化學(xué)材料的發(fā)展與服裝的改變

1、課程名稱：化學(xué)與生活論文題目：化學(xué)材料的發(fā)展與服裝學(xué) 院：礦業(yè)學(xué)院專 業(yè)：采礦工程班 級(jí)：采礦132班學(xué) 號(hào)：1308010152 學(xué)生姓名：張曉明 序 號(hào)：3電 話：151850402472016年 6 月 11 日化學(xué)材料的發(fā)展與服裝的改變摘要：隨著化學(xué)的不斷發(fā)展，許多新的合成材料憑借他們的優(yōu)越性能代替啦以往的傳統(tǒng)材料。以前服裝的材料多依賴于天然的材料，但隨著人類的發(fā)展天然材料已經(jīng)不再能滿足人們的需要。隨著化學(xué)的發(fā)展人們能找一些比天然材料更好的材料，用它能做出人們需要的現(xiàn)代服裝?；瘜W(xué)材料的發(fā)展史：歷史和考古學(xué)家告訴我們，獸毛皮和樹葉是人類最早采用的服裝材料。大約在公元前5000年埃及開始用

2、麻織布，公元前3000年印度開始使用棉花，在公元前2600多年時(shí)我國開始用蠶絲制衣。公元前1世紀(jì)，我國商隊(duì)通過“絲綢之路”與西方建立了貿(mào)易往來。此時(shí)，人類亦開始對(duì)織物進(jìn)行染色。此后，在歷史的服裝材料的發(fā)展與紡織工業(yè)的發(fā)展是緊密聯(lián)系在一起的。產(chǎn)業(yè)革命以后，工業(yè)生產(chǎn)及其產(chǎn)品有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，紡織品從手工生產(chǎn)到機(jī)械生產(chǎn)，化學(xué)品染料也開始取代天然染料并不斷的更新。19世紀(jì)末20世紀(jì)初英國生產(chǎn)出粘膠人造絲，1925年又成功地生產(chǎn)了粘膠短纖維。1938年美國宜布了尼龍纖維的誕生，1945年二次世界大戰(zhàn)結(jié)束，生產(chǎn)技術(shù)再次快速發(fā)展。美國1950年開始生產(chǎn)聚丙烯脯纖維(腈綸)，1953年聚酯纖維(滌綸)問世，19

3、56年又獲得了彈力纖維的專利權(quán)。到10世紀(jì)60年代初，本書第一章中所介紹的化學(xué)纖維，已作為服裝材料而被廣泛地應(yīng)用。隨著紡織工業(yè)發(fā)展和化學(xué)纖維的應(yīng)用，人們認(rèn)識(shí)到各種纖維的不足。在利用天然纖維與化學(xué)纖維混紡互補(bǔ)的同時(shí)，在60年代提出了“天然纖維合成化，合成纖維天然化”的口號(hào)，也可以說從60年代起世界各國對(duì)化學(xué)纖維(特別是合成纖維)的改進(jìn)和研究，已經(jīng)取得了豐碩的成果。它們表現(xiàn)在下述幾個(gè)方面：1通過改變纖維斷面形狀而生產(chǎn)的異形纖維(三角、多角、扁平、中空等)，對(duì)改善織物光澤、手感、透氣、保暖以及抗起球等有較好的效果。2“差別化纖維”廣泛應(yīng)用于服裝面料的生產(chǎn)。“差別”是針對(duì)傳統(tǒng)的合成纖維而盲的，它們是易

4、染纖維、超細(xì)纖維(單纖維線密度小于o44dtex)、高收縮纖維(用于膨體紗)、三維立體卷曲纖維、有色纖維及模擬纖維(仿絲、仿毛、仿麻)等。3利用共聚或復(fù)合的方法，即將兩種或兩種以上的纖維原料聚合物進(jìn)行聚合，或通過一個(gè)噴絲孔紡成一根纖維，生產(chǎn)出性能更加優(yōu)越的纖維。如腈氯綸，以及聚酰胺和聚酯制成的復(fù)合纖維。它們都具有兩種纖維的特色及更好的綜合性能。4利用接枝、共聚或在纖維聚合時(shí)增加添加劑的方法使纖維具有特殊的功能。如阻燃纖維、抗靜電纖維、抗苗纖維、防蚊蟲纖維等。520世紀(jì)80年代以后又有不少高性能的新纖維出現(xiàn)，如碳纖維、陶瓷纖維、甲殼質(zhì)纖維、水溶性纖維及可降解纖維等。6天然纖維也有了重大的改進(jìn)，如

5、彩色棉、環(huán)保棉，無鱗羊毛，抗皺免燙絲綢等。以上不難看出，服裝材料已經(jīng)是品種繁多，形態(tài)及性能各異，它們已隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了高科技的21世紀(jì)，井已能從多方面滿足消贊者的需求。天然纖維與化學(xué)纖維：植物纖維的主要成分是纖維素，是葡萄糖-葡萄糖分子中碳上的羥基和碳上的羥基分別在環(huán)的兩面的聚合物，包括約個(gè)該糖的單體，燃燒時(shí)生成二氧化碳及水，無異味，主要有棉，麻兩類。 棉在顯微鏡下看到棉纖維呈細(xì)長(zhǎng)略扁的橢圓形管狀，由于空心，故吸濕性、透氣性好，可吸汗又保暖，是做內(nèi)衣的理想材料。 麻為實(shí)心棒狀的長(zhǎng)纖維，不卷曲，洗后仍挺括，適于做夏布衣裳、蚊帳。 2. 動(dòng)物纖維 動(dòng)物纖維主成分為蛋白質(zhì)，系角蛋白，因?yàn)椴槐?/p>

6、消化酵素作用，故無營養(yǎng)價(jià)值。均呈空心管狀結(jié)構(gòu)，常用的有絲、毛兩類。 絲纖維細(xì)長(zhǎng)，由蠶分泌汁液在空飛中固化而成，通常一個(gè)蠶繭即由一根絲纏繞，長(zhǎng)1000m到1500m，強(qiáng)度高、有絲光、宜做夏季襯衫，是一種高級(jí)衣料。 毛纖維包括各種獸毛，以羊毛為主。纖維比絲纖維粗短。構(gòu)成羊毛的蛋白質(zhì)有兩種，一種含硫較多，稱為細(xì)胞間質(zhì)蛋白，另一含硫較少叫做纖維質(zhì)蛋白。后者排列成條，前者則像樓梯的橫擋使纖維角蛋白連接，兩者構(gòu)成羊毛纖維的骨架，有很好的耐磨和保暖功能，具有柔軟、蓬松、保暖、舒適、容易卷曲等優(yōu)點(diǎn)，適宜做外衣和水兵服。只是容易發(fā)霉、遭蟲咬?，F(xiàn)在在羊毛織物內(nèi)添加了防止蟲蛀成分，使羊毛織物依然受人喜愛。1. 人造

7、纖維的起源 天然纖維的資源有限，亞麻一年一熟，每10棵亞麻，只能剝到5Kg左右的亞麻皮；經(jīng)過曬干去皮，只剩1Kg左右了。10條家蠶只能結(jié)10個(gè)繭，從10個(gè)繭中只能出5克左右蠶絲。羊毛一年剪一次，一只羊每年只能剪10kg左右羊毛。棉花一年收獲次，一畝棉田大約棉。 蜘蛛在屋檐邊、樹叢間抽絲做網(wǎng)，捕捉昆蟲。這引起了法國科學(xué)家卜翁的注意。他根據(jù)前人的論點(diǎn)，進(jìn)行人工制絲的試驗(yàn)把蜘蛛囊割破，擠出膠液，抽成細(xì)絲，制成了歷史上第一副人造絲手套。抽絲試驗(yàn)的成功，推動(dòng)人們進(jìn)一步去研究纖維的結(jié)構(gòu)。1884年，法國的席爾頓納用硝酸處理木纖維，使它變成硝化纖維素，然后將它溶解在酒精或乙醚的溶刊中，配成粘液，最后通過細(xì)孔

8、抽細(xì)絲獲得成功，并用它制成第一件人造纖維衣服。這種人造絲衣服光滑、耀眼，可以洗滌。 1891年，世界上第一座硝酸纖維工廠建成。該廠從木材中提取純凈纖維素，然后用燒堿、二硫化碳處理，得到一種橙黃色的粘膠狀物質(zhì)，抽成絲，就是粘膠纖維。這是歷史上最早批量生產(chǎn)的人造纖維，以后銅氨纖維、2. 人造纖維的分類 人造纖維離不開大自然，得用天然纖維做原料，采用化學(xué)的方法制造而成。由于許多植物纖維如木材，蘆葦、棉短絨，甘蔗渣，棉桿、麥稈等纖維較短，不適合直接用于紡織，需經(jīng)化學(xué)加工以改性，得到的人造纖維主要有人造棉，人造毛和人造絲。 現(xiàn)代人的許多漂亮的衣裳，都是用木材、蘆草制成的人造纖維做的。人造纖維是用木材、蘆

9、葦、蔗渣、王米芯、麥稈、稻草、竹子等經(jīng)過清理以后，用化學(xué)的方法，把這些原料中的粗短纖維再制成適于紡織的長(zhǎng)纖維。人造纖維用這些富含纖維素的植物作原料，用亞硫酸鈣和燒堿等使其水解、蒸煮，漂白做成像紙板一樣的“漿箔”，制得純凈的纖維素；再用氫氧化鈉、二硫化碳處理而成“纖維素磺酸酯”，制成“粘膠液”，最后通過許多微細(xì)的小孔，噴射到含硫酸等的溶液中，凝固成再生纖維。這就是人造纖維工廠最早制出的粘膠纖維，是連續(xù)不斷的絲，叫做人造絲，人造絲可以織出許多漂亮的人造絲綢緞；這種絲截短后，卷曲度高的，叫做人造毛；卷曲度低的，叫做人造棉。人造絲、人造毛、人造棉都是粘膠纖維，只是纖維長(zhǎng)短、曲直不同罷了。 粘膠纖維穿著

10、舒適，透氣性好、人造棉容易染色，織出的布色彩鮮艷絢麗；人造絲織物輕柔滑軟，可制成多種絲綢；人造毛同羊毛可混紡成毛粘絨線，還可同合成纖維混紡、取長(zhǎng)補(bǔ)短，改善織物性能。 人造纖維的吸水性比較好，穿在身上不會(huì)感到悶。通常將它們與合成纖維一起做成混紡織品，如滌綸和人造棉的混紡品叫“棉的確涼”；腈綸和人造毛混紡成花呢和凡立丁等“毛腈”織物。采用混紡的辦法，是為了取長(zhǎng)補(bǔ)短，提高布匹的質(zhì)量；人造纖維印染花色容易，吸水性好，缺點(diǎn)是潤(rùn)濕狀態(tài)時(shí)強(qiáng)力低，因此不經(jīng)洗不耐穿；合成纖維結(jié)實(shí)、耐磨，但不易染色，吸水性差。把它們混紡以后，就可以相得益彰，織成既美觀又結(jié)實(shí)耐穿的衣裳。 3. 人造纖維的化學(xué)制造及特點(diǎn) 人造棉最早

11、出現(xiàn)是在1891年把含木（質(zhì)）纖維素（單體為戊糖或木糖，C6H12O5）的木材，除去木質(zhì)素后和二硫化碳及氫氧化鈉作用，生成纖維素黃原酸鹽，經(jīng)進(jìn)一步處理而得，主要有： 是將上述黃原酸酯除去雜質(zhì)后溶于稀堿中，成為粘稠狀液體，很象膠水，將此粘膠液噴絲入硫酸及硫酸鈉溶液中，纖維素黃原酸酯分解，重新變成纖維素，可成均勻細(xì)絲，結(jié)構(gòu)上與棉纖維相同，但為實(shí)心棒狀，較脆，強(qiáng)度差，由于經(jīng)多次化學(xué)處理，纖維素分子排列較棉纖維松散而零亂，分子之間空隙較大，水分子易鉆入，故縮水率大，纖維經(jīng)向膨脹后(直徑可加粗一倍，制品發(fā)脹、變厚變硬，不易洗且強(qiáng)度下降，主要性能與棉相近，可作內(nèi)等。是將粘膠纖維用合成樹脂處理，在整理技術(shù)上

12、改進(jìn)，這些合成樹脂（也可用其它化學(xué)試劑）如同鉤子，在粘膠纖維的分子間掛接，使其排列整齊，干、濕強(qiáng)度均大增，洗滌性能好，不縮水，因而得“富強(qiáng)纖維”雅號(hào)。 人造毛主要分為：人造羊毛是將優(yōu)質(zhì)粘膠纖維長(zhǎng)絲叨短成羊毛的長(zhǎng)度（76102毫米），外表酷似羊毛，但遇水膨脹、變硬，且不耐磨；氰乙基纖維是使纖維素中的羥基和丙烯腈反應(yīng)生成，結(jié)構(gòu)式相當(dāng)于纖維素，這種纖維非常牢固耐磨（為普通纖維的4倍）。 人造絲主要分為：普通人造絲，用粘膠纖維中的長(zhǎng)絲紡成，特點(diǎn)與棉布同，可做襯衫、窗簾，濕時(shí)不結(jié)實(shí)，洗滌易變形；銅氨纖維，將氫氧化銅溶于濃氨水即得銅氨溶液，加入木質(zhì)纖維使溶解制成紡絲液，在酸液中噴絲，專用于人造絲制備，質(zhì)地

13、比粘液纖維好。乙酸纖維，將纖維和乙酸酐在硫酸的催化下反應(yīng)，此時(shí)纖維素中的羥基在上述酐的作用下，生產(chǎn)乙酸纖維酯聚合物，此酯不溶于丙酮，但它部分水解后，就可溶于丙酮，將此丙酮液壓過小孔，通過熱空氣使溶劑蒸發(fā)即得絲狀纖維素，本品不能燃燒，為優(yōu)質(zhì)人造絲。 合成纖維是用石油、煤、天然氣、石油廢氣、石灰石、空氣、水等非纖維類的化工原料合成的紡織品（通常成絲狀，如為片狀或塊狀者則為樹脂，合成樹脂添加各種助劑后的制成品稱為塑料）做原料，經(jīng)過化學(xué)合成和機(jī)械加工制成的，這種纖維才是真正的“人造纖維”。合成纖維為重要的高分子聚含物，有優(yōu)異的化學(xué)性能和機(jī)械強(qiáng)度，在生活中應(yīng)用極廣。1000噸石油煉出汽油以后，分離出的乙

14、烯和丙烯，可以制造合成纖維1.5噸，用它可萬米布，衫。合成纖維具有天然纖維所沒有的一系列優(yōu)良性能，如強(qiáng)度高、耐磨、耐蟲蛀、比重輕、保溫性好，并且還耐酸堿的腐蝕。合成纖維中主要有錦綸、滌綸、腈綸、維綸、丙綸、氯綸、氨綸、芳綸、氟綸等。其中錦綸、滌綸、腈綸被稱為現(xiàn)代化纖的三大支柱。 錦綸，即尼龍，化學(xué)名叫“聚酰胺纖維”。錦綸的種類五花八門，為區(qū)分錦綸的不同品種，人們?cè)阱\綸后面加上阿拉伯?dāng)?shù)字，如錦綸-6、錦綸-66、錦綸-610，其中前面一個(gè)數(shù)字表示胺中的碳原子數(shù)，后面一個(gè)數(shù)字表示酸中的碳原子數(shù)。錦綸-610是由6個(gè)碳原子的己二胺10個(gè)碳原子的癸二酸制成。制造錦綸的基本原料是苯、苯酚或環(huán)己烷，可大量

15、從石油及蓖麻油、鯨魚油中得到。錦綸的最大優(yōu)點(diǎn)是耐磨性比一般纖維好得多，強(qiáng)度高、耐疲勞、耐腐蝕。其缺點(diǎn)是吸濕性較差，不透氣，表面容易起球。人們用錦綸與粘膠、羊毛等吸水較好的纖維混紡成華達(dá)呢、粘錦嗶嘰、錦綸花呢等織品，彼此取長(zhǎng)補(bǔ)短。 滌綸，即的確良，是從石油或煤的焦化產(chǎn)品二甲苯、萘中制得對(duì)苯二甲酸，從乙烯中得到乙二醇，經(jīng)適當(dāng)化學(xué)加工得到滌綸樹脂，在經(jīng)由各種處理而得縮聚成聚酯纖維。滌綸是三大合成纖維中工藝最簡(jiǎn)單的一種，價(jià)格比較便宜，再加上有結(jié)實(shí)耐用、彈性好、不易變形、耐腐蝕、絕緣、挺括、易洗快干等特點(diǎn)，為人們所喜愛。的確良(的確涼)織物顏色雪白、光潔、質(zhì)地柔軟、耐熱性好，雖經(jīng)多次蒸煮也不會(huì)減低強(qiáng)度。

16、的確良主要用作衣料，但不適合作內(nèi)衣，因?yàn)樗晃?，出了汗，襯衣就濕漉漉的，而且很悶氣。但只要把它同適量的棉花混紡，就可彌補(bǔ)這些缺點(diǎn)。近年來，市場(chǎng)上出現(xiàn)了針織的純的確良衣料，利用針孔有較大空隙的特點(diǎn)來增強(qiáng)它的透氣性，效果很好，很受歡迎。 腈綸，是聚丙烯腈的簡(jiǎn)稱，它的外貌統(tǒng)羊毛非常相似，故俗稱“人造羊毛”，具有質(zhì)地輕、彈性強(qiáng)、耐腐蝕和不霉不蛀、蓬松耐曬的特點(diǎn)，在這方面羊毛也有點(diǎn)遜色。但是，腈綸的耐污性和尺寸穩(wěn)定性以及保暖耐穿就不及羊毛了。 今天，錦綸等原有的化纖品種已經(jīng)不能滿足人類日益增長(zhǎng)的需要了，要求有更多、更好的合成纖維問世。研制新型的化學(xué)纖維，不外兩條途徑：一是采用物理改性技術(shù)，用原有材料經(jīng)

17、過特種噴絲法，制成異形纖維、中空纖維，使之產(chǎn)生新的性能；二是改變纖維的高分子結(jié)構(gòu)，或采用新的化合物，聚合成新的合成纖維。 所謂異形纖維是把原來一模一樣的合成纖維制成截面畸形的纖維，象天然纖維那樣呈現(xiàn)下角形、星型、多葉型等，異形纖維的截面遠(yuǎn)遠(yuǎn)不限于天然纖維那么兒種，五花八門，種類繁多，甚至可以隨心所欲地生產(chǎn)各種截面的化學(xué)纖維。歸納起來，可以分為四類：異形截面纖維、中空纖維、異形中空纖維、復(fù)合異形纖維。這些纖維同一般斷面圓形的纖維相比，具有柔和、素雅、光澤好，纖維的合抱力提高，更蓬松、柔軟，性能更加優(yōu)良的特點(diǎn)。 異形纖維的制造并不復(fù)雜，只要把各種高分子聚合物通過特別的畸形噴絲頭，就可以噴出異型纖維

18、了。各種化學(xué)纖維，無論采用什么紡絲形式，都能制成異型纖維。 混紡纖維是在合成纖維的基礎(chǔ)上為改善紡織品的功能，將多種纖維混合，利用不同纖維的特點(diǎn)，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，制成各種混紡制品?；旒徔椢锏拿麨榧徔棾刹嫉乃迷厦Q，如兩種以上按比例混紡，比例大者放在前面如25 %錦綸75%粘絲混紡華達(dá)呢錦綸混紡凡毛錦三等。 復(fù)合纖維是由一種原料做紗芯，另一種原料做包芯紗粘合而成單絲的化纖。例如，滌綸和錦綸，各有優(yōu)缺點(diǎn)，滌綸挺括卻不易染色；錦綸染色性好，卻容易起皺。如果以滌綸做紗芯，錦綸做包芯紗，復(fù)合成為錦-滌纖維，就可以兼有兩者的優(yōu)點(diǎn)。 用特種噴絲工藝，把兩種不同的原液分別輸進(jìn)同一只噴絲頭，在同一噴絲孔前方一齊壓噴出來，就可以成為左右不同，或外周同內(nèi)芯不同的復(fù)合