Dying and Finishing,,,,,染整概论 Dyeing & Finishing Fundamentals,第一章 纺织纤维及其制品,,,,第二节 纤维素纤维,第一节 纤维素纤维,第三节 合成纤维,第五节 织物一些概念,第四节 纱线的常识,纤维素纤维,第一节 纤维素纤维 棉 麻 粘胶纤维 新兴再生纤维素纤维,Recalling 棉纤维知识要点,形态结构 configuration 超分子结构 ex-molecular 分子结构 molecular structure 主要化学性能 Chem property 主要共生物 commensal 前处理方法介绍,1,2,3,4,5,6,Cotton,1.2.1 棉纤维的形态结构,成熟的棉纤维截面形态结构：截面呈腰子形或耳状组成：较薄的初生胞壁较厚的次生胞壁中空的胞腔未成熟的棉纤维次生胞壁较薄，胞腔大，截面呈U字形纵向呈扁平带状有天然扭曲：60-100个/cm纤维越细，捻数越多天然扭曲使棉纤维具有一定的抱合力，有利于纺纱工艺过程的正常进行和成纱质量的提高未成熟的棉纤维缺少天然扭曲。
Cotton Cross-Section,Cuticle (film of waxand pectin material),Lumen,Secondary Wall - Layers of cellulose,Primary Wall,,,,,,纤维超分子结构,更进一步研究纤维结构发现组成纤维的基本结构是高聚物大分子,大分子大多是线形,分子中有许多相同或相似的原子 原子团,彼此以共价键相互结合而成;原子– 基本链节—纤维大分子—超分子结构—纤维:超分子结构主要研究:纤维大分子聚集态结构 超分子结构： 在分子结构基础上、由许多个分子集聚时所形成的分子聚集态结构其地位介于纤维形态结构和分子结构之间描述纤维中长链分子（高分子）排列状态、排列方向、聚集松紧程度二、纤维素纤维的超分子结构,,结晶区: 大分子部分链段集结在某些区域呈现伸直的有规则的整齐排列的状态,称结晶态,纤维中呈结晶态区域叫结晶区;无定型区:取向度. 大部分大分子是和纤维轴向一致 大分子排列方向与纤维轴平行一致的程度叫取向度.无定形区 超分子结构 结晶度---结晶区所占重量%结晶区 取向度---链或微晶向与纤维向夹角,,棉、麻、丝光棉、粘胶结晶度：70、90、 50 、40 %,,,取向度值： ：1； ：0； ：角度 1：取向最高。
超分子结构与性能,超分子结构：对纤维的化学、物理或力学性能影响很大结晶度与物理性能：结晶度高，分子间紧密、作用力大，纤维强度大；纤维断裂在于超分子结构缺陷处结晶度低，分子间松散，纤维强度也较低，断裂延伸度可能较大取向度与物理性能：取向度高（丝光棉），纤维强度高，断裂延伸度降低，因为分子链、微晶排列轴向平行，分子间作用力大，应力集中点（缺陷）少，分子链不易断裂和滑移超分子结构与化学性能：结晶度高，结构紧密，空隙小又少，化学物质不能进入结晶区，例如染料分子不易进入，只在无定形区，得色深不易（麻）三、纤维素纤维的化学结构,*纤维素纤维：棉 麻粘胶等有不同形态结构和超分子结构，但其化学分子的单元结构和链接方式都一样---由葡萄糖剩基单元通过苷键相连接不同种纤维葡萄糖剩基单元数不同，即平均分子链长不同纤维素分子化学式：(C6H10O5)n式中n：聚合度；n：10000~15000(棉、麻)；n：250~500（粘胶）,纤维素分子结构式,结构特点：环上三个—OH，反应活性点环间—O—，酸分解之，碱稳链端：有一隐-CHO，M低还原性链刚性，H-键多，强度高,,,四、纤维素纤维的化学性质,,由纤维素分子化学结构所决定，受超分子结构、形态结构影响。
4.1 与碱作用 常温稀碱中稳定，浓碱溶胀，高温稀碱有氧气易氧化、断裂苷键，强力下降 浓碱溶胀：各向异性、不可逆 径向溶胀大，纵向小 反应：酸性纤维素分子与碱拟醇钠反应 C2H5OH + NaOH C2H5ONa + H2O Cell-OH + NaOH Cell-ONa+ H2O ;or Cell-OH﹡NaOH 反应可逆，水洗除碱，恢复纤维素分子，但纤维素纤维高层次结构被变化、不可逆---是棉织物丝光、碱缩处理理论根据4.2 与酸作用,酸促使苷键水解:(反应式),,酸使纤维素纤维织物初始手感变硬,然后强度严重下降酸的种类、作用时间、温度、纤维结构影响水解反应速率生产上应用：含氯漂白剂漂白后，稀酸处理，起进一步漂白作用；中和过剩碱；烂花、蝉翼等新颖印花处理用酸注意：稀酸、低温、洗净，避免带酸干燥4.3、与氧化剂\还原剂作用,,纤维素氧化后分子断裂，基团氧化变化，织物强度损伤。
纤维素分子对不同氧化剂作用有不同的敏感程度强氧化剂完全分解纤维素中、低强度氧化剂在一定条件下氧化分解纤维素能力弱，可用来漂白织物注意：空气中O2在强碱、高温条件易氧化、脆损纤维素织物，应避免氧化反应：Cell-OH + [O] Cell-CHO, Cell-C=O, Cell-COOH 还原型— -CHO，=C=O，潜在损伤氧化纤维素： 酸型— -COOH注：纤维素分子对还原剂稳定Chemical Properties Easily damaged by strong acids.High resistance to alkalies.Loses strength under prolonged exposure to ultraviolet rays of sunlight.,COTTON,由于棉纤维的主要组成物质是纤维素，所以它较耐碱而不耐酸酸会促使纤维素水解，使大分子断裂，从而破坏棉纤维棉纤维的性质,棉纤维中的天然杂质对印染加工的影响,⑴果胶物质：影响纤维的润湿性，还能使纤维变黄 ⑵含氮物质：遇氯易生成氯胺，造成织物吸氯泛黄和脆损 ⑶蜡状物质：影响纤维的润湿性。
⑷灰分：影响纤维的亲水性、白度和手感 ⑸色素：影响纤维的白度 ⑹棉籽壳：影响织物的外观Composition 87-90% cellulose.5-8% water.Remainder is natural impurities.,五、天然纤维素共生物如何去除,★是纤维生长保护物或代谢物 影响织物吸水、染色、白度果胶物质— 果胶酸钙、镁、甲酯，多戊糖等含氮物质— 含N盐和蛋白质碱除不尽、NaClO氯胺盐化蜡状物质— 酯、酸、碳氢物皂化、乳化除去灰分— 无机物酸溶天然色素— 结构复杂棉籽壳— 含木质素等碱软化、磺化、氯化除半纤维素— 多糖类酸解、碱除COTTON (a vegetable fiber),2. Length 1/8 to 2-1/2 inches. Longer fibers are Egyptian and Sea Island. Most American cotton range from 3/4 to 1-3/8 inches. 3. Color White, cream colored, gray, brown. 4. Luster Very little unless mercerized. 5. Strength 3.0 to 5.0 grams per denier. Mercerized cotton is stronger.10-20% stronger when wet. 6. Elasticity Natural twist increases elasticity.Elastic recovery 70-74 at 2%.Elongation 3-7%.,7. ResiliencyLow. 8. Moisture Absorption 7-10%. 9. HeatScorches and turns brown at 475°F. Disintegrates above this temperature. Withstands hot water up to 212°F.Dried at 160-200°F. 10. Specific Gravity 1.5 (dense).,COTTON,FIBER PROPERTIES,彩色棉,利用生物遗传工程在棉花介入某种可以产生颜色的基因,使棉桃中纤维产生某种颜色.目前 有棕色\绿色\褐色三大色彩系列.无须染色,因而无污染;存在变色退色掉色沾色等问题.,麻纤维,麻织物具有凉爽、吸湿、透气、排汗的特性，而且刚度高，吸汗不贴肉，最适合做夏季面料，是国际上最受欢迎的纺织面料之一。
麻纤维形态结构,Configuration of flax,麻纤维形态结构和性能,特点：竖纹和横节 端头多样：锤头、分支形（苎麻），细尖（亚麻）、钝角（大麻）苎麻、亚麻、大麻等韧皮纤维：厚壁、端闭、狭腔单细胞 长短、外形、成分各异纤维素含量不高长径：苎麻---127~152mm(长),20~75µm(径)； 亚麻---11~38mm(长),11~20(径)； 大麻、黄麻：长度很短 组成：,麻织物的前处理,脱胶什么叫原麻脱胶?,,,麻纤维粘连成片，麻片在分离成单纤维或工艺纤维前所有的长度，和麻的品种、生长情况以及收获方法有关，对麻纤维的利用和成品品质有影响,,化学性质,Chemical properties,1 与碱作用 稳定 stable in alkali,纤维大分子与碱作用稳定,实际上前处理以及染色都在碱性条件下完成的；分 冷浓碱 高温稀碱分开说；,酸使纤维素纤维织物初始手感变硬,然后强度严重下降酸的种类、作用时间、温度、纤维结构影响水解反应速率。
生产上应用： 含氯漂白剂漂白后，稀酸处理，起进一步漂白作用；中和过剩碱；烂花、蝉翼等新颖印花处理用酸注意：稀酸、低温、洗净，避免带酸干燥2 酸作用,2、与酸作用,酸促使苷键水解:(反应式),3、与氧化剂作用,,纤维素氧化后分子断裂，基团氧化变化，织物强度损伤纤维素分子对不同氧化剂作用有不同的敏感程度强氧化剂完全分解纤维素中、低强度氧化剂在一定条件下氧化分解纤维素能力弱，可用来漂白织物注意：空气中O2在强碱、高温条件易氧化、脆损纤维素织物，应避免氧化反应：Cell-OH + [O] Cell-CHO, Cell-C=O, Cell-COOH 还原型— -CHO，=C=O，潜在损伤氧化纤维素： 酸型— -COOH注：纤维素分子对还原剂稳定4 对还原剂反应,对还原剂稳定5 主要共生物,Main commensal,天然纤维素共生物,★是纤维生长保护物或代谢物 影响织物吸水、染色、白度果胶物质— 果胶酸钙、镁、甲酯，多戊糖等含氮物质— 含N盐和蛋白质碱除不尽、NaClO氯胺盐化蜡状物质— 酯、酸、碳氢物皂化、乳化除去。
灰分— 无机物酸溶天然色素— 结构复杂棉籽壳— 含木质素等碱软化、磺化、氯化除半纤维素— 多糖类酸解、碱除。