纤维素纤维 纤维化学与物理
纤维化学与物理蔡再生考试重点
纤维化学与物理蔡再生考试重点
本课程的考试重点主要内容由四部分组成，即高分子化学、高分子物理、纤维化学和不同类型的纤维介绍。
第一部分，高分子化学，包括高分子基本概念、基本聚合反应以
及聚合反应工艺。
第二部分为高分子物理，介绍高分子的结构层次、高分子链结构以及聚集态结构，以及与高分子有关的机械性能、熔体性质和溶液性质等。
第三部分主要介绍纺织纤维的基本理化性能，包括纤维的物理结构、力学性能以及纤维的热性能、燃烧性能、电学性能和光学性能等。
在此基础上介绍常见纤维的基本类型及相应的结构、性能特点。
在第一部分《高分子化学》中，主要掌握高分子化学的基本概念，掌握合成高分子材料的聚合反应原理，以及合成高分子的聚合工艺及控制方法。
第二部分《高分子物理》主要了解高聚物的结构和性能的基本关系。
了解高分子的分子结构和聚集态结构，有机高分子材料的基本性能如粘弹性、分子运动等，熟练掌握纺织纤维的结构、性能及相互之间的关系。
第三部分《纺织纤维的基本理化性能》了解纤维材料及各种基本
性能，如力学性能、电学性能、关学性能、热性能等。
第四部分中，了解纤维素纤维及再生纤维素纤维的物理性能、化
学性能，蛋白质纤维、羊毛纤维以及聚丙烯腈纤维、聚丙烯纤维、聚氨酯弹性纤维、聚乙烯醇缩醛化纤维等合成纤维的物理和化学结构及
其基本特点。
初步了解聚氯乙烯纤维、高性能碳纤维等合成纤维的物理和化学结构及基本特点。
选定的教材为《纤维化学与物理》，蔡再生主编，中国纺织出版社，2005年重印。
先修课程《有机化学》。
第四章_纤维素纤维
第三节
纤维素纤维主要的物理性质
一、纤维素纤维的吸湿性
很强：标准回潮率－－棉7%，粘胶13～14%。 原因：分子上大量的－OH，可和水分子形成H键。 吸附水种类
结合水：－OH直接吸附水，有热效应，能使纤维 素溶胀。 游离水：间接吸附，无热效应，不能使纤维素溶胀。
纤维吸湿后性质的变化
棉：湿强度＞干强度
纤维素大分子：β-D-葡萄糖剩基彼此以1,4-苷键联结 而成，葡萄糖单元呈椅式扭转，每个单元C2、C3及C6 位的－OH均处于水平位臵。可见P164图4－5。
改错
三、纤维素的聚集态结构
（一）概述
晶区和非晶区共存，晶区到非晶区逐步过渡，无明 显界限，一个纤维素分子链可以经过若干结晶区和无 定形区。
粘胶：湿强度＜干强度
导电性：绝对干燥时是良好的绝缘体，吸湿后导电 性增加。
二、纤维素纤维的溶胀与溶解
1.溶胀 （1）有限溶胀
结晶区间溶胀
现象：溶胀剂只能到达无定形区和晶区表面。
特点：X射线衍射图不发生变化。
结晶区内溶胀
现象：溶胀剂占领整个无定形区和晶区。
特点：形成溶胀化合物，产生新的结晶格子（晶 胞），原来的X射线衍射图消失，出现新的X射线衍 射图。多余的溶胀剂不能进入新的结晶格子，只发生 有限溶胀。
≥200℃
3.纤维素纤维的结晶度和取向度
结晶度：棉纤维70%，麻纤维90%。丝光棉纤维约 50%。粘胶纤维40%。 取向度：以晶体长轴与纤维轴的夹角即螺旋角表示， 螺旋角越小，取向度越高。 纤维 麻 棉 粘胶 螺旋角/° 6～8 20～35 34
三种纤维素纤维的情况：
麻：聚合度、结晶度、取向度高。
（2）胞壁（细胞）增厚阶段
生长期：第30～50天
简述纤维素的化学结构特征__概述及解释说明
简述纤维素的化学结构特征概述及解释说明1. 引言1.1 概述纤维素是一种广泛存在于植物细胞壁中的高分子化合物，具有重要的生态和经济意义。
它是由葡萄糖分子通过β-（1→4）型糖苷键连接而成的线性聚合物。
纤维素晶体具有高度的结晶性和机械强度，使其成为自然界最丰富和可再生的生物质。
1.2 文章结构本文将首先介绍纤维素的化学结构特征，包括其组成成分、分子结构以及化学键结构。
接着，将探讨纤维素的物理性质和化学性质，并介绍其在各个领域中的功能和应用。
然后，将阐述天然来源和工业提取方法以及生物技术提取方法中纤维素的提取过程。
最后得出本文的结论。
1.3 目的本文旨在全面了解纤维素的化学结构特征，深入探讨其性质与功能，并介绍不同来源和提取方法，从而为进一步研究和应用纤维素提供基础知识。
同时也旨在增加对纤维素的认识，促进可持续发展与环境保护的实现。
2. 纤维素的化学结构特征2.1 纤维素的组成成分纤维素是一种由多个葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键连接而成的聚合物。
它主要由纤维素链（纤维素微晶区）和非纤维素物质（如半纤维素和木质素）组成。
其中，纤维素链是由数百至数千个葡萄糖单体通过β-1,4-糖苷键连接而形成的线性链状结构。
2.2 纤维素的分子结构纤维素的分子结构具有高度有序性。
每个葡萄糖单体都与前后两个单体通过氢键相互连接，形成了平行排列且紧密堆积的微晶区域。
这种有序结构赋予了纤维素优异的力学性能和稳定性。
2.3 纤维素的化学键结构在纤维素中，葡萄糖单体之间通过β-1,4-糖苷键进行连接。
这种化学键结构使得纤维素链具有较高的强度和稳定性，并且不容易被水解。
此外，纤维素链中的羟基（OH）官能团也是一些化学反应和功能修饰的重要位点。
总的来说，纤维素的化学结构特征是由线性排列的葡萄糖单体通过β-1,4-糖苷键连接而成的聚合物。
其分子结构高度有序，具有微晶区域，并且具有较高的力学性能和稳定性。
这种特殊结构不仅赋予了纤维素独特的物理性质和化学性质，还为其在各个领域中的广泛应用提供了基础。
纤维化学与物理
第一章纤维素纤维1、画出棉纤维的横向形态结构图，并标示出其各部分的名称，以及各部分的物质组成，描述纵向结构横向形态结构初生胞壁：主体是纤维素，但含较多杂质。
次生胞壁：主要是纤维素。
胞腔：原生质残渣（沉积在纤维内壁上），蛋白质，矿物盐，色素。
棉纤维的纵向形态：扁平带状，有天然扭曲，6-10捻/毫米，纤维越细，捻数越多2、麻纤维形态结构的主要特征是什么？横向：椭圆形或多角形，内有胞腔；纵向：有竖纹或横节（麻节）。
3、写出纤维素的分子结构式，指出其分子结构特征分子结构特征：1.由卩-d-葡萄糖剩基通过1,4-甙键连接而成，含大量甙键（缩醛性质）。
2.相邻葡萄糖环倒置，在纤维素大分子上对称分布，形成晶格；无定形区可以有阶梯式。
3.重复单元数不等于聚合度（以倒置式代表纤维素的结构式）DP=n,重复单元数=（n-2）/2。
4.含有大量羟基，可发生醇类的反应。
分子间可形成氢键。
仲羟基伯羟基甙羟基（潜在醛基）左端31中间21右端2114、比较棉、丝光棉、麻、普通粘较纤维的聚集态结构（包括无定形部分、结晶度、取向度、适用的聚集态结构模型）棉、麻：可用缨状原纤维模型。
它们的无定形区是由原纤之间由一些大分子联结起来形成的。
普通粘胶纤维：适用缨状微胞模型，无定形区的大分子链无规卷曲且相互缠绕，结晶区和非结晶区不能截然分开，同一根分子链可能穿过晶区和非晶区。
麻纤维：聚合度高，结晶度高，取向度高。
棉纤维：聚合度高，结晶度高，取向度较高。
粘胶纤维：聚合度低，结晶度低，取向度低。
丝光棉比普通棉取向度大，结晶度小。
5、画出棉、麻、普通粘较纤维的S-S曲线，比较棉、麻、粘胶的S-S曲线的差异（模量、断裂强度、断裂延伸度、屈服点等）并从结构的角度进行解释。
粘胶低高有低软弱虽棉中中无中硬强麻高低无高硬脆强度： 延伸度：屈服点：初杨氏模量评价：从结构来分析：①一般取向度越高，结晶度越高，强度越高，模量越大，断裂延伸度越小。
②断裂肌理不同：棉麻（天然纤维素纤维）断裂肌理：由于大分子排列的不整齐性，纤维上存在薄弱环节，当纤维受力时，会在此处首先断裂，这是共价键先断裂。
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2023纤维化学与物理（蔡再生著）课后答案下载2023纤维化学与物理（蔡再生著）课后答案下载第一章高分子化学基础第一节高分子化合物的基本概念第二节高分子化合物的命名和分类第三节高分子化合物的基本合成反应第四节聚合方法概述第五节高分子化合物的分子量及其分布习题与思考题参考文献第二章高分子物理基础第一节高分子化合物的'结构层次第二节高分子链的结构第三节高分子化合物的聚集态结构第四节高分子化合物的力学性能第五节高分子化合物熔体的流变特性第六节高分子深液第七节高分子化合物的结构和性能测定方法概述参考文献第三章纺织纤维的基本理化性能第一节纺织纤维与纺织品第二节纺织纤维的物理结构第三节纺织纤维的吸湿性第四节纺织纤维的力学性质第五节纤维的热学性质第六节纤维的燃烧性第七节纤维的电学性质第八节纤维的光学性质习题与思考题参考文献第四章纤维素纤维第一节纤维素纤维的形态结构第二节纤维素的分子链结构和链间结构第三节纤维素纤维的物理性质第四节纤维素纤维的化学性质第五节再生纤维素纤维参考文献第五章蛋白质纤维第一节蛋白质的基础知识第二节羊毛纤维第三节蚕丝纤维第四节其他动物纤维第五节大豆纤维习题与思考题参考文献第六章合成纤维第一节合成纤维的基础知识第二节聚酯纤维第三节聚酰胺纤维第四节聚丙烯腈纤维第五节聚丙烯纤维第六节聚氨酯弹性纤维第七节聚乙烯醇缩醛化纤维第八节聚氯乙烯纤维第九节其他有机纤维第十节碳纤维习题与思考题参考文献纤维化学与物理（蔡再生著）：基本信息点击此处下载纤维化学与物理（蔡再生著）课后答案纤维化学与物理（蔡再生著）：目录出版社: 中国纺织出版社; 第1版 (8月1日)丛书名: 纺织高等教育教材平装: 307页语种：简体中文开本: 16ISBN: 7506430029条形码: 9787506430029商品尺寸: 25.6 x 18.2 x 1.6 cm商品重量: 558 g品牌: 中国纺织出版社ASIN: B0011ASQYU用户评分: 平均4.0 星浏览全部评论 (1 条商品评论)亚马逊热销商品排名: 图书商品里排第3,014,655名 (查看图书商品销售排行榜)第1332位 - 图书科技轻工业、手工业纺织工业、染整工业第23005位 - 图书教材教辅与参考书大中专教材教辅本科数理化第30774位 - 图书教材教辅与参考书大中专教材教辅本科工科。
第三章 纤维素纤维的结构和性能
第三章纤维素纤维的结构和性能天然纤维素纤维（棉、麻）纤维素纤维再生纤维素纤维（粘胶纤维、铜氨纤维、醋酯纤维）§3.1纤维素纤维的形态结构一棉纤维的形态结构棉纤维是种子纤维，其主要成分为纤维素、果胶、蜡质、灰分、含氮物质。
外形：上端尖而封闭，下端粗而敞口，细长的扁平带子状，有螺旋状扭曲，截面呈腰子形，中间干瘪空腔。
最外层：初生胞壁从外到里分三层：中间：次生胞壁内部：胞腔1 初生胞壁决定棉纤维的表面性质，它又分为三层，最外层为果胶物质和蜡质所组成的皮层。
因而具有拒水性，在棉生长过程中起保护作用。
但在染整加工中不利。
2 次生胞壁纤维素沉积最后的一层，是构成纤维的主体部分，纤维素含量很高，其组成和结构决定棉纤维的主要性能。
3 胞腔输送养料和水分的通道，蛋白质、色素等物质的残渣沉积胞壁上，胞腔是棉纤维内最大的空隙，是染色和化学处理时重要的通道。
二麻纤维的形态结构麻纤维主要有：苎麻、亚麻是属于韧皮纤维，以纤维束形式存在单根纤维是一个厚壁、两端封闭、内有狭窄胞壁的长细胞苎麻两端呈锤头形或分支亚麻两端稍细呈纺锤形纵向有竖纹和横节主要化学组成和棉纤维一样是纤维素，但含量低。
§3.2纤维素大分子的分子结构纤维素是一种多糖物质，其大分子是由很多葡萄糖剩基连接而成，分子式为（C6H10O5）n复杂的同系物混合物，n为聚合度，棉聚合度为2500~ 10000，麻聚合度为10000~ 15000，粘胶纤维聚合度为250~ 500纤维素大分子的化学结构是由β-d-葡萄糖剩基彼此以1，4-甙键连接而成，结构如下每隔两环有周期性重复，两环为一个基本链节，链节数为（n-2）/2，n为葡萄糖剩基数，即纤维的聚合度，葡糖糖剩基上有三个自由存在的羟基，其中2，3位上是仲羟基，6位上伯羟基§3.3棉纤维的超分子结构超分子结构也称为微结构，主要指棉纤维中次生胞壁纤维素大分子的聚集态结构，纤维素大分子的排列状态，排列方向，聚集紧密程度等。
纤维素纤维
纤维素纤维1. 纤维素纤维的概述纤维素纤维是一种重要的纤维素类纤维，广泛应用于纺织、制浆造纸、建筑材料等领域。
它具有良好的物理性能和化学性能，广泛存在于植物细胞壁中。
纤维素纤维在纺织行业中常用于制造纺织品，其特点包括耐磨损、透气性好、吸湿性强等。
2. 纤维素纤维的原料纤维素纤维的原料主要来自植物纤维，如棉、麻、竹等。
其中，棉纤维是最常用的原料之一。
棉纤维以其柔软、吸湿性强、透气性好等特点，成为许多纺织品的首选原料。
除了棉纤维，麻纤维也具有相似的优点，常用于制作高级纺织品和服装。
3. 纤维素纤维的制备方法纤维素纤维的制备方法根据不同的原料和应用需求有所不同。
其中最常见的方法是将纤维素纤维从植物中提取出来，经过去杂质、粉碎、漂白等工艺处理后，最终形成纤维素纤维。
具体的制备步骤包括：3.1 提取纤维素通过破碎植物细胞壁和溶解其他非纤维素组分，使纤维素纤维能够得到充分的提取。
提取方法包括机械法、生物法、化学法等。
3.2 去杂质将纤维素中的杂质去除，以保证最终纤维素纤维的纯度和质量。
去杂质可以通过筛选、洗涤、除尘等方式实现。
3.3 粉碎将提取的纤维素进行机械粉碎，使其颗粒大小达到所需的要求。
粉碎方法包括研磨、切割等。
3.4 漂白漂白是为了提高纤维素纤维的白度和纯度。
通常使用过氧化氢、次氯酸钠等化学物质进行漂白处理。
4. 纤维素纤维的应用领域纤维素纤维在各个领域都有广泛的应用，以下为几个主要的应用领域：4.1 纺织行业纤维素纤维在纺织行业中应用广泛，主要用于制造纺织品，如棉织品、麻织品等。
其柔软度、透气性和吸湿性优异，使得纺织品具有良好的舒适性和穿着感。
4.2 制浆造纸纤维素纤维是制浆造纸行业的重要原料之一。
通过纤维素的提取和加工，可以生产出高质量的纸浆，用于制造各种纸张和纸制品。
4.3 建筑材料纤维素纤维在建筑材料领域中有着广泛的应用。
例如，与水泥和矿渣粉等材料混合后，可以制成纤维素纤维增强水泥复合材料，增加其强度和耐久性。
生物质结构化学——第三章 纤维素(1)
(3) 结晶度和可及度的关系：
A = a + ( 100 – a )
A—可及度
—结晶区表面的纤维素分子数
a—结晶度
(4) 测定方法
物理法
结晶度：X-射线衍射法、红外光谱法、密度法
可及度：水解法、重水交换法、甲酰化法
化学法
4、纤维素的细纤维结构
纤维素织态结构模型
结晶区
非结晶区：无定形区
纤维素大分子是一种结晶区和无 定形区交错结合的体系，从结晶区到 无定形区是逐步过渡的，无明显界限， 一个纤维素分子链可以经过若干结晶 区和无定形区。每一个结晶区称之为 微晶体，也称之为胶束或微胞。
OH
OH
HO HO
α -型
O
OH OH
HO HO
在直立键上
β -型
O
OH OH
在平伏键上
为什么在溶液中达到平衡时，β型占64%，而α型仅占36%?为什么β 型在酸中水解速度比α型小的多??
（8）纤维素二糖是支配纤维素分子构象的基本单 元，它的长度约为100nm，即单位为100nm的小分 子重复聚合而成为大分子。
4.1 纤维素织态结构模型
结晶区
1条分子穿过 若干结晶区 和非结晶区
无定形区
（1）结晶区的特点 ：
纤维素分子链取向良好，密度较大，结晶区纤维素的 密度为1.588g/cm3,分子间的结合力强，故结晶区对强度的 贡献大。
（2）非结晶区的特点：
纤维素分子链取向较差，分子排列秩序性差，分子间
距离较大，密度小，无定形区纤维素密度为1.50g／cm3。且
分子间氢键结合数量少，故无定形区对强度的贡献小。
四、纤维素大分子间的氢键及其影响
1.氢键的形成及其性质
纤维素的物理与物理化学性质
12
② 游离水
——物理吸附
纤维物料吸湿达到纤维饱和点以后，水分子继续进 入纤维的细胞腔和各孔隙中，形成多层吸附水。称 为游离水或毛细管水，与纤维素无化学键连接。
吸附游离水无热效应及润胀。
13
3、棉纤维素的吸着等温曲线
吸湿后纤维发生润胀，但 不改变其结晶结构，X射 线衍射图不发生变化
吸着水只在无定形区，结 晶区没有吸着水分子。
解吸过程中，分子间氢键重新形成，游离羟基 与水分子间的氢键未完全可逆的打开，致使部 分水分子留着在纤维素上。
16
绝干纤维吸着水分会产生热量，此热量称为吸着热或 润湿热。 微分吸着热：纤维素吸收1g液态水时所放出的热量。
1.2-1.26kJ/mol，与氢键键能相同 ——氢键被破坏所释放出的能量。 表明：结合水是以氢键结合的。
能很好结合。需加入矾土作电解质，降低Zeta电位， 施胶料与纤维结合，达到施胶效果。 2、在使用酸性染料对纸张进行染色时，同样需要 改变Zeta电位，使染料被纤维吸附，达染色目的。
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四、纤维素的热降解
热降解：指聚合物在单纯热的作用下发生的降解反应。
推测纤维素受热过程中可能会发生的物理化学反应：
游离水和结合水的去除 氢键受到破坏
第三节 纤维素的物理及物理化学性质
纤维、纤维素、纤维素纤维
纤维：人工合成或天然存在的细丝状物质。 植物纤维是植物细胞中一种两头尖、长比宽大几十倍的 纺锤状永久厚壁细胞，已经死亡的植物细胞。 纤维基本形态：细长锐端永久细胞。 纤维素：常温下不溶于水、稀酸、稀碱的D-吡喃葡萄糖 基以β-1,4苷键联接起来的链状高分子化合物 纤维素纤维：一般指纸浆纤维（不含或含少量木素）
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《纤维化学与物理》教学大纲
《纤维化学与物理》教学大纲课程编号：14200001英文名称：Chemistry & Physics of Fibers学分：3学时：48课程类别：专业平台课程授课对象：轻化工程专业学生教学单位：纺织服装学院生态染整与纺织品功能化学科修读学期：第3学期一、教学任务纤维化学及物理是轻化工程专业的一门专业平台课程，通过本课程的学习，使学生获得必要的高分子化学及物理的基础知识，熟悉常用纺织纤维的化学结构、超分子结构以及它们的力学、化学、染色等性能和性质，为后续染整工艺原理课程的学习以及今后从事纺织品印染加工相关的科研和生产奠定必要的理论基础。
二、教学目标1．专业知识方面：掌握高分子化学及高分子物理的基本概念、基本理论，掌握高分子化合物的结构特点及其对高分子纤维材料相关性能影响等方面的理论知识，掌握纺织纤维的基本概念、品质指标，主要化学纤维品种的加工制备、生产工艺流程及其加工方法、性能、特点、用途等方面的知识。
2．专业能力方面：能够运用高分子化学、高分子物理基础理论知识分析阐述各种常规纺织纤维的结构与性能之间的对应关系，具备从高分子链结构的角度解决基本的纺织产品染整加工过程各工艺参数对纺织品品质的影响。
3．综合能力方面：能够运用上述知识解决纺织品染整过程中各种纺织品加工工艺及其对纺织品性能的影响等相关的技术问题，具备制订优化纺织品印染加工工艺条件，改进生产和提高产品质量的能力。
三、教学内容教学内容及其要求：（一）高分子化学基础1、了解高分子化合物的聚合方法；2、熟悉高分子化合物的基本合成反应；3、掌握高分子化合物及高分子化学相关的基本概念；4、掌握高分子化合物的命名和分类；5、掌握高分子化合物的相对分子量质量及其分布。
重点：加聚反应、缩聚反应和高分子化合物相对分子量及其分布。
难点：高分子化合物的基本合成反应、分子量及其分布与高分子化合物性能的关系。
自主学习内容及要求：熟悉高分子化合物相对分子质量的测定方法。
第四节纤维素的化学性质
第四节纤维素的化学性质纤维素是自然界中存在的一种主要的生物大分子，主要由葡萄糖分子组成，是植物细胞壁的主要成分之一。
它在生命科学、化学、材料科学等领域都有着广泛的应用。
其化学性质的研究可以为纤维素的生产和应用提供重要的理论依据和技术支持。
1. 纤维素的化学构成纤维素是一种高分子化合物，由多个葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键相连形成。
葡萄糖分子的空间排列方式决定了纤维素的各种性质。
葡萄糖分子中的羟基 (-OH) 可以被乙酰化，形成纤维素的乙酰基。
纤维素的结构中还存在少量的杂质，如木质素和半纤维素等，它们也对纤维素的物理和化学性质产生影响。
因此，在纤维素的研究中，除了对纤维素本身的性质进行研究外，还需要对其杂质的含量和性质进行分析和控制。
2. 纤维素的物理性质（1）纤维素的外观纤维素一般呈白色或米黄色粉末状，无味无臭，不溶于水和大部分有机溶剂，在浓硝酸中能溶解。
（2）纤维素的溶解性能由于纤维素的空间结构较为复杂，其溶解性能不佳。
纤维素在温和条件下只能在少量的有机溶剂中溶解，如 N,N-二甲基甲酰胺 (DMF)、N,N-二甲基乙酰胺 (DMAc) 等，也可在浓硝酸中溶解。
此外，纤维素的溶解性还与其结构和杂质的含量有关。
（3）纤维素的分子量纤维素的分子量较大，一般在数万到数百万之间。
分子量越大，其物理特性就越好，如强度、耐水化性、热稳定性等也更高。
分子量的高低也会影响纤维素的应用，例如在纤维素的医药领域中，低分子量的纤维素更具有生物相容性，适于制备口服药物。
（4）纤维素的热性质纤维素有较好的热稳定性，可在200℃ 以上的高温下稳定存在。
纤维素在高温下也可脱水分解，产生热解产物，如木质素和多糖等。
3. 纤维素的化学性质（1）纤维素的乙酰化反应纤维素中的羟基可被乙酰化，形成乙酰纤维素，可用作各种工业化学品和生物材料的原料。
乙酰化反应的原料为醋酸酐，反应条件为常温下在无水的有机溶剂中进行。
对于纤维素基质杂质较多的原料，在乙酰化反应前需要进行纤维素的纯化或富化操作。
纤维化学与物理
纤维化学与物理试卷答案一、解释下列概念（12分，每题2分）1.结晶度：结晶高分子中，晶相部分所占的百分率，它反映了高分子链聚集时形成结晶的程度。
2.玻璃化温度：非晶态高分子的玻璃态与高弹态的相互转化温度。
3.纤维素纤维：由β-D-葡萄糖剩基以1，4苷键相联结而成的线性大分子。
4.蛋白质的变性：球型蛋白在受到热、高压、机械搅拌等因素或酸、碱、某些有机溶剂和盐类的影响时，性质常会有所改变，最明显的是溶解度降低和生物活性丧失。
这些变化可不涉及多肽链的断裂：视变化程度不同，有时可逆有时是不可逆的。
一般将这类现象笼统地称为蛋白质变性。
5.蛋白质等电点：当调节溶液pH值，使蛋白质分子的正、负离子数目相等，此时溶液的pH值即为该蛋白质的等电点。
6.回潮率：指纺织纤维内水分质量与绝对干燥纤维质量之比的百分数。
二、判断正误（在括号里画“√”或“×” 12分，每题2分）1．生产聚丙烯腈纤维（腈纶）中的湿纺工艺反应为链式聚合。
（√）2．分子链长的高分子一定柔软。
（×）3．高分子物的应力-应变曲线分为五类：柔而弱、柔而韧、刚而脆、刚而强、刚而韧。
（√）4．棉纤维结晶度70%，麻纤维90%，黏胶纤维30%。
（√）5. 羊毛纤维的结构：鳞片层、皮质层、髓质层。
（√）6．涤纶和锦纶都是熔纺，且熔纺温度涤纶高于锦纶。
而腈纶纺丝为湿纺和干纺。
（√）三、填空（25分，每空1分）1.逐步聚合的聚合方法：熔融缩聚、溶液缩聚、界面缩聚、固相缩聚：链式聚合的聚合方法：本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合。
（8分）2.合成纤维中五大纶涤纶（PET）、锦纶（PA）、腈纶（PAN）、丙纶（PP）、氨纶（PU）（5分）3.纤维素纤维的酯化反应：纤维素硝酸酯、纤维素醋酸酯；纤维素纤维的醚化：纤维素乙基醚、纤维素羧甲基醚（4分）4.蛋白质分子的二次结构的构象有：α-螺旋、β折叠、无规线团，蛋白质分子构象中的化学键有氢键、疏水键、范德华力、离子键、二硫键、配位键。
纤维化学与物理-知识点
什么是原纤化，微纤化原纤化、微原纤是纺织纤维微观结构的不同级别。
纺织纤维从大分子排列到堆砌组合成纤维，其间有许多的微观结构。
一般为单分子结合成基原纤，基原纤平行排列结合成微原纤，微原纤排列成原纤，原纤堆砌成巨原纤，巨原纤堆砌成纤维。
原纤化、微（原）纤化是说某种纤维在摩擦或其他物理、化学处理，纤维表面呈现原纤、微原纤的趋向。
天丝存在原纤化现象，所谓“原纤化”是指沿着纤维长度方向在纤维表面分裂出更细小的原纤，这些原纤一端固定在纤维本体上，另一端暴露在纤维表面形成许多微小绒毛。
天丝是由微原纤构成的取向度非常高的纤维素分子的集合体，纤维大分子之间纵向结合力较强，而横向结合力较弱，这种明显的各向异构特征使得纤维可以沿纵向将更细的纤维逐层剖离出来，尤其是在湿态下经机械外力摩擦作用，天丝的原纤化现象更为明显，在极度原纤化作用下，原纤相互缠结使织物表面产生起球现象。
天丝的原纤化性能具有双重效应：一方面对于要求表面光洁的纺织品来说，纤维原纤化会影响织物的外观；另一方面可利用纤维易原纤化的倾向，可以获得具有“桃皮绒”柔软舒适风格的织物。
对于前者，可利用经过交联处理的天丝或通过染整化学加工来防止原纤化的产生。
什么是羟基？羟基（-OH）又称氢氧基。
是由一个氧原子和一个氢原子相连组成的一价原子团，结构式为HO-。
例: 乙醇C2H5OH，羟基（-OH）此原子团在有机化合物中称为羟基，是醇（ROH）、酚（ArOH）等分子中的官能团；在无机化合物水溶液中以带负电荷的离子形式存在（-OH-），称为氢氧根。
无机化合物中的氢氧化物（如氢氧化钠）以及有机化合物中的醇（如乙醇）、酚（如苯酚）和羧酸（如乙酸）等的分子中都含有这种原子团。
高分子材料的柔软性高分子链具有柔顺性的本质原因是其分子链内单键内旋转，影响高分子柔顺性的因素包括主链结构，侧基，氢键等。
相比C-C这样的碳链高分子，当主链中含C-O键时，因为O原子周围的原子比C原子少，内旋转的位阻小，柔顺性好。
高一化学纤维素知识点总结
高一化学纤维素知识点总结高一化学：纤维素知识点总结化学作为一门重要的科学学科，贯穿了我们日常生活的各个方面。
在高中化学学习中，我们需要了解并掌握许多基础的知识点。
本文将为您总结高一化学中的一个重要知识点——纤维素，并探讨其相关特性和应用。
一、纤维素的定义和组成纤维素是一种复杂的有机化合物，主要存在于植物细胞壁中，是植物体内最丰富的碳水化合物之一。
纤维素的主要组成部分是由β-葡萄糖分子通过β-（1→4）糖苷键连接而成的多糖。
二、纤维素的性质1. 物理性质纤维素是一种无色或白色的粉末状物质，无臭，无味。
它不溶于水和大部分有机溶剂。
然而，在浓硫酸等强酸条件下，纤维素可以部分溶解。
2. 化学性质纤维素能与浓硫酸发生酯化反应，形成纤维素硝酸酯，广泛用于制备硝化纤维素等材料。
此外，纤维素经过醇解反应也可以生成纤维素醚，应用在造纸、纺织、染料工业等领域。
三、纤维素在生活中的应用1. 纺织行业纤维素作为天然纤维的主要成分，被广泛用于纺织行业，制作各种面料、纱线和纤维制品。
例如，棉花和麻织物都是以纤维素为主要组成部分的。
2. 食品工业纤维素对人体的消化系统有益，因此经常被加入食品中作为膳食纤维补充剂。
蔬菜、水果和全谷物食品中含有丰富的天然纤维素。
3. 能源领域纤维素也是生物质能源的重要原料。
通过纤维素的生物转化和化学转化，可以提取出生物柴油、生物乙醇等燃料，用于替代传统的能源资源。
四、纤维素的环境意义纤维素是植物自然界中广泛存在的有机物质，对于土壤结构的维持和水分的保持具有重要作用。
纤维素的降解过程也是生态系统中有机物循环的重要环节。
五、纤维素的挑战与发展纤维素的利用和加工一直是科学家们关注的热点之一。
目前，纤维素的高效提取技术和转化技术仍然具有挑战性。
科学家们在寻找新的纤维素利用途径，如纤维素纳米材料和生物降解塑料等方面进行了众多研究。
综上所述，纤维素是一种重要的有机化合物，具有丰富的应用价值。
了解纤维素的性质和应用，有助于我们更好地理解植物体内的生物化学过程和实际应用中的科学原理。
纤维素纤维
二、 吸湿和溶胀 纤维中水分的含量通常是采用吸湿率或回 潮率以及含水率这两项指标表示的。
实验发现
棉和粘胶纤维都是纤维 素纤维，但两者的吸湿 率是不同的。
粘胶纤维与棉纤维的吸湿比
相 对 湿 度（%） 5 20 40 60 80
吸湿比
1.99
2.13 2.08 2.03
1.98
§.纤维由于吸湿而发生的溶胀现 象基本上是可逆的。 §.溶胀只发生在纤维无定形部分， 而结晶部分不发生溶胀。
综上所述纤维素对酸的作用，一般是比较敏 感的，有关的影响因素说明如下：
(1)温度：在20～100℃的范围内，酸的浓度恒定， 温度每提高10℃纤维素水解速度可增加2～3倍； (2)浓度：当酸的浓度在3M以下时，纤维素水解 速率与酸的浓度几乎成正比。当酸浓度大于3M时， 纤维素水解速率比酸浓度增大的速率快； (3)时间：在其它条件相同的情况下，纤维素水 解程度与时间成正比。
当碱液浓度达到一定程度后，若此时水 已全部以水化状态存在，继续提高碱液浓度， 对每一钠离子来说，能结合到的水分子数量 有减少的倾向，也就是使钠离子的水化层变 薄，因而纤维溶胀反而减小。 例如在碱液中加有盐如NaCl，它将与 结合在纤维素上的金属离子争夺水分，也 有使纤维溶胀减小的作用。
◆纤维素大分子中含有许多羟基，可形成氢键。
棉、麻等的纤维素的聚合度(n)比较大，约在 10000左右，而粘胶纤维素则较低，约为250～500左右。
§4.3 纤维素的聚集态结构
1.电子显微镜的研究 用扫描电镜可直接 观察到棉纤维中的原 纤组织，如图3—9所 示。
在扫描电镜 中观察到的 棉纤维原纤 组织
一、纤维的应力-应变曲线 纺织品在服用过程中，要受到多种机 械力的作用。
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第四节 纺织纤维的吸湿性
吸湿滞后的原因
纤维吸湿滞后性的原因可以用水分子进入或离开纤 维引起纤维干、湿结构的变化来解释。
水分子外逸后，纤维大分子
间距离较大，横向结合键重
建比水分子重新进入纤维困
难，纤维达到平衡态的回潮
率高
吸湿滞后
第四节 纺织纤维的吸湿性
在某一相对湿度条 件下，纤维由干态 达到吸湿平衡
R＝
G0－G
G
×100%
M＝
G0－G
G0
× 100%
R＝
G0－G
G
×100％ ＝100G－G＝9％
G = 91.74g
M
＝
G0－G
G0
×100％＝
100－91.74 100
×100％＝ 8.26％
第四节 纺织纤维的吸湿性
回潮率的种类 ①实际回潮率：纤维在实际环境条件下的回潮率。表明纤维材 料实际含湿情况。 ②标准回潮率：纤维在标准环境下的回潮率。
纤维物理与化学
陆飞 西南大学纺织服装学院
纤维物理与化学
1 高分子化学基础 2 高分子物理基础 3 纺织纤维总论 4 纤维素纤维 5 蛋白质纤维 6 合成纤维
第三章 纺织纤维总论
学习目的
• 了解纺织纤维的分类；理解纺织纤维与纺织品之间的关系； 熟悉纺织纤维的物理形态结构。
• 掌握纺织纤维的吸湿性。包括吸湿大小的影响因素，吸湿量 的表示方法，纤维的溶胀等。
不需纺纱，可 直接用于织布。
纺 织
（长度可根据卷装长度而定）
纤
天然：棉、麻、毛，其中羊毛较长
维
棉型：仿棉纤维，长度30～40mm，
短纤维
线密度0.13～0.16特（1.2～1.5旦）
如人造棉、涤/棉织物中的涤纶纤维
化学 毛型：仿毛纤维，长度75mm， 线密度0.33～0.77特（3～7旦） 如人造毛、毛/涤中的涤纶纤维
在某一相对湿度条 件下，纤维由湿态 达到吸湿平衡
第四节 纺织纤维的吸湿性
在一定温度条件下，纤维材 料由放湿达到平衡回潮率和 大气相对湿度间的关系曲线， 称为脱湿等温线。
由于纤维的吸湿滞后性，同 一种纤维的吸湿等温线与放 湿等温线并不重合，而形成 吸湿滞后圈
吸湿滞后的差值与纤维的吸 湿能力有关。一般规律是吸 湿性大的纤维差值比较大
棉纤维纵横向照片
苎麻纤维纵横向照片
亚麻纤维纵横向照片
黄麻纤维纵横向照片
绵羊毛纤维纵横向照片
山羊绒纤维纵横向照片
第三节纺织纤维的物理性能
桑蚕丝纤维纵横向照片
柞蚕丝纤维纵横向照片
粘胶纤维纤维纵横向照片
醋酯纤维纵横向照片
第三节纺织纤维的物理性能
纤维截面形状随种类而异。 天然纤维具有各自的形态。毛纤维大部分为圆形，
化学
碳链纤维：腈纶、氯纶、丙纶、维纶等
纤维
合成纤维 杂链纤维：涤纶、锦纶、氨纶等
高性能纤维：聚苯并双额噁唑（PBO）纤维、
聚苯并咪唑（PBI）纤维，芳纶等
无机纤维：玻璃纤维、金属纤维（金属丝）、碳纤维等
第一节 纺织纤维的分类
（二）按长度
天然：蚕丝，长度约 5×106mm 长丝 化学：如人造粘胶长丝、涤纶长丝
第四节 纺织纤维的吸湿性
4. 纤维的吸湿过程
吸湿等温线
纤维在一定的温度下，通 过变更相对湿度所得到的平衡 回潮率连成的曲线称之为吸湿 等温线。
天然及再生纤维的吸湿性 能比合成纤维要好得多。
1-羊毛 2-粘胶纤维 3-蚕丝 4-棉 5-醋酯纤维 6-锦纶 7-腈纶 8-涤纶
第四节 纺织纤维的吸湿性
有机
果实纤维－－椰子纤维
纤维
丝纤维－－桑蚕丝、柞蚕丝等
纺 织
蛋白质纤维
（唯一的天然长丝）
（动物纤维） 动物的毛发－－绵羊毛、兔毛、羊绒、牦牛毛等
纤 维
纤维素纤维：粘胶、铜氨、Lyocell纤维等
再生纤维 纤维素的衍生物：醋酸纤维
（人造纤维）
植物来源：大豆纤维、花生纤维
有机 纤维
蛋白质纤维 动物来源：丝素纤维
复
复
合
异形
合
轮廓波动异形
复合
直径变异异形
粗糙 多角 多叶 跑道 双凹 单凹 粗糙
纤维截面变化的过程、类型及相互关系
第三节纺织纤维的物理性能
（三） 纤维的卷曲性能
卷曲的作用 ： 增加短纤维纺纱时纤维间的摩擦力和抱合力，使纱有一定
的强力。 提高纤维和纺织品的弹性，使手感柔软，突出织物的风格。 影响织物的抗皱性、保暖性及表面光泽等性能。
第三节纺织纤维的物理性能
某棉纱质量20g，长800m，则该棉纱的线密度（特数）为 多少？并解释特克斯是什么？
Tt＝1000×20/800＝25tex（或特）
特克斯：指在公定回潮率时，1000米长的纤维（或纱线） 所具有的质量克数，即1特＝1克/1000米。
第三节纺织纤维的物理性能
（三） 纤维的横截面及纵向形态结构
脱湿：纤维向环境放出水分的过程，结果纤维的重量↓。湿 度↓，发生脱湿现象。
纺织纤维这种吸收和放出水分的性能称为纺织纤维的吸 湿性(hygroscopicity)。
纤维吸湿性的用途：能使皮肤保持适当的湿度，保护人体不 受环境突变的影响，特别贴身衣物的纺织纤维。
第四节 纺织纤维的吸湿性
3. 吸湿量的表示方法 回潮率
第一节 纺织纤维的分类
第一节 纺织纤维的分类
第一节 纺织纤维的分类
（一）按来源
无机（矿物纤维）：石棉[存在于地壳的岩石中，用于建筑（石棉瓦） [建筑和防火，纺织一般不用，会致癌]
天然 纤维
种子纤维－－棉纤维、木棉纤维 纤维素纤维 韧皮纤维－－亚麻、苎麻、黄麻等 （植物纤维） 叶纤维－－剑麻、焦麻等
①直接吸附水分子 纤 维 无 定 形 区 的 极 性 基 团 与 H2O 结合。 ②间接吸附水分子 直接吸附在纤维上的水分子进一 步吸附水分子。
第四节 纺织纤维的吸湿性
吸湿热 纤维在吸湿的同时伴随着热量的放出，这部分热量称为吸湿热。 5. 吸湿滞后 同一纤维，同样的温度下，吸湿等温线和脱湿等温线的形状相 似，但脱湿等温线始终高于吸湿等温线的现象。
纤维的回潮率与纤维的吸放湿历史有关，试样需要预调湿
第四节 纺织纤维的吸湿性
6. 影响纤维吸湿的因素 （1）纤维的结构 ①化学结构即纤维大分子结构上的极性基团－－吸湿中心的多 少和强弱。 纤维中主要的极性基团
羟基 氨基 ······ 极性基团越多，吸湿率越大
第四节 纺织纤维的吸湿性
例： 天然及再生纤维：有较多的极性基团，吸湿性好。如粘胶、 棉、羊毛、蚕丝等。 合成纤维：极性基团少，吸湿性差。如： 聚酰胺： 腈纶： 涤纶： 丙纶：
国际标准规定温度为20℃(热带可为27℃)，相对湿度(RH)为 65%，大气压力规定在86~106kPa范围内(视各国地理环境而 定；我国规定大气压力为1标准大气压，即101.3kPa)。
实际上不可能保持温湿无波动，故标准规定了允许波动范围。
第四节 纺织纤维的吸湿性
（三）纤维的吸湿现象及其表征
第四节 纺织纤维的吸湿性
第四节 纺织纤维的吸湿性
第四节 纺织纤维的吸湿性
研究吸湿性的意义
吸湿性影响纤维性能
亲水性纤维——天然纤维、再生纤维 疏水性纤维——合成纤维
吸湿性影响纤维的纺织加工性能
静电现象
吸湿性影响纺织品的使用舒适性
吸湿导汗
第四节 纺织纤维的吸湿性
（一） 空气湿度的表示方法
棉纤维接近腰圆形，木棉纤维为近圆形，丝纤维近 似三角形，麻纤维为椭圆形或多角形等。
化学纤维则可以根据要求进行异形喷丝，从而获得 异形截面纤维。非圆形截面的化学纤维称为异形纤 维。
第三节纺织纤维的物理性能
异形化的方法
截面形状的非圆形化，包括轮廓波动的 异形化和直径不对称的异形化；
中空
d2
复合
的延伸性和较好的弹性回复性能。 3.耐用功能：足够的强度、延伸性和柔软性等力学性能，经
受得起化学加工、洗涤、体液和日晒作用。 4.装饰、美观功能：一定的形状稳定性、悬垂性和免烫性。
第二节 纺织纤维与纺织品
（二） 装饰用纺织纤维及其纺织品
服用装饰：如领带、领结、头巾等。 室内装饰：如床上用品、地面装饰、墙面装饰、家具装饰等。
第三节纺织纤维的物理性能
2. 纤维（纱）细度的表征方法 线密度：单位为特克斯 (tex)，简称特，表示在
公定回潮率下，1000米长的纤维材料所具有重量 的克数。可根据下列公式得到：
Tt
1000G k
L
Tdt
10000G k L
G：纱（丝、纤维）的重量（g）
L：纱（丝、纤维）的长度（m）
行业上，通常也称为号数。 同一品种纤维，Tt↑，纤维越粗 。
第四节 纺织纤维的吸湿性
②纤维的聚集态结构－－结晶区和非晶区的多少 吸湿主要发生在纤维的无定形区和晶区表面。 吸水量与无定形区含量成正比。 结论：化学结构相同的纤维，无定形区不同，吸湿性不同。
• 熟悉纺织纤维的力学性质。主要包括掌握纺织纤维的强度、 纤维的伸长性、纤维的初始模量、纤维的拉伸弹性、纤维的 断裂功与耐磨性等拉伸性质。
• 了解纺织纤维的热学性质。包括纤维比热容、导热性、耐热 性等。
• 理解纺织纤维的燃烧性质、电性能和光学性能等。
第三章 纺织纤维总论
本章学习的主要内容： 1 纺织纤维的分类 2 纺织纤维与纺织品 3 纺织纤维的物理性能 4 纺织纤维的吸湿性 5 纺织纤维的力学性能 6 纺织纤维的热学性能 7 纺织纤维的燃烧性
水蒸气分压
• 气体中水蒸气所占的压力，表示湿气体的湿度E，单位为帕斯卡。