第三节第三节 蛋白质纤维的结构和主要性能蛋白质纤维的结构和主要性能n 蛋白质分子为最小组成单元n 天然天然羊毛、丝（蚕蜘蛛） 蛋白质纤维 人造人造大豆、牛奶1.3.1 1.3.1 蛋白质知识蛋白质知识n蛋白质分子：蛋白质分子：由-氨基酸缩合反应而得的高分子。n组成元素：组成元素：C、H、O、N，少量S、P、I、n分子链：分子链： -NH-CHR-CO-：氨基酸剩基，构成多肽主链。 -R：20多种，即20多种氨基酸。n蛋白质分子副键：蛋白质分子副键：由分子主链、侧基的极性或非极性基团、离子基团相互作用而成。由于副键数量众多而能稳定蛋白质分子空间构象。蛋白质两性性质蛋白质两性性质 H+3N-P-COOH H2N-P-COOH H2N-PCOO- H+3N-P-COO-nP：多肽键：多肽键n等电点：等电点： bh n蛋白质分子上正、负电荷数量相等时溶液的pH值，不会向电极移动。羊毛的: 4.2-4.8, 桑蚕丝的：3.5-5.2。等电点时纤维溶胀、溶解度最低。n低低pH值时：值时： H+3N-P-COOH n高高pH值时：值时：H2N-PCOO-羊毛纤维的结构和主要化学性能羊毛纤维的结构和主要化学性能n形态结构：鳞片层、皮质层、髓质层（粗）、多细胞n超分子结构：基原纤、微原纤、原纤n分子结构：C、H、O、N、S- -螺旋结构1.3.2 1.3.2 羊毛性质羊毛性质n羊毛组成羊毛组成：羊毛角蛋白50%-70%，羊毛脂等杂质50%-30%n主要性质主要性质：1 1、可塑性、可塑性 低温、干态，羊毛分子结构、高层次结构调整较慢，加工产生的内应力难消除。湿热条件下，由于羊毛分子肽链构象、变换，副键拆开、重建较易，因此，羊毛在外力下作用不同时间，然后在蒸汽中自由放置，出现过缩、暂定、永定三种现象。 （1）过缩（很短时间） （2）暂定（更高温收缩） 1h （3）永定（新形态固定住,不收缩）H HH2 22N NNCHCHCHR RR1 11NHNHNHR RR2 22R RR3 33R RR4 44O OOC CCCOOHCOOHCOOHCHCHCHC CCO OONHNHNHCHCHCHC CCO OONHNHNHCHCHCHCHCHCHR RRx xx羊毛反应羊毛反应2 2、热、热 耐干热性差3 3、水、水 和蒸汽和蒸汽 吸湿，回潮率14%。水中异向溶胀。沸水、蒸汽中长时间，分解（-S-S-)、失重。4 4、与酸、与酸 耐酸，pH2-4沸染，H2SO4炭化除草。高浓酸，损伤羊毛：水解、氨离子化、离子键拆开。5 5、与碱、与碱 碱使羊毛严重损伤、变黄、溶解、含S降低：主链水解、氨基酸水解、离子键拆开、二硫键断开重接。 CO CO CO CH-CH2-S-S-CH2-CH CH-CH2-NH-(CH2)4-NH NH NH6 6、与还原剂、与还原剂 羊毛二硫键、离子键被还原剂断开，羊毛损伤7 7、与氧化剂、与氧化剂 强氧化剂分解羊毛，中强氧化剂对羊毛有损伤作用，控制条件可漂白羊毛：NaClO, H2O21.3.3 1.3.3 蚕丝结构和性能蚕丝结构和性能蚕丝形态结构、超分子结构、分子结构示意：分子结构-折叠链蚕丝组成：丝素7080%，丝胶2030%，其他杂质：少量。与羊毛区别：1、组成-C、H、O、N，硫很少。2、-折叠构象多，无-螺旋构象，结晶与非晶。 丝素性质丝素性质丝素结构：丝素结构：分子线形、支形，聚合度400500，晶区伸直链，不如羊毛弹性、延伸。无定形区亲水基集中，丝素性质丝素性质：吸湿性吸湿性 10% ，水中异向溶胀耐热性耐热性 好，120也不变盐作用盐作用 因丝交联少， 溶胀、溶解。高价盐溶胀不明显，增重。酸作用酸作用 不如羊毛。酸缩处理。丝鸣处理。碱作用碱作用 差，比羊毛好。弱碱性精练。氧化还原氧化还原 氧化与羊毛相似，漂白不用NaClO。耐还原剂。丝胶性质丝胶性质n丝胶结构：无定形、球状蛋白，四个层次。组成：侧基含较多亲水基团（-COOH、-OH、-NH2）。n丝胶性质：由于上述结构，丝胶吸湿性好，水易进入，具有水溶性。低温溶胀，在100沸水煮能溶解，脱胶：pH10，95 ，30分钟。n丝胶结构不稳定，在存放中会变性，无规结构变成折叠链晶状，疏水基分布到丝胶表面。变性后丝胶不易溶于水，对蚕丝脱胶不利。1.3.4 1.3.4 大豆蛋白纤维大豆蛋白纤维n1999年，中国人李冠岐发明大豆蛋白纤维。n大豆纤维是以脱去油脂的大豆豆粕作原料，提取植物球蛋白经合成后制成的新型再生植物蛋白纤维，是由我国纺织科技工作者自主开发，并在国际上率先实现了工业化生产的高新技术，也是迄今为止我国获得的唯一完全知识产权的纤维发明。 大豆蛋白纤维大豆蛋白纤维n大豆蛋白纤维的手感与羊绒几乎一样。用大豆蛋白纤维的手感与羊绒几乎一样。用50%以上的大豆以上的大豆蛋白纤维与羊绒混纺成高支纱，制成春、夏、秋季薄型绒蛋白纤维与羊绒混纺成高支纱，制成春、夏、秋季薄型绒衫，其效果与纯羊绒衫一样滑糯、轻盈、柔软。产品极具衫，其效果与纯羊绒衫一样滑糯、轻盈、柔软。产品极具高贵气质高贵气质。n大豆蛋白纤维具有桑蚕丝的柔亮光泽，用大豆蛋白纤维与大豆蛋白纤维具有桑蚕丝的柔亮光泽，用大豆蛋白纤维与真丝交织或与绢丝混纺制成的面料，既能保持亮泽、飘逸真丝交织或与绢丝混纺制成的面料，既能保持亮泽、飘逸特点，又能改善其悬垂性，并能消除产生汗渍及吸湿后贴特点，又能改善其悬垂性，并能消除产生汗渍及吸湿后贴肤的缺点。是制作睡衣、衬衫、晚礼服汗渍等高档服装的肤的缺点。是制作睡衣、衬衫、晚礼服汗渍等高档服装的理想面料。理想面料。n用大豆蛋白纤维纯纺纱或加入少量氨纶的大豆蛋白纤维纱用大豆蛋白纤维纯纺纱或加入少量氨纶的大豆蛋白纤维纱制作的针织面料，手感柔软舒适，用于制作制作的针织面料，手感柔软舒适，用于制作T恤、内衣、恤、内衣、海滩装、休闲服、运动服、时尚女装等，颇有休闲风格。海滩装、休闲服、运动服、时尚女装等，颇有休闲风格。