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第6章角蛋白6.1毛的组织学结构6.2角蛋白的组成和分子结构6.3毛的物理机械性能6.4毛的化学性质6.1毛的组织学结构(1)毛的结构(2)毛囊的结构(1)毛的构造鳞片层皮质层髓层美丽奴羊毛的鳞片层毛的鳞片层毛的鳞片层(2)毛囊的结构毛干毛根毛球毛乳头毛袋毛根鞘脂腺毛囊的组织切片图•毛能牢固地长在毛囊内的原因：1.毛囊把毛根紧紧包裹住2.毛球和毛乳头紧密相连6.2角蛋白纤维的组成和分子结构羊毛纤维的主要蛋白质成分为角蛋白。角蛋白也是动物毛发、表皮、趾甲、羽毛、角、蹄等组织的主要蛋白组分。中间纤丝是角蛋白纤维的基本结构单元。尺度介于小直径的肌动蛋白和粗大的肌球蛋白纤丝之间，约为10nm。1.角蛋白肽链的一级结构特征存在两种基本肽链:Ⅰ型和Ⅱ型极性氨基酸含量50%，酸碱性AA、Cys含量高2.角蛋白肽链的二级结构肽链的主要肽段为α-螺旋结构。链间双硫键赋予角蛋白高度稳定结构。3.角蛋白纤维的超分子结构毛的角蛋白纤维Ⅰ型和Ⅱ型肽链构成复合螺旋结构中间纤丝Ⅰ型和Ⅱ型肽链中间纤丝的结构模型首尾轻度重叠且交联6.3毛的物理机械性能1.纺织用毛2.毛的物理机械性能1.纺织用毛绵羊:绵羊毛、绵羊绒山羊:山羊毛、山羊绒骆驼:骆驼毛、骆驼绒驼羊:驼羊毛、骆马毛、秘鲁羊毛兔:兔毛、安哥拉兔毛、其它兔毛其它动物:牦牛绒Merino澳大利亚美利奴绵羊以产毛量高，羊毛品质好而著称。澳大利亚美利奴绵羊分三类：细毛美利奴绵羊、中细毛美利奴绵羊、粗壮毛美利奴绵羊。超细毛美利奴绵羊：直径16-17.5um，与山羊绒相似，但成本低。Cashmere(开士米)Cashmeremohair(马海毛)马海毛是安哥拉山羊毛（土耳其安哥拉省）的音译商品名称（Mohair）。南非、土耳其和美国为马海毛的三大产地。马海毛长度12-26cm、直、有丝光。牦牛阿坝州天然牧场四川卧龙地区牦牛牦牛主要分布在中国、阿富汗、尼泊尔等9个亚洲国家。我国牦牛总头数及其毛、绒产量均为世界首位。牦牛绒(毛)大多是黑色、褐色。牦牛绒由鳞片层与皮质层组成，髓层极少。2.毛的物理机械性能①吸湿性②弹性③应力-应变曲线④摩擦与缩绒性⑤耐热性①吸湿性吸湿性好，回潮率一般在15%-16%，吸水率可达60%。截面吸湿膨胀率17.5%-16%。②弹性由于毛纤维的分子结构特征，使其在一般情况下有较好的弹性。③应力-应变曲线羊毛不同含水量的应力-应变曲线几种纤维的应力-应变曲线100%50%0④摩擦与缩绒性方向性摩擦效应逆鳞片的摩擦系数大于顺鳞片的摩擦系数。缩绒性羊毛在湿热条件下，经机械外力反复作用，纤维集合体逐渐收缩紧密、交编毡化的性能。⑤耐热性羊毛耐干热性较差，在加工与使用过程中，要求干热不超过70℃。在100℃-105℃时，毛纤维很快失水、干燥而变的脆弱、泛黄、强度降低。6.4毛的化学性质1.酸的作用—对肽键的破坏角蛋白对酸的耐受性较强,但高浓度强酸长时间作用也会对毛纤维产生破坏。低浓度的酸的主要作用是影响蛋白质的盐键。2.碱的作用–碱对双硫键的水解作用、对盐键、肽键的作用角蛋白对碱极敏感,影响的程度与时间、温度、浓度及碱的性质有关。碱与双硫键的反应NHNHCOCOSSCH2SSCH2CH2CH-CHCHCNHNHCOCOCH2OH-2HONHCOCCH2+CH2CONHSSCH-NHCOCCH2SCH-CH2CONH+S+脱氢丙胺酰硫代半胱氨酰NHCOCCH2NHCONH2CH2NHCH2CH2CO+CHNHCOCHNH脱氢丙氨酰可发生新的交联反应——亲核加成脱氢丙胺酰脱氢丙胺酰COCNNHCONHSCH2CH2CH2+CHNCCHSCCH2硫醚键交联亚氨键交联NHCOCCH2NHCOCHCH2HSC+a2CH2CaCHCH2NHCO++NHCOCHS有Ca参与的新交联2+脱氢丙胺酰氧化剂的作用——溶解或改性角蛋白无机过氧酸、有机过氧酸、过氧酸盐等都是双硫键的有效氧化剂。发生位置：双硫键进攻的对象：巯基（与角蛋白反应）双硫键、色氨酰和酪氨酰的残基（有特定的金属离子或有机酸）过氧化氢pH的影响：低pH值巯基不易被氧化，但甲硫基的氧化则加速。不同基团对氧化的敏感程度：双硫键＜＜＜巯基、甲硫基漂白：有效果，但一般。被二氧化硫、亚硫酸盐取代。酸性条件下，用H2O2漂白可改善毛的品质。碱性条件下，漂白效果较好，可能氧化双硫键。有机过氧酸无机过氧酸5RCO3HHCH2CSSH2CCH2++H2OHCH2CSO3H2+5RCOOH过甲酸、过乙酸是常用的有机过氧酸。过二硫酸盐、酸性条件下—————毛的降解和脱色作用对象：胱氨酰、甲硫氨酰、精氨酰、组胺酰、苯丙氨酰等。氧化机理：过氧化硫酸盐产生自由基进攻肽键。过硼酸盐用途：毛的洗涤、漂色及直毛过程中的巯基的中和。其它氧化物过碘酸、铬化合物、过锰酸盐、卤素及其衍生物。制革氧化脱毛机理SSCH2CH22O10Cl24Ho+4+SO3H5Cl28+2H2O+Na5ClO2H+4HCl4ClO2++5NaCl还原剂的作用——溶解或改性角蛋白双硫键的还原是一个可逆的平衡反应，过量的还原剂有利于双硫键的还原。硫代物和硫化物、膦化物膦化物、亚硫酸盐等都是双硫键的有效还原剂。发生位置：双硫键硫代物和硫化物主要有巯基乙醇、邻甲苯硫酚、巯基乙酸、硫化钠等双硫键的交换反应----亲核取代HCH2CSSH2CCH2RSH+HCH2CSSRH2CCH2SH+HCH2CSSR+RSHH2CCH2SH+RSSR膦化物三丁基膦（反应专一、条件温和、定量）RSSR+PR'3+H2O2RSH-+2H+OPR'3+膦氧化物半胱氨酸亚硫酸盐HCH2CSSH2CCH2+NaHSO3H2CCHSHHCH2CSSO3Na+半胱氨酰S-磺基丙氨酰常用的巯基封闭剂——碘化甲基汞CH3HgI硫化钠、硫氢化钠Na2SNaHS+NaOHCH2SHNaS222+SSCH2CH2+2NaHS5.酶（Enzyme）的作用双硫键还原酶可对双硫键进行作用，从而水解角蛋白纤维。酶脱毛的机理：中性和碱性的微生物蛋白酶毛和毛囊连接部位的非胶原蛋白水解——毛与毛囊组织的分离与脱落6.毛的改性和修饰（交联反应）通过对毛角蛋白双硫键的化学修饰，可以改善角蛋白纤维的性质。与活性染料的反应活性染料与纤维之间形成共价键交联，具有优良的耐湿擦性质。活性染料按照基团不同分为：均三嗪型、卤代嘧啶型、乙烯砜型等。反应机理：均三嗪型、卤代嘧啶型亲核取代乙烯砜型亲核加成作业•1.简述毛囊的结构。•2.简述毛蛋白的物理化学性质。