纺织品染整学(序言、第一章_11.2)

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序言 (preface)
《纺织品整理学》内容：
涉及坯布到成品布的加工过程，包括织物的染色、印花、 整理以及染整前处理（from gray or greige goods to finished fabrics, including dying, printing, finishing and the preparation of dying and finishing）。
♦单体(monomer)：聚合反应中参加反应的低分子 化合物称为单体。
♦结构单元（重复单元structure unit）：聚合物中 重复出现的基本单元，也称为链节或重复单元 repeat unit（均聚物中）。
n CH2=CH2 CH2 CH2
n
NH(CH2)6NH
结构单元
n
CO(CH2)4CO
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ结构单元
纺织品染整加工的特点： 以化学加工为主的物理与化学加工（现也涉及一些生物 化学）相结合的综合加工。大多为化学加工，且多为湿 加工（chemical processing, wet processing）。
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序 言(preface)
《纺织品整理学》的主要内容：
第一章：常用纺织纤维的结构和主要性能 第二章：染整用水和表面活性剂 第三章：纺织品的印染前处理 第四章：纺织品的染色 第五章：纺织品印花 第六章：纺织品的一般整理 第七章：纺织品功能整理
第一章
末页
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学习了解纤维主要化学性质的目的： 1．利用性质进行染色等化学加工；
2．利用性质防止在化学加工中造成对纤 维的损伤；
3．利用性质进行纤维的改性。
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常用纺织纤维的结构和主要性能
染整所 用方法 决定因 素
常用纤维
天然纤维：棉、麻、
纤维素纤维
丝、毛
蛋白质纤维
化学纤维：粘胶、
再生纤维
涤纶、锦纶、睛纶
纺织工程专业课程
崔运花 anniecui@yahoo.cn
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序言 (preface)
我国纺织工业现状——纺织大国 ♣ 世界最大的纺织生产国：我国纺织工业纤维 加工总量2009年已超3780万吨，超过世界的 50%；化学纤维产量2730万吨，超过世界的 50%；纱产量2393万吨，布产量710亿米。
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高分子化合物的特性
1、分子量很高(have high molecular weight)；
2、多分散性
♦分子量的多分散性：数均分子量、重均分子量、 粘均分子量。 通常高分子物是由链节相同、聚合度不同的大分 子混合组成，大分子相互间链节数的相差为整数， 所以高分子物也称为聚合同系物的混合物。
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高分子化合物的特性 3、复杂的分子链形
n
n HO CH2 CH2 OH
O CH2 CH2
重复单元
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高分子化合物的术语
♦均聚物(homopolymer)：由同一种单体聚合而成，如聚 乙烯，聚氧乙烯 。 ♦共聚物(copolymer)：由两种以上单体聚合而成。 根据结构单元有无重复性又分为有规共聚物和无规共聚物。 *有规共聚物(tactic copolymer)：结构单元完全有规则 的排列。 *无规共聚物(random copolymer)：结构单元排列没有规 则，在分子链上是一种随机分布。 ♦聚合度(degree of polymerization)：聚合物中结构单元的 数量，用DP表示，在分子结构示意式中用小写n表示。
纺织生产链：纤维生产（天然纺织纤维的生长、制取，人造 纤维的生产）→纺织加工（纺纱→机织、针织等 ） →非织造加工（成网→网的粘合等） →染整加工→服装等生产（最终产品end-use product, ultimate product)（→消费者消费→废弃→ 循环利用）。
纯棉服装加工工序：棉花种植→采摘→轧棉→开清棉→梳棉 →并条→成纱→络筒→整经（卷纬）→浆纱→穿经→织造 （坯布gray goods）→烧毛→退浆→煮练→漂白→丝光→染 色→印花→整理（成品布dyed and finished fabrics)→剪 裁→缝制→水洗→整烫→成品。
合成纤维
第一节 纤维素纤维的结构和主要化学性能
以纤维素分子为基本化学结构的纤维。 以β- D-葡萄糖剩基为结构单元的高分子化合物。
第一章
末页
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棉纤维的生长、制取及形态结构特点
棉纤维：由胚珠的表皮细胞经过伸长和加厚而形成单细胞纤维。 上端尖而封闭，下端粗而敞口，整根纤维为细长的扁平带状 （ribbon like shaped），纵向有螺旋形天然扭曲 （convolution），横截面呈腰圆形（kidney shaped）。
♣ 世界最大的纺织消费国：人均纤维消费量 2007年已达15kg，超过世界平均值28%。 ♣ 世界最大的纺织服装出口国：纺织品服装出 口额1995年已居世界第一位。
序言 (preface)
我国纺织工业存在问题：
中国并非纺织强国。从整体上看，行业自主 创新能力仍相对薄弱，具有自主知识产权的 原创关键技术研发进展相对缓慢，新产品自 主开发和设计能力仍有不足，应用电子、信 息、自动化、新材料等高新技术改造提升纺 织产业的研究和创新能力仍有待提高。由于 行业规模大，集中度低，企业间技术装备水 平差异较大，大量中小企业的技术装备与国 际先进水平相比较也仍有差距。
♦苎麻 (ramie)：中国草
苎麻麻茎→剥皮（扯剥、砍剥）→麻皮→刮青→原麻→脱胶 →精干麻（degummed ramie)。（单纤维纺纱）
♦亚麻(flax)：
亚麻麻茎（原茎）→浸渍(retting)→干茎→碎茎、打麻 （breaking and scutching)→打成麻。（工艺（束）纤维 纺纱）
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高分子化合物的结构与性能
同其它物质一样，高分子材料的使用性能从本质上说是由 其化学组成所决定的，但还与材料的物理结构有着密切关
系。
高分子化合物的结构： 高分子化合物的结构包括大分子本身的结构和大分子之间 的排列（聚集态结构）两方面。大分子可敛集成不同层次 的结构组织。在光学或电子显微镜中可观察到这些不同层 次结构组织的形状和内部结构，常称之为形态结构或形态。
end
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结构与性质： *初生胞壁（primary wall）---层厚 0.1~0.2 µ m，决定棉纤维表面性 质。外层由果胶物质和蜡状物组成（角皮层），内二层是纤维素网状结构， 横缠竖绕。拒水性，影响染整，前处理的去除对象。 *次生胞壁（second wall） ---层厚约4µm ，占90%wt.，共生杂质少， 决定棉纤维性质。层中很多同心日轮，同心轮按走向 S、Z、S分三层，纤 维走向与轴向夹角20~30度，走向变化，内层直。
高分子大的内聚力使高分子在通常情况下只有固态， 在较高温度下有液态，而没有气态。 高分子的固态结构很复杂，有结晶态(crystalline area)、 无定形态(amorphous area)和取向态。在这三类中，实际 上又有许多形态。
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高分子化合物的结构与性能 纤维结构三层次：
化学结构—分子结构，纤维最小结构元素（纳米、埃） 决定纤维物化性能（major determinant) 超分子结构—分子聚集体结构（超微观） 影响纤维物化性能 形态结构—分子聚集体的聚集结构（微观）
*胞腔（medulla，lumen) ---中空，占横截面1/10，含蛋白质和色素， 决定棉纤维颜色。染料和化学处理剂通道。
空腔的大小及纤维细胞壁的厚薄视棉花的品种及成熟度(maturity)而 定。 长度：23~45 mm；细度：0.15~0.2tex ；扭曲数：60~120个/c 单细胞纤维的化学成分：纤维素94% wt.,蜡状物0.6%wt.,灰分1.2%wt.,果胶 物0.9%,含氮物等。
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棉纤维的制取及初加工： 籽棉→轧制ginning（轧棉—皮辊轧棉roller ginning、锯齿轧棉saw ginning）→（皮棉 ginned cotton）原棉。 含糖棉（糖污棉honeydew cotton）的处理。
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麻纤维的生长、制取及形态结构特点
麻纤维：韧皮纤维 (bast fiber，stem fiber, phloem fiber)、叶 纤维(leaf fiber)、果壳纤维(nut husk fiber)的总称。 韧皮植物茎结构：青皮、韧皮部、木质部、髓腔。
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再生纤维素纤维形态结构特点
高分子化合物分子链的几何形状，即链的结构形态主要 有线型、支链型和体型三种。
通常制造化学纤维的高分子化合物都是线型或分支程度 较 小 的 支 链 型 结 构 。 ——backbone chain, side chain(pendant)。
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高分子化合物的术语
♦聚合反应(polymerization)：是指由低分子经过 化学反应形成高分子产物的化学反应过程 。
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第一章 常用纺织纤维的结构和主要性能
染整加工对象：
纺织品(textile products, textile items, textiles)(fiber assembly)→纺织纤维 (textile fibers)→高分子化合物（高聚物 polymer ,巨分子、大分子、 macromolecule， 长链分子 long-chain molecule）。 The basic unit from which fibers are created is a polymer, or long-chain molecule, sometimes called a macromolecule.
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高分子化合物的结构与性能 高分子链的构象结构 ：
一般分子链不是伸展、而是呈卷曲状态，称 为高分子的空间构象（configuration)。 高分子链构象之间很容易相互变换，碳碳键 旋转便可实现这种变换，所需能量不高，不象异 构体变换要破坏化学键，需要高能量。构象之间 转换较容易，在常温情况下，许多分子就因分子 热运动而能容易地转换构象。
高分子有许多的空间构象是高分子的内在特 点，是高分子材料有弹性、柔性的基础。
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高分子化合物的结构与性能
♦高分子化合物的聚集态结构
高分子的分子间作用力使高分子聚集在一起，这种作 用力也称高分子的内聚力（cohesive force, cohesion），定 义为将高分子分开所需提供给高分子的能量。 高分子化合物分子很长，分子之间的作用力与低分子 相比，非常量大→分子间的力具有加和性。
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高分子化合物的结构与性能 ♦大分子本身的结构：
分子结构单元的化学结构：
组成高分子链的基础是化学元素种类和数 量、这些元素原子的键接方式、空间构象和一 些结构异构体，这些可反映在结构单元的化学 结构上。
高分子化合物的元素组成和数量不一样， 元素排列结构不一样，结构单元的化学结构不 一样，是形成不同材料的最根本因素。
♦黄洋麻(jute, kenaf)：
黄麻、洋麻麻茎→沤麻（清洗retting ）→熟麻。（束纤维 纺纱） 24
麻纤维形态结构特点
苎麻、亚麻、黄麻等韧皮纤维：厚壁、端闭、狭腔单细胞。 长短、外形、成分各异。纤维素含量不高（伴生物含量高）。 特点： 纵向：竖纹和横节，端头多样：锤头、分支形（苎麻），细 尖（亚麻）、钝角形（黄麻、大麻）。 横截面：腰圆形、椭圆形或多角形。 长径：苎麻—20~250mm(长),30-40µ m(径)； 亚麻—17~25mm(长),12-17 µ m(径)； 洋麻— 2~6mm (长),14~33 µ m(径) 黄麻—2~4mm (长), 15~18 µ m(径) 。
序言 (preface)
实现纺织强国目标的途径：
加快科技进步，实现纺织科技生产力的跨越 式发展，并以此为支撑转变发展方式，是实 现2020年纺织强国目标的根本途径。
建议学习文件：
1.工业和信息化部《关于推进纺织产业转移的 指导意见》
2. 中国纺织工业协会《纺织工业“十二五” 科技进步纲要》
序言 (preface)
《纺织品整理学》的学习要求： 各工序加工要求、加工方法和原理、工艺及设备。 末页
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课程教材： 《纺织品整理学》 参考资料： 1.染整工艺原理（4册）
2.纺织品染整工艺学
3.纺织品染整基础（Textile Coloration and Finishing） 等。
最终成绩构成：
平时:30%（课堂小测验、章节作业、平时出席情况等）； 期终考试：70%。