化学工业与我们的生活3穿戴与化学.ppt

化学工业与我们的生活,5.1纤维与纺织品,5.2皮革及其制品,穿戴与化学,5.4塑料及其制品,5.3橡胶及其制品,第五章,本章主要介绍与穿戴品有关的纺织品、皮革、橡胶、塑料和特殊制品的性质及应用。,51纤维与纺织品,一、纤维的种类和特征二、纺织品的穿着功能,1、天然纤维,一、纤维的种类和特征,用于制作穿戴品的纤维指长度比直径大很多倍（其比值为100以上）并有一定柔韧性，经加工可制成各种纺织品的纤细物质。按其来源可分为天然纤维、人造纤维和合成纤维三类。,植物纤维,动物纤维,棉,麻,丝,毛,植物纤维 主成分是纤维素，为葡萄糖C6H12O6（分子中碳1上的羟基和碳2上的羟基分别在环的两面）的聚合物，包括约5000个该糖的单体，燃烧时生成二氧化碳和水，无异味。棉 在显微镜下看到棉纤维呈细长略扁的的椭圆形管状、空心结构，吸湿（吸汗）性、透气性、保暖性好，是做内衣的理想材料。麻 为实心棒状的长纤维，不卷曲，洗后仍挺刮，适于做夏季衣裳、蚊帐。,动物纤维 常用的有丝、毛两类。主成分为蛋白质（系角蛋白），故无营养价值，均呈空心管结构。丝 纤维细长，由蚕分泌液汁在空气中固化而成。一个蚕茧通常由一根丝缠绕而成，长达10001500米。强度高，有丝光，宜做夏季衬衫，为高级衣料。毛 纤维粗短，包括各种兽毛，以羊毛为主。构成羊毛的蛋白质有两种：一种含硫较多，称为细胞间质蛋白；另一种含硫较少，叫做纤维质蛋白。后者排列成条，前者则像楼梯的横档使纤维角蛋白连接，两者构成羊毛纤维的骨架，有很好的耐磨和保暖功能，适宜做外衣和水兵服。,2人造纤维,人造棉,人造毛,人造丝,粘胶纤维,富强纤维,人造羊毛,氰乙基纤维,普通人造丝,铜氨纤维,乙酸纤维,人造纤维 由于许多植物纤维如木材、芦苇、甘蔗渣、棉杆、麦杆等纤维较短，需经化学加工以改性做成人造纤维。主要有人造棉、人造毛和人造丝。（1）人造棉 1891年把含木质纤维素的木材，除去木质素后和二硫化碳及氢氧化钠作用，生成纤维素黄原酸盐，经进一步处理而得。主要有：粘胶纤维。将上述黄原酸酯除去杂质后溶于稀碱中，成为粘稠状液体，很象胶水，故名。将此粘胶液喷丝入硫酸及硫酸钠溶液中，纤维素黄原酸酯分解，重新变成纤维素，可成均匀细丝。缩水率大（10）。主要性能与棉相近，可作内衣等。富强纤维。将粘胶纤维用合成树脂处理，使粘胶纤维分子间挂接、整齐排列，增强干、湿强度，改善洗涤性能，不缩水，因而得富强纤维雅号。,（2）人造毛 人造羊毛。将优质粘胶纤维长丝切成羊毛的长度（76102毫米），外表酷似羊毛，但遇水膨胀、变硬，且不耐磨。氰乙基纤维。使纤维素中的羟基和丙烯腈反应生成。这种纤维非常牢固，其耐磨性为普通纤维的4倍。（3）人造丝 普通人造丝。用粘胶中的长丝纺成，特点与棉纤维同，可做衬衫、窗帘，湿时不结实，洗涤易变形。铜氨纤维。将氢氧化铜溶于浓氨水即得铜氨溶液，加入木质纤维使溶解制成纺丝液，在酸液中喷丝，专用于人造丝制备，质地比粘胶纤维好。乙酸纤维。将纤维和乙酸酐在硫酸的催化下反应，此时纤维素中的羟基在乙酸酐作用下生成乙酸纤维酯，通过热空气使溶剂蒸发即得丝状纤维素。本品不能燃烧，为优质人造丝。,3、合成纤维,指由非纤维类的化工原料合成的纺织品，通常成丝状，是重要的高分子聚合物。有优异的化学性能和机械强度，在生活中应用极广。合成纤维与人造纤维的主要区别在于，它的抽丝原料不再是天然的高聚物，而是合成高聚物。今天，世界上合成纤维的产量早已超过发展历史比较长的人造纤维，而仅次于棉花的产量。合成纤维的品种早已超过任何其它纤维。,氯纶（1913年）,（1）常见的合成纤维(6大纶),锦纶（1939年）,维纶（1950年）,腈纶（1950年）,涤纶（1953年）,丙纶（1953年）,常见合成纤维的特性,品种,商品名,别名,优点,缺点,主要特性,强度高、弹性好、耐蚀耐磨、挺括不皱、免烫快干、良好的电绝缘性,耐磨性高、强度高、弹性好、比重小、耐腐蚀、拒霉烂和不怕虫蛀、着色性好、鲜艳夺目,蓬松、温和、柔软、软化点高、保暖性好,耐磨、吸湿、透气性均佳，耐化学腐蚀、耐虫蛀霉烂、耐日晒等,坚牢、耐磨、耐蚀，又有较高的膨松性和保暖性,耐化学腐蚀性、保暖性、难燃性、耐晒性、耐磨性和弹性,吸湿性、透气性不好,耐光性、保型性较差，表面光滑而有蜡状手感,弹性、染色性较差，耐热水性不够好,耐光性、耐热性、染色性、吸湿性和手感较差,吸湿性小、易产生静电、耐热性差、沸水收缩率大和难以染色,涤纶,的确凉,锦纶,尼龙 卡普隆,腈纶,奥纶 开司米 合成羊毛,维纶,人造棉,丙纶,梅克丽纶帕纶,氯纶,天美纶 罗维尔,（2）混纺制品,命名。丝的粗细计量单位叫旦（旦尼尔，缩写为D），定义为9000米长的纤维的克数，重1克的为1D。国产的人造丝为70D和120D；长度在533毫米的人造纤维称“纤”，合成短纤维称“纶”，76毫米以上的长纤维，不论人造或合成的均称为“丝”。混纺制品的命名：纺织成布前所用原料名称，如两种以上按比例混纺，则比例大者放在前面。如25锦纶和75粘丝混纺华达呢称粘/锦华达呢，50粘胶与40羊毛及10锦纶混纺凡立丁称粘/毛/锦花呢或三合一等。重要品种 腈毛、棉毛及毛粘混纺毛线，除保持毛的优良保暖性外，还增加了耐磨性及强度。,二、纺织品的穿着功能 1、纤维织品的使用特点(1)基本要求：柔弹性、耐磨性、精致性 柔弹性。即织物没有粗硬感。纤维分子呈链状，可缠绕因而柔顺。如聚酯及蛋白质纤维（涤纶、羊毛）分子较整齐，规整性好，抗变形能力强，回弹性优异、挺括；耐磨性。取决于化学链的强度，也与柔弹性有关。酰胺基组成的纤维大分子主链共价键结合力大，链间距离小，从而使锦纶成为耐磨和强度冠军；精致性。即纤维要足够细。就人造纤维和合成纤维而言与喷丝孔径有关，通常孔径为0.04毫米，长度与直径比为1000。,(2)其它性能 缩水性、熨烫、洗涤 染色 保暖性 缩水性。是服装合身的重要因素。各类纤维的缩水率：丝绸、粘胶10（亲水性强），棉、麻、维纶35，锦纶24，涤纶、丙纶0.51（疏水性强），混纺品1（经树脂整理）。缩水原因：除组成纤维单体的化学结构影响外，还由于纺织和染整过程中受的机械作用使纤维被拉长，因而有潜在的收缩性，使用时缩水率大的要落水预缩。熨烫。高温下化纤制品会熔融和收缩。熨烫温度一般应比软化温度低80100。各类纤维的软化温度（）为：粘胶260300，涤纶240，维纶220，腈纶190230，锦纶180，丙纶140150，氯纶6090。混纺制品，以最低烫温的物料为准。天然纤维均不耐高温，150以上就开始分解，变成焦黄色。除氯纶不宜烫以外，其它通常用水汽烫较合适，温度太低起不到应有作用，太高则会烫坏纤维。,洗涤。洗涤条件亦取决于纤维的化学特征。粘胶纤维、腈纶、丝、羊毛（及其与化纤维混纺品）不耐碱，宜用中性洗涤剂，温度应在40以下。由于湿态时强度低，切忌搓揉拧绞，应自然沥干。涤、锦、维、丙四大纶，洗水不应超过50，可用碱性洗衣粉，耐光性差，洗后宜阴干。氯纶，可用碱性洗涤剂，切忌热揉。棉织品，可用热水（70）。麻织品宜中温（5060）。染色。丝、毛纤维是蛋白质分子，有氨基和羧基，容易和酸性或碱性染料作用，故可直接着色。棉、麻和人造纤维是中性的聚葡萄糖分子或纤维素单体，需用媒染法，即用媒染剂如明矾水解成氢氧化铝，挂上染料后再吸附在纤维上，有的也可直接上色。合成纤维情况不同，取决于化学结构。锦纶染色性好，涤、丙、氯纶则难，通常是在喷丝前将染料与原料混合，喷出色丝后再纺织。保暖性。取决于纤维的导热系数（104卡/厘米秒）：羊毛3.6，丝3.8，锦纶4.2，棉5.3，人造丝5.8（空气0.6）。为使服装保温良好，应尽可能保持空气在服装内部不发生流动。,2、纤维和织品的鉴别 有感官法、化学法和溶解法三种方法。（1）感官鉴别法 光泽。涤棉光亮，富纤色艳，维棉色暗，丝织品有丝光；挺括。用手攥紧布迅速松开，毛纤混纺品一般无皱折且毛感强。涤棉皱折少，复原快。富棉和粘棉皱折多，恢复慢。维棉则不易复原且留有折痕。纤维长短。可抽出丝观看，并在润湿后试验。粘胶湿处易拉断，蚕丝干处断，锦丝或涤丝干、湿处都不断。短丝则为羊毛或棉花，粗的为毛，细的为棉。如较长且均匀，则为合成短纤维。,（2）化学法观察燃烧方式和烟、焰、灰、味：棉 燃烧快，黄色火焰及蓝烟，灰少，灰末细软呈浅灰色（主成分为二氧化硅），味似纸；麻 有烧草味，其余与棉同。丝 燃烧慢且缩成一团，灰呈黑褐色小球，易压碎，有臭味（硫）；羊毛 燃烧时徐徐冒黑烟，显黄焰，起泡，灰多，为发光的黑色脆块（碳化物），有烧发臭；粘胶纤维 燃烧快，与棉同。乙酸纤维 燃烧慢，边烧边熔，灰为黑色闪光块状物，有刺鼻醋酸味；涤纶 燃烧慢、卷缩、熔化，有黄焰，灰呈黑色硬块，易捻碎，有芳香味。锦纶（尼龙）燃烧慢，熔化，无烟，亮棕色硬玻璃状灰粒，不易捻碎，有呛鼻气味。维纶 烧时纤维迅速收缩，火焰小呈红色，为灰褐色块，可捻碎，有特臭。腈纶 边烧边熔化，略有黑烟，火焰白而亮，灰为黑色球状，有鱼腥臭。丙纶 烧时边卷缩边熔，无灰，残留物为透明球状，能捻碎，有烧蜡气味。氯纶 难燃，近焰时收缩，离火即熄灭，灰为不规则的黑块，有氯的刺激味。,（3）溶解法取决于形成纤维的单体的化学结构，有的机制尚不清楚。棉、粘胶纤维 易溶于浓硫酸（脱水及酯化作用）、铜氨溶液（羟基及醛基的配合及还原作用）。麻 铜氨溶液。丝 酸、碱（氨基酸的两性）、铜氨。羊毛 氢氧化钠（脂层破坏后进攻蛋白质）。涤纶 苯酚（缩合）。锦纶 苯酚及各种酸（酰胺的碱性）。腈纶 硫氰化钾溶液、二甲基甲酰胺。维纶 酸。丙纶 氯苯。氯纶 二甲基甲酰胺、四氢呋喃、氯苯等。,3、纺织品的加工 除了前述的缩水、熨烫等基本性能必须注意外，缝纫亦是加工的重要环节。主要应注意：缝线。要求线缝的理化性能与衣料品种相同。亦可用涤纶或锦纶线（耐磨、缩水少），高级丝光棉线或丝线亦佳。衬布。其缩水率应和本底布相近，否则下水后起皱。图案。无论染色或布贴均应适应本底布结构。,4、纺织品的保护 根据纺织品的化学特征，主要办法有：防虫。常用樟脑丸防止衣服被虫蛀。天然樟脑盛产于我国台湾及江西，由樟木经水蒸气蒸得的樟油精制而得，为白色透明晶体，很香，其味使蠹虫难受。用樟木箱装衣物不会蛀，理由就在于此。1915年发明了合成樟脑，驱虫能力更强，一度应用很广。但由于常杂有苯酚、甲酚，会使衣物沾上斑点，故用时宜以小布袋装好。还由于萘蒸气进入手表后可与机油起作用，使其凝固失去润滑作用；又可与化纤及塑料中的某些添加剂反应使之老化，故1989年轻工部已明文禁止生产卫生球。现市售者为其代用品。,防霉与去霉。霉菌除生长于食物中外，还可分布到衣物上，产生霉斑，分解纤维素，使织物强度显著降低。工业上常用的防霉剂是汞的有机化合物如醋酸苯汞、甲基丙烯酸苯汞等，用0.1即够。因汞盐与微生物体内蛋白质生成汞盐沉淀而杀死霉菌。如衣物已生霉则应去霉，办法主要有日晒（紫外线照射）或烤干后刷去，喷酒或沾酒刷净，喷醋擦净。然后再用高效、低毒的山梨酸、尿囊素防霉。,5、特殊衣料的加工和保护 丝绸。因丝绸薄、软、滑，故缝制困难，不易剪裁。克服办法是：湿硬法，即喷水使其硬化，因各类丝绸均易吸水，裁剪时将布料摊平，用壶均匀喷水使成半潮湿状态且变硬，但应注意这类物料湿时伸长干后收缩，尺寸不易掌握。苯甲酸法，喷洒苯甲酸的酒精溶液后，再使酒精蒸发，苯甲酸在衣料中凝固而硬化，裁剪后，苯甲酸可升华除去，绸料恢复柔滑。毛料。收藏前注意阴干、晾凉，不可让热、潮的料入箱，否则纤维分解、变脆。毛衣编好后，初穿时易起小球，系羊毛纤维外露经摩擦卷曲造成，千万不可拉掉。毛织物缩水后无法恢复，称为毡缩。是由于羊毛纤维的鳞片间相对运动时正、逆向摩擦系数不同所致，故加工前须经防缩处理（使用防缩剂）。成衣最好干洗、勤晒、拍打去尘和防污。,52皮革及其制品一、皮革 包括动物革和人造革，后者属于塑料。1、生皮 皮革的质地首先取决于生皮，常见的动物皮有牛皮、羊皮和猪皮，也有其它珍奇动物（如鹿、虎、狐）的皮，这些皮的化学结构大体相近，但细腻程度及毛色不同。,实用的生皮包括：表皮。是皮肤最外层组织，主要由角朊细胞组成。根据角朊细胞的形态，表皮还可细分成若干层，它决定皮的粗糙程度；真皮。是含有胶质的纤维组织，决定了皮的强韧程度和弹性。化学上均把它们划为蛋白质。根据加工要求，生皮还有去毛和附毛两种。皮和毛中的蛋白质主要为角蛋白，不溶于水、酸、碱及一般有机溶剂，有一定硬度和耐磨性。,2、制革 制革就是把动物体上剥离的生皮加工成实用皮料的过程，也称为鞣制，即用鞣酸及重铬酸钾对生皮进行化学处理。鞣酸，又称丹宁，是某些植物如碱肤禾的树瘤（五倍子）中存在的一类无定形固体物质，分子结构中含多个羟基，可溶于水，能使蛋白质凝固。当生皮充分润湿并压榨后，它的每条纤维周围均充满蛋白质。经鞣酸处理后，生皮可变得规整。重铬酸钾。在鞣制时加入，经还原使Cr6+成为Cr3+，铬离子与氨基酸的活性基团作用，使皮的纤维键合，强度增大。鞣制后，本来容易发臭、腐烂的硬生皮，变成干净、柔软的皮革。,3、人造革通常的人造革由聚氯乙烯制成，办法是在织物纱线之间用这种合成树脂粘合。原则上任何树脂（包括橡胶）均可制革。通常用于制作服装、箱包、鞋、沙发等各种人造革制品。改革开放以来，中国人造革合成革产业有了突飞猛进的发展，在25年的时间里中国人造革合成革产业已跻身于世界大国之列，跃居亚洲之首。2003年年产量达到88万多吨，比上一年增长182，在塑料制品中的比重不断增加。,二、皮革制品 皮革和人造革两者在应用上有某些共同性：衣。均适合做御寒外衣。动物皮革透气性较好，保暖性更好，但怕水；人造革表面不怕受潮；鞋。二者均耐磨、坚韧，但动物皮革做成的皮鞋（及其它皮制品）受潮后易变形，产生折皱，甚至断裂。人造革制的鞋不怕水但比较气闷。,三、皮革的保养与护理 在寒冷的冬天,皮衣、皮帽、皮手套等皮质衣物、配件以其防寒保暖、轻软耐用等特点成为人们御寒的良伴，但频密的穿着、严冬的干冷也易造成皮革老化、表面龟裂、褪色等现象。而很多人可能也会发现，在日常生活中被广泛使用的汽车内部皮革、皮沙发、皮箱、皮包、皮带等皮具制品也面临着以上的问题。其实，皮革制品表面膜层娇嫩，就像我们的肌肤一样，对季节的更替、环境的变化等十分敏感，需要选择优质的保养品、掌握正确的使用方法与保养小常识、定期护理，才能经得起时间的考验，日久常新，保持润泽光亮的最佳状态。,保养皮革制品时要做到：1、避免使用清洁剂、鞋油、洗革皂和貂油，这些产品都会对皮革造成损伤；2、先在皮衣的不显眼处试用清洗剂；3、不要将重的物品，如钥匙串，放在口袋里，否则，会使皮衣变形；4、穿着皮衣时，避免使用喷发胶及香水；5、不要将别针、徽章别在皮衣上；6、用少量的橡胶粘和剂修补衣服边缘.,皮革清洗时，可：1、用干净的软布，轻轻擦去液体污渍；2、皮衣上的盐渍，可用干净的湿布轻轻擦拭，自然吹干；3、更严重的污渍，请去皮革专业清洗店。通常的清洗方法能去除一般的油渍，但会导致皮革变硬、褪色、收缩。专业的皮革清洗方法既能清洗皮革，又能护理皮革。由于这个特殊的过程会稍稍改变皮革的色彩、质地和外形，因此，很重要的一点就是将配套的服装一起清洗。,皮革储藏时注意事项：1、将皮大衣或皮夹克挂在木质的、塑料的或加软垫的衣架上，以保持衣物不变形；2、将皮革衣物置于通风、阴凉、干燥的地方。避免放在热的地方如顶楼，或是潮湿的地方，如地下室；3、储藏时，在皮衣上盖一层透气的棉布，塑料袋包装会使皮衣过分干燥；4、皮衣上的皱折须抚平。如需熨烫，请在皮衣上盖一层厚牛皮纸，用低温至中温熨烫。注意，温度不能过高，否则皮革会发光；5、避免在直射阳光下暴晒皮衣或受热时间过长。,53橡胶及其制品橡胶是具有显著弹性的一类高分子化合物。一、天然橡胶1生胶 天然橡胶的组成是异戊二烯的聚合物。这种未经化学处理的橡胶叫做“生胶”。分子量约为30万左右，它的分子链极为柔顺，有一定弹性，但显示弹性的温度范围不宽，温度较高会变粘，低温会变脆。,2加工-硫化 把生胶与硫磺一起加热生成硫化橡胶，性能将大为改善。这个过程就叫做“硫化”。橡胶硫化除了硫化剂硫磺外，还需要添加各种配合剂，如硫化促进剂、防老剂及补强剂(填料)等。,二、合成橡胶 合成橡胶是由分子量较低的单体经聚合反应而成的，其基本成分是丁二烯及异戊二烯分子。合成橡胶的分类通用橡胶和特种橡胶两类 合成橡胶的性能和种类因单体不同而异。,通用橡胶,特种橡胶,表71主要橡胶品种的性能及用途,三、橡胶制品防水用具 广泛用来制雨衣、雨靴、水管、热水袋等；鞋底 橡胶柔软、耐磨、富弹性，多用于制造运动鞋和皮鞋的鞋底；车胎 制造自行车、汽车、拖拉机、飞机等各种交通工具的轮胎；小日用品 具有独特的弹性和柔韧性，常用制作婴儿的奶嘴、小学生的橡皮擦、皮筋和松紧带。,胶 鞋,轮 胎,54塑料及其制品 塑料是有可塑性的高分子材料。全世界投入一定规模生产的塑料品种达300多种，大致可分为通用塑料、工程塑料和特种塑料三种类型。,按合成树脂的性质，塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。,一、常用塑料举例1赛璐珞“赛璐珞”就是“赛过美玉的塑料”往含氮10.711.2%的硝化纤维，加入酒精吸去水分，再加入220%的樟脑作增塑剂，便可制成透明的赛璐珞。赛璐珞本身是无色透明的，加入各种增色剂，可染上各种鲜艳的颜色。如漂亮的洋娃娃、小孩玩具。白色的赛璐珞在外貌上酷似象牙，常被用来制作既漂亮又便宜的“象牙”雕刻工艺品。赛璐珞的弹性是塑料中最好的一种，因此，被用作制乒乓球。,2聚乙烯聚乙烯据“四烯”（聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯）之首。优点:缺点:,无毒、耐酸碱、柔软、质轻，能浮于水面，手摸有蜡感，不怕碰捽和挤压，耐热超过100，还具有优良的绝缘性能和耐化学药品性能，广泛适宜于做塑料薄膜包装食品、育秧、育种，以及电缆护套、通讯绝缘材料等。,强度低，有一定的透气性，不适于包装易挥发的液体或饮料，不宜长时间与汽油、煤油相接触，以免引起膨胀或破裂。,3聚氯乙烯 聚氯乙烯1966年以前一直位居“合成塑料家族”首位，现在屈居聚乙烯之后，排行“老二”。优点：有较好的机械强度、耐腐蚀、耐酸碱和一定的难燃性等。缺点：耐热不超过60，耐低温、抗冲击性、韧性较差和一定的毒性4酚醛塑料俗称“电木”或“胶木”。是热固性塑料优点：绝缘性能非常好，耐高电压，成型后不易变形，机械强度高，耐磨、耐水，广泛用来制作电话外壳、电器开头、灯头、接线柱、电子管灯座、仪表外壳、电插头、蓄电池盖板等电气材料。往电木粉中掺些石棉粉，可制作汽车刹车板。掺入一些有颜色的细粉填料，可以仿制漂亮的“大理石”。和玻璃纤维牢固粘合加工成增强塑料，称为“玻璃钢”。缺点：弹性差、较脆、难加工。废料不能回炉再用。,5其它常见塑料聚苯乙烯聚丁二烯有机玻璃玻璃钢聚四氟乙烯。有“塑料之王”的美称泡沫塑料二、塑料的日用功能1共性。塑料有许多优异性能，如：可塑性。弹性。比重小。耐蚀。绝缘性好。强度高。成型和着色性能好。,三、皮革、橡胶和塑料制品的维护 1保养老化。腐蚀。发霉。2修补橡胶和塑料有两种修补法：热补。冷补。关键是选择合适的粘接材料和胶粘剂。如：自行车内胎破洞则用同质地的胶片涂上专用胶水（橡胶溶于汽油中配成）或用化学粘合剂补即可。有机玻璃用丙酮、二氯乙烷或氯仿；聚氯乙烯则可用四氢呋喃；聚苯乙烯则宜用苯。,