧化纖維素，銅值碘值低，羧基含酸性氧化纖維素：含羧基的氧化纖維素，銅值碘值低，羧基含量高，易吸收堿性染色。量高，

17、易吸收堿性染色。2.2.1 纖維素的基礎知識纖維素的基礎知識5 纖維素的酯化反應纖維素的酯化反應生成纖維素酯的反應有以下幾種：生成纖維素酯的反應有以下幾種：n硝化反應：硝化反應：纖維素與濃硝酸和濃硫酸作用后，生成纖維素纖維素與濃硝酸和濃硫酸作用后，生成纖維素硝酸酯。硝酸酯。n乙?；磻阂阴；磻捍姿峒捌溲苌锱c纖維素作用生成醋酯纖維醋酸及其衍生物與纖維素作用生成醋酯纖維素，工業(yè)上常用醋酸酐和醋酸混合物，在少量濃硫酸的催素，工業(yè)上常用醋酸酐和醋酸混合物，在少量濃硫酸的催化作用下，制得纖維素三醋酸酯?；饔孟?，制得纖維素三醋酸酯。n丁酯醋酯纖維素丁酯醋酯纖維素n黃化反應：黃化反應：是堿纖維素與

18、二硫化碳作用生成纖維素黃酸酯是堿纖維素與二硫化碳作用生成纖維素黃酸酯的反應。的反應。6 纖維素的醚化反應纖維素的醚化反應a 甲基化反應甲基化反應b 乙基化反應乙基化反應c 羥乙基化反應羥乙基化反應d 羧甲基化反應羧甲基化反應7 其他化學試劑的作用其他化學試劑的作用2.2.1 纖維素的基礎知識纖維素的基礎知識2.2.2 棉纖維棉纖維一、棉纖維的形態(tài)一、棉纖維的形態(tài)n陸地棉、海島棉、亞洲棉、非洲棉等。一般為腰圓形，縱向有天然轉(zhuǎn)曲，內(nèi)陸地棉、海島棉、亞洲棉、非洲棉等。一般為腰圓形，縱向有天然轉(zhuǎn)曲，內(nèi)有空腔。有空腔。二、棉纖維的性能二、棉纖維的性能1 與堿作用與堿作用耐堿不耐酸，與堿作用可進行絲光處理

19、，耐堿不耐酸，與堿作用可進行絲光處理，1825%氫氧化鈉在一定張力下處理棉。氫氧化鈉在一定張力下處理棉。絲光處理后，纖維結(jié)晶度下降，非晶區(qū)部分增多，柔軟性上升，化學活潑性絲光處理后，纖維結(jié)晶度下降，非晶區(qū)部分增多，柔軟性上升，化學活潑性提高，吸濕染色性提高。提高，吸濕染色性提高。2 吸濕性：較高，含有大量的親水基團，吸濕后強度增加，伸長也稍有增加，抱吸濕性：較高，含有大量的親水基團，吸濕后強度增加，伸長也稍有增加，抱合力摩擦力、導電性提高。合力摩擦力、導電性提高。3 導熱性：熱的不良導體，保暖性好。導熱性：熱的不良導體，保暖性好。4 氧化劑的作用：高錳酸鉀、雙氧水、次氯酸鈉可使纖維發(fā)生氧化漂白

20、作用，破氧化劑的作用：高錳酸鉀、雙氧水、次氯酸鈉可使纖維發(fā)生氧化漂白作用，破壞棉的天然色素，濃的氧化劑對棉纖維損傷大，使其變成氧化纖維素。壞棉的天然色素，濃的氧化劑對棉纖維損傷大，使其變成氧化纖維素。5 染色：著色與染料的種類和性質(zhì)有關。如直接染料、硫化染料、還原染料。染色：著色與染料的種類和性質(zhì)有關。如直接染料、硫化染料、還原染料。6 微生物的作用：吸濕后，表面會發(fā)霉、發(fā)黑、腐爛。微生物的作用：吸濕后，表面會發(fā)霉、發(fā)黑、腐爛。2.2.3 麻纖維麻纖維n優(yōu)點：纖維長，強度高，浸水后拉伸強度更高，耐腐蝕，吸收和散發(fā)水分優(yōu)點：纖維長，強度高，浸水后拉伸強度更高，耐腐蝕，吸收和散發(fā)水分快，散熱快，具

21、有絕緣性。快，散熱快，具有絕緣性。n缺點：彈性差，伸度小，太剛硬，染色性差，色牢度差。缺點：彈性差，伸度小，太剛硬，染色性差，色牢度差。一、麻纖維的成分一、麻纖維的成分1 纖維素：纖維素：7075%，其結(jié)晶度為，其結(jié)晶度為90%以上，取向度在以上，取向度在90%以上，強度高伸度以上，強度高伸度小。麻纖維中纖維素在無機酸的作用下，小。麻纖維中纖維素在無機酸的作用下，1-4-甙鍵會發(fā)生水解，由于麻纖甙鍵會發(fā)生水解，由于麻纖維外表有層膠質(zhì)，起保護作用。堿處理可以使麻纖維變得富有彈性和光澤，維外表有層膠質(zhì)，起保護作用。堿處理可以使麻纖維變得富有彈性和光澤，低聚合度部分發(fā)生溶解，改善了纖維的機械性質(zhì)。低

22、聚合度部分發(fā)生溶解，改善了纖維的機械性質(zhì)。2 半纖維素：半纖維素：與纖維素結(jié)構(gòu)相似并共存于織物細胞壁中的高分子多糖物質(zhì)。與纖維素結(jié)構(gòu)相似并共存于織物細胞壁中的高分子多糖物質(zhì)。能溶于能溶于2%的熱的氫氧化鈉的糖類物質(zhì)的熱的氫氧化鈉的糖類物質(zhì)半纖維素。分子量遠小于纖維素，半纖維素。分子量遠小于纖維素，聚合度為聚合度為200左右，由不同量的戊醛糖、己酮糖、己醛糖及糖醛酸組成的左右，由不同量的戊醛糖、己酮糖、己醛糖及糖醛酸組成的共聚物?？煞譃槎嗫s戊糖類半纖維素、多縮己糖類半纖維素、多縮糖醛酸共聚物?？煞譃槎嗫s戊糖類半纖維素、多縮己糖類半纖維素、多縮糖醛酸類半纖維素。類半纖維素。3 果膠：果膠：原麻中含

23、量原麻中含量3-4%，含有酸性、高聚合度、膠狀多糖類物質(zhì)的復合體。，含有酸性、高聚合度、膠狀多糖類物質(zhì)的復合體。4木質(zhì)素：木質(zhì)素：細胞壁的主要成分之一，起支撐作用，相對分子量細胞壁的主要成分之一，起支撐作用，相對分子量400-5000。木質(zhì)素的性質(zhì)：無定形的粉末狀物質(zhì)，含有酚羥基、羥基、羰基。木質(zhì)素的性質(zhì)：無定形的粉末狀物質(zhì)，含有酚羥基、羥基、羰基。ooohohch2ohn+n h2ooohohohohch2ohnooohohn+n h2ooohohohohn多縮木糖多縮木糖 -d-葡萄糖葡萄糖木木糖糖oohohh2con+n h2ooohohohhoh2cn多縮阿拉伯糖多縮阿拉伯糖阿拉伯糖阿

24、拉伯糖多縮甘露糖多縮甘露糖多縮半乳糖多縮半乳糖多縮葡萄糖多縮葡萄糖ooohch2ohn+n h2ooohohohohch2ohnohooohohch2ohoohohohohch2oh+n h2onn己己糖糖多縮糖醛酸oohohohohch2ohoohohohohcooh半乳糖半乳糖醛酸葡萄糖葡萄糖醛酸ooohohcoohnooohohch2ohnoohohohohch2ohoohohohohcooh多縮糖醛酸n木質(zhì)素的性質(zhì)：木質(zhì)素的性質(zhì)：木質(zhì)素與植物中的多糖物質(zhì)（果膠，半纖維素，纖維素）具有不同的結(jié)木質(zhì)素與植物中的多糖物質(zhì)（果膠，半纖維素，纖維素）具有不同的結(jié)構(gòu)，一般認為有三種類型的結(jié)構(gòu)單元：

25、構(gòu)，一般認為有三種類型的結(jié)構(gòu)單元：2.2.3 麻纖維麻纖維hoh3c-occchoh3c-occch3c-ohoccc鄰甲氧基苯酚4-羥基-3,5-二甲氧基苯羥基苯2.2.3 麻纖維麻纖維oh3c-occch3c-ooho-ch3ccch3c-oohcccoho-ch3ccch3c-o2.2.3 麻纖維麻纖維rc=cr+cl2rccrclclrh2+cl2rhcl +hclohnaclonarnaohclr222.2.3 麻纖維麻纖維n氧化作用：氧化作用：n堿液作用：堿液作用：h3c-ohccch3ohoh3c-ohccch3ohnaohh3c-ohccch3ohnaoh3c-ohccch3o

26、hoh2.2.3 麻纖維麻纖維h3c-ohccch3ohoh3c-ohccch3ohnashh3c-ohccch3ohnaoh3c-ohccch3ohsh加入加入nash（強堿性還原（強堿性還原劑），可以促進木質(zhì)素劑），可以促進木質(zhì)素的去除。的去除。無機酸作用無機酸作用木質(zhì)素對無機酸作用的穩(wěn)木質(zhì)素對無機酸作用的穩(wěn)定性很高，常用于木質(zhì)定性很高，常用于木質(zhì)素含量的測定。素含量的測定。70%硫酸；硫酸；40%鹽酸鹽酸2.2.3 麻纖維麻纖維5 脂肪蠟質(zhì)：脂肪蠟質(zhì)：使纖維柔軟松散、可紡性好。使纖維柔軟松散、可紡性好。蠟：高級脂肪酸與高級一元醇生成的酯。蠟：高級脂肪酸與高級一元醇生成的酯。油：高級不飽和

27、脂肪酸的甘油酯。油：高級不飽和脂肪酸的甘油酯。脂：高級飽和脂肪酸的甘油酯。脂：高級飽和脂肪酸的甘油酯。c15h31cooc30h61c15h31cooc16h31c25h51cooc26h53蜂蠟蜂蠟鯨蠟鯨蠟白蠟白蠟hch2ch2cocoocoocor1r2r36 灰分：灰分：金屬或非金屬的氧化物及無機鹽類。金屬或非金屬的氧化物及無機鹽類。n其他：含氮物質(zhì)， 鞣質(zhì)， 色素二、苧麻二、苧麻n橢圓形，腰圓形，扁平形，內(nèi)有中腔，細胞壁有環(huán)形層狀橢圓形，腰圓形，扁平形，內(nèi)有中腔，細胞壁有環(huán)形層狀結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。n主要物理機械性能：線密度、長度、強度、斷裂伸長率、主要物理機械性能：線密度、長度、強度、斷裂伸

28、長率、彈性、耐磨性、抗彎性能等。彈性、耐磨性、抗彎性能等。n化學組成化學組成n物理性質(zhì)物理性質(zhì)1、浸酸、浸酸 2、堿液煮練、堿液煮練3、后處理、后處理三、其他麻纖維三、其他麻纖維n亞麻、黃麻、洋麻、大麻、羅布麻為韌皮纖維，劍麻、蕉亞麻、黃麻、洋麻、大麻、羅布麻為韌皮纖維，劍麻、蕉麻為葉纖維。它們都含有不同含量的半纖維素、木質(zhì)素、麻為葉纖維。它們都含有不同含量的半纖維素、木質(zhì)素、果膠等雜質(zhì)，需要脫膠處理才能使用。果膠等雜質(zhì)，需要脫膠處理才能使用。四、麻纖維的脫膠四、麻纖維的脫膠脫膠的目的：脫膠的目的： 脫膠是脫除纖維周圍全部或部分膠質(zhì)，使纖維分脫膠是脫除纖維周圍全部或部分膠質(zhì)，使纖維分離、松散，

29、制取可紡纖維，以適合紡紗要求。離、松散，制取可紡纖維，以適合紡紗要求。脫膠原則：脫膠原則： 在不損傷或盡量少損傷纖維原有機械性質(zhì)的原則在不損傷或盡量少損傷纖維原有機械性質(zhì)的原則下，去除其中的膠質(zhì)成分，而保留或制取纖維下，去除其中的膠質(zhì)成分，而保留或制取纖維素。素。1. 化學脫膠化學脫膠麻的化學脫膠原理麻的化學脫膠原理預處理預處理堿液煮練堿液煮練后處理后處理脫膠脫膠酸酸氧化劑氧化劑堿液堿液苷鍵被破壞苷鍵被破壞誘使苷鍵破壞，誘使苷鍵破壞，膠質(zhì)也無法去除膠質(zhì)也無法去除纖維素苷鍵相對穩(wěn)定，纖維素苷鍵相對穩(wěn)定，膠質(zhì)也可去除膠質(zhì)也可去除苧麻的脫膠工藝舉例：二煮一漂法苧麻的脫膠工藝舉例：二煮一漂法原麻拆包揀

30、麻、扎把浸酸水洗、裝籠一次堿液煮練熱、冷水洗二次堿液煮練水洗、打纖漂白酸洗水洗、脫水抖松給油脫水、抖松、干燥預處理預處理堿液煮練堿液煮練后處理后處理精干麻苧麻的脫膠工藝舉例：二煮一練法苧麻的脫膠工藝舉例：二煮一練法原麻拆包揀麻、扎把浸酸水洗、裝籠一次堿液煮練熱、冷水洗二次堿液煮練水洗、打纖精練酸洗水洗、脫水抖松給油脫水、抖松、干燥預處理預處理堿液煮練堿液煮練后處理后處理精干麻水洗、脫水抖松預處理工藝預處理工藝第一，提高加工原麻質(zhì)量的均一程度；第一，提高加工原麻質(zhì)量的均一程度；第二，減輕煮練工藝的負擔，提高煮練效率，縮短煮練時間；第二，減輕煮練工藝的負擔，提高煮練效率，縮短煮練時間；第三，節(jié)省化

31、工材料的消耗。第三，節(jié)省化工材料的消耗。煮練工藝煮練工藝煮熟煮透原麻中的膠質(zhì)，以確保精干麻的殘膠率符合紡織加工煮熟煮透原麻中的膠質(zhì)，以確保精干麻的殘膠率符合紡織加工及產(chǎn)品質(zhì)量的要求。及產(chǎn)品質(zhì)量的要求。后處理工藝后處理工藝第一，進一步去除粘附在纖維表面上的糊狀膠質(zhì)，彌補堿液煮第一，進一步去除粘附在纖維表面上的糊狀膠質(zhì)，彌補堿液煮練工藝之不足；練工藝之不足；第二，改善纖維的機械物理性質(zhì)，使纖維松散、柔軟；第二，改善纖維的機械物理性質(zhì)，使纖維松散、柔軟；第三，改善纖維的色澤，增加白度，同時改善纖維的表面性質(zhì)。第三，改善纖維的色澤，增加白度，同時改善纖維的表面性質(zhì)。堿液煮練堿液煮練 原麻中的大部分膠質(zhì)

32、在此過程中被去除，原麻中的大部分膠質(zhì)在此過程中被去除，是麻的化學脫膠中的核心過程。是麻的化學脫膠中的核心過程。 “一煮法一煮法”與與“二煮法二煮法” 常壓煮練與壓力煮練常壓煮練與壓力煮練 煮練中氫氧化鈉用量（煮練中氫氧化鈉用量（%）(對對原麻重量原麻重量)（0.400.45）原麻含膠率原麻含膠率還應考慮以下各因素：還應考慮以下各因素：（1）原麻的含雜、刮皮的質(zhì)）原麻的含雜、刮皮的質(zhì)量情況；量情況；（2）脫膠工藝的預處理情況；）脫膠工藝的預處理情況；（3）堿液煮練過程中助劑的）堿液煮練過程中助劑的使用情況；使用情況；（4）用壓力煮練，用堿量可）用壓力煮練，用堿量可少些；常壓煮練，則用堿量要少些；

33、常壓煮練，則用堿量要高些。高些。 第二，煮練的溫度第二，煮練的溫度溫度越高，煮練效果越好，一般壓力煮練時，溫度越高，煮練效果越好，一般壓力煮練時，壓力為壓力為147kpa196kpa，溫度為，溫度為128134。第三，煮練時間第三，煮練時間一般在一般在3小時，常壓煮練需時要長于壓力煮練。小時，常壓煮練需時要長于壓力煮練。第四，煮練的助劑第四，煮練的助劑如水玻璃，三聚磷酸鈉，磷酸鈉，焦磷酸鈉，如水玻璃，三聚磷酸鈉，磷酸鈉，焦磷酸鈉，亞硫酸鈉，滲透劑亞硫酸鈉，滲透劑m，滲透劑，滲透劑t等等. 用量一般為用量一般為2%3%。水玻璃（吸附雜質(zhì)、鐵離子）水玻璃（吸附雜質(zhì)、鐵離子）三聚磷酸鈉，磷酸鈉，焦磷

34、酸鈉，（軟化硬水）三聚磷酸鈉，磷酸鈉，焦磷酸鈉，（軟化硬水）亞硫酸鈉（防氧化，協(xié)助去除木質(zhì)素）亞硫酸鈉（防氧化，協(xié)助去除木質(zhì)素）滲透劑滲透劑m，滲透劑，滲透劑t（表面活性劑）（表面活性劑）第六，煮練用水質(zhì)第六，煮練用水質(zhì)清澈，透明，無色，內(nèi)含有機物和無機鹽的清澈，透明，無色，內(nèi)含有機物和無機鹽的量要少量要少, 水質(zhì)宜軟。水質(zhì)宜軟。 第五，煮練的浴比第五，煮練的浴比浴比大浴比大, 則產(chǎn)量低則產(chǎn)量低; 浴比小浴比小, 則產(chǎn)量高則產(chǎn)量高. 又受設備影響又受設備影響, 臥式壓力煮練鍋臥式壓力煮練鍋, 為為1:61:8, 立立式壓力煮練鍋式壓力煮練鍋, 為為1:101:12, 常壓煮練鍋常壓煮練鍋, 為

35、為1:151:20。naoh=10 g/l (11%)na2sio3 3%na2so3 4%紡科院快速煮練助劑 4%浴比1:11壓力，溫度：147 kpa，123 時間：3 h酸酸 預處理工藝預處理工藝浸酸和酸洗浸酸和酸洗減輕煮練工藝的負擔減輕煮練工藝的負擔中和堿液，改善纖維品質(zhì)中和堿液，改善纖維品質(zhì)h2so4=1.0 g/l 1.5 g/l,常溫常溫2min3min, 不要超過不要超過5min, 浴比浴比 1:15酸洗酸洗 后處理工藝后處理工藝h2so4=1.5 g/l 2.0 g/l,55 ，2 h 浴比浴比 1:10目的：第一，使纖維松散, 柔軟, 潔白;第二，改善纖維的表面狀態(tài), 提高

36、其吸附性能及潤濕性能;第三，進一步降低精干麻殘膠率.漂漂 白白項項 目目果膠物質(zhì)果膠物質(zhì)半纖維素半纖維素木質(zhì)素木質(zhì)素漂白前成分含量漂白前成分含量()漂白后成分含量漂白后成分含量()除去效果除去效果()0.320.2328.133.022.3422.521.331.0223.31常用的漂劑大多為次氯酸鹽常用的漂劑大多為次氯酸鹽, 如次氯酸鈉如次氯酸鈉(naocl), 漂漂白粉白粉ca(ocl)2等等.ocl-+h2ohocl+oh-cl2+h2ohocl+h+cl-在酸性介質(zhì)條件下，主要是在酸性介質(zhì)條件下，主要是hocl，cl2次氯酸鹽的水解次氯酸鹽的水解,在堿性介質(zhì)情況下，主要成分在堿性介質(zhì)情

37、況下，主要成分ocl- 不宜不宜 較好較好次氯酸鹽次氯酸鹽(xocl) 7 911雙氧水雙氧水(h2o2) 堿性堿性(7) 酸性酸性高錳酸鉀高錳酸鉀(kmno4) 11.2 9.0亞氯酸鈉亞氯酸鈉(naclo2) 3 3.53.8 第二，有效氯濃度不宜過高，第二，有效氯濃度不宜過高，0.5g/l1.5g/l第三，處理時間不宜過長，第三，處理時間不宜過長，2.5 min第四，處理溫度不宜高，常溫第四，處理溫度不宜高，常溫當使用次氯酸鹽做漂劑時當使用次氯酸鹽做漂劑時, 在漂白工序之后還必須配在漂白工序之后還必須配以去氯工序，去氯的方法有二以去氯工序，去氯的方法有二:第一，使用還原劑去氯第一，使用還

38、原劑去氯,如亞硫酸鈉如亞硫酸鈉(na2so3), 硫代硫硫代硫酸鈉酸鈉(na2s2o3)及亞硫酸氫鈉及亞硫酸氫鈉(nahso3)等。等。2242223222clohclhcloclhclsonaohclsonahclnahsoohclnahsonaclosnaclosna22242236422322第二，直接用無機酸第二，直接用無機酸(常用硫酸常用硫酸)洗滌纖維洗滌纖維,原理為原理為224242clohsonasohnaclnaocl24242ohclhoclhoclsonasohnaocl222oclohhocl或者或者目的：在原麻煮練的基礎上對已脫過膠的麻在精練堿目的：在原麻煮練的基礎上對

39、已脫過膠的麻在精練堿液中再施以燜煮處理液中再施以燜煮處理,以便進一步降低精干麻的殘膠率以便進一步降低精干麻的殘膠率,提高纖維的松散提高纖維的松散,柔軟柔軟,潔白程度。潔白程度。精精 練練常用精練堿液的配方及工藝常用精練堿液的配方及工藝: 氫氧化鈉氫氧化鈉 2% 碳酸鈉碳酸鈉 2% 肥皂肥皂, 合成洗滌劑等合成洗滌劑等 2% 精練時間精練時間 4h左右左右 溫度溫度 100 浴比浴比 1:151:20目的：目的： 使脫膠麻纖維松散，使脫膠麻纖維松散， 柔軟，柔軟， 改善纖維的表改善纖維的表面狀態(tài)及機械物理性質(zhì)。面狀態(tài)及機械物理性質(zhì)。 給油就是將所需的油脂與適當?shù)娜榛瘎┖退平o油就是將所需的油脂與

40、適當?shù)娜榛瘎┖退瞥捎驮谒械娜榛?，再加水稀釋放于給油槽中，成油在水中的乳化液，再加水稀釋放于給油槽中，而后將已脫水并抖松的麻束浸于其中，完成給油而后將已脫水并抖松的麻束浸于其中，完成給油過程。過程?；瘜W脫膠工程中的物理化學處理工藝化學脫膠工程中的物理化學處理工藝給油給油傳統(tǒng)的給油工藝參數(shù)傳統(tǒng)的給油工藝參數(shù):給油槽內(nèi)油浴溫度給油槽內(nèi)油浴溫度 85以上以上燜煮時間燜煮時間 4h以上以上給油后精干麻的含油率給油后精干麻的含油率 0.7%1.5%新型的上油工藝新型的上油工藝:油劑用量油劑用量 2%2.5%給油溫度給油溫度 不超過不超過50為宜為宜在連續(xù)給油機上在連續(xù)給油機上 僅需僅需2min溶液的

41、溶液的ph值值 以不超過以不超過8為好為好打纖，其實質(zhì)是利用機械的打擊作用打纖，其實質(zhì)是利用機械的打擊作用(伴以高壓伴以高壓水的沖洗水的沖洗)去除纖維表面上吸附的糊狀膠雜質(zhì)，去除纖維表面上吸附的糊狀膠雜質(zhì)，破壞脫膠麻中的束狀結(jié)構(gòu)，制取出分離性能較破壞脫膠麻中的束狀結(jié)構(gòu)，制取出分離性能較好的麻纖維。好的麻纖維。化學脫膠工程中的機械處理工藝化學脫膠工程中的機械處理工藝打纖打纖干干 燥燥自然干燥陰干日曬人工干燥烘房烘燥機2 麻纖維的微生物脫膠麻纖維的微生物脫膠n利用微生物的生命活動選擇性地脫去原料中的膠質(zhì)（果膠，利用微生物的生命活動選擇性地脫去原料中的膠質(zhì)（果膠，半纖維素，木質(zhì)素），而不破壞纖維素結(jié)

42、構(gòu)的方法，稱為半纖維素，木質(zhì)素），而不破壞纖維素結(jié)構(gòu)的方法，稱為微生物脫膠。微生物脫膠。n果膠物質(zhì)的分解過程果膠物質(zhì)的分解過程果膠果膠半乳糖醛酸、半乳糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸、半乳糖、阿拉伯糖、木糖、乙酸、甲醇等木糖、乙酸、甲醇等第一步，生成可溶性果膠；第一步，生成可溶性果膠；第二步，可溶性果膠分解成甲醇和果膠酸；第二步，可溶性果膠分解成甲醇和果膠酸；n第三步，果膠酸進一步分解為己糖，戊糖，糖第三步，果膠酸進一步分解為己糖，戊糖，糖醛酸，少量有機酸和醇；醛酸，少量有機酸和醇；n第四步，己糖和戊糖沿丁酸發(fā)酵過程被分解成第四步，己糖和戊糖沿丁酸發(fā)酵過程被分解成ooohohcoohnooohohco

43、och3n+n ch3oh熱熱ohcocoohchchchohchcocoohchchchohc22223510522223612622熱熱ohcooohcohcooohc22251052226126555666若在好氧性條件下：若在好氧性條件下：熱熱ohcocoohchchchohchcocoohchchchohc22223510522223612622熱熱ohcooohcohcooohc22251052226126555666半纖維素的分解過程：半纖維素的分解過程：木質(zhì)素的分解：木質(zhì)素的分解：n在好氧性條件下分解較快在好氧性條件下分解較快n在厭氧性條件下分解則緩慢在厭氧性條件下分解則緩慢厭

44、氧性微生物脫膠過程厭氧性微生物脫膠過程物理變化期物理變化期生物變化期生物變化期機械操作期機械操作期為微生物為微生物生長繁殖生長繁殖創(chuàng)造條件創(chuàng)造條件微生物大微生物大量生長繁殖量生長繁殖清洗，除雜清洗，除雜好氧厭氧好氧性微生物脫膠過程好氧性微生物脫膠過程物理變化期物理變化期生物變化期生物變化期機械操作期機械操作期為微生物為微生物生長繁殖生長繁殖創(chuàng)造條件創(chuàng)造條件微生物大微生物大量生長繁殖量生長繁殖清洗，除雜清洗，除雜好氧好氧3 麻纖維的改性麻纖維的改性結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：結(jié)晶度高，取向度高結(jié)晶度高，取向度高性能缺陷：性能缺陷：第一，纖維剛性太大、硬挺，服用麻織物有刺癢感，第一，纖維剛性太大、硬挺，服用麻織物

45、有刺癢感，影響穿著的舒適性；影響穿著的舒適性；第二，纖維細度較粗、較硬且抱合性不良，使紡紗性第二，纖維細度較粗、較硬且抱合性不良，使紡紗性能較差能較差 ；第三，麻纖維染色性能差，麻織物的顏色偏淺而不鮮第三，麻纖維染色性能差，麻織物的顏色偏淺而不鮮艷，且染色堅牢度較差。艷，且染色堅牢度較差。第一，針對結(jié)晶度高、取向度高。第一，針對結(jié)晶度高、取向度高。 使纖維素大分子膨化、溶漲，削弱麻纖維素內(nèi)使纖維素大分子膨化、溶漲，削弱麻纖維素內(nèi)部結(jié)構(gòu)的橫向聯(lián)結(jié)，破壞分子鏈的定向性，則無定部結(jié)構(gòu)的橫向聯(lián)結(jié)，破壞分子鏈的定向性，則無定型區(qū)含量增加（結(jié)晶度下降），密度下降。型區(qū)含量增加（結(jié)晶度下降），密度下降。第二

46、，纖維素的酯化和醚化。第二，纖維素的酯化和醚化。 由于取代基團的引入，纖維素分子不能恢復到由于取代基團的引入，纖維素分子不能恢復到原來狀態(tài)，改變了苧麻纖維的晶體結(jié)構(gòu)和微細結(jié)構(gòu)，原來狀態(tài)，改變了苧麻纖維的晶體結(jié)構(gòu)和微細結(jié)構(gòu)，使結(jié)晶度、取向度降低，微晶粒尺寸變小；使結(jié)晶度、取向度降低，微晶粒尺寸變?。坏谌?，功能基團的接枝。第三，功能基團的接枝。麻纖維改性方法麻纖維改性方法堿法改性：堿法改性：濃堿與纖維素作用生成堿纖維素。濃堿與纖維素作用生成堿纖維素。脫膠麻脫膠麻浸堿浸堿脫堿脫堿抖松抖松酸浴酸浴水洗水洗脫水脫水給油給油脫水脫水抖松抖松烘干。烘干。 項項 目目結(jié)晶度結(jié)晶度()取向度取向度()雙折射率雙

47、折射率 密度密度（g/cm3）聚合度聚合度改性前改性前改性后改性后91.383.391.387.60.06530.04101.54251.511324071873尿素法改性尿素法改性利用尿素中的羰基與堿纖維素反應的原理對麻纖維利用尿素中的羰基與堿纖維素反應的原理對麻纖維實行改性的方法。實行改性的方法。精干麻精干麻尿素改性處理尿素改性處理脫水脫水抖松抖松酸浴水洗酸浴水洗脫水脫水給油給油脫水脫水抖松抖松烘干。烘干。卷曲度（個卷曲度（個/cm）吸濕率（）吸濕率（）疲勞強度（次）疲勞強度（次）4.766.76131229.5210.5430293100.0022.92130.86尿素法改性尿素法改性黃

48、化法改性黃化法改性控制使纖維素半粘膠化，防止全粘膠化成為粘膠纖維。控制使纖維素半粘膠化，防止全粘膠化成為粘膠纖維。css+c6h7o2(oh)2onancssnaoc6h9o4n精干麻精干麻堿液處理堿液處理抖松抖松黃化處理黃化處理水洗水洗脫硫脫硫水洗水洗漂白漂白酸洗酸洗脫氯脫氯水洗水洗脫水脫水抖松抖松給油給油脫水脫水抖松抖松烘干。烘干。陽離子化改性陽離子化改性 在纖維素大分子上接上陽離子基團，由于接在纖維素大分子上接上陽離子基團，由于接枝基團化學性能活潑易于與陰離子染料分子結(jié)合，枝基團化學性能活潑易于與陰離子染料分子結(jié)合，改善了苧麻纖維的染色性能。同理也可以接上抗改善了苧麻纖維的染色性能。同理也可以接上抗靜電、防菌等功能性基團，改善抗靜電性、防菌靜電、防菌等功能性基團，改善抗靜電性、防菌性，使苧麻纖維向功能化方向發(fā)展。性，使苧麻纖維向功能化方向發(fā)展。 2.2.4 其他天然纖維素纖維其他天然纖維素纖維n一、竹纖維一、竹纖維n二、彩色棉二、彩色棉n三、菠蘿葉纖維三、菠蘿葉纖維 n四、香蕉莖纖維四、香蕉莖纖維 2.2.5 再生纖維素纖維再生纖維素纖維n再生纖維素纖維是以棉短絨、木材、竹子、甘蔗再生纖維素纖維是以棉短絨、木材、竹子、甘蔗渣、蘆葦?shù)忍烊?/p>