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纤维素纤维教学内容第一节纤维素纤维的形态结构第二节纤维素大分子的分子结构第三节纤维素纤维的超分子结构第四节纤维素纤维的主要物理机械性能第五节纤维素纤维的主要化学性质第六节纤维素共生物第一节纤维素纤维的形态结构一、棉纤维形态结构二、麻纤维形态结构一、棉纤维形态结构1、棉纤维的生长棉纤维是种籽纤维，它是由棉籽表皮细胞突起生长而形成的，每根棉纤维就是一个细胞。棉纤维的生长可分为三个阶段：延长阶段增厚阶段收缩阶段薄壁、圆形小管、内部充满原生质胞壁增厚、胞腔缩小、原生质转变为纤维素脱水收缩、纵向扭曲、圆形变成腰子形棉纤维生长的三个阶段2、棉纤维的加工过程从棉田里摘下来的棉花，经晒干或烘干后称为籽棉。籽棉经过轧花厂的初步加工（轧花），去除其中的棉籽和部分机械杂质后称为皮棉。皮棉经纺织厂、织布厂加工后，进入染整工序。棉纤维的加工过程1233、棉纤维形态结构3、棉纤维形态结构棉纤维的横截面腰子形或耳状较薄的初生胞壁较厚的次生胞壁（纤维素主体）中空的胞腔3、棉纤维形态结构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4、棉纤维形态结构模型初生胞壁是棉纤维的外层,是在细胞延长阶段形成的，它又分为两层.1、角皮层(外层)：是棉纤维极薄的最外层作用：保护棉纤维组成：蜡状物质和果胶物质形态：极薄的薄膜2、初生胞壁(内层)：厚约0.1-0.2微米，也是较薄的一层作用：内装原生质组成：主体是纤维素，但含较多杂质形态：管状薄壁，取向度低特性：溶胀小初生胞壁3、初生胞壁存在的证明：窜珠状溶胀现象4、初生胞壁对印染的影响由于角皮层和初生胞壁不是纤维的主体，在精练、漂白过程中将被破坏或去除。次生胞壁是棉纤维的主体部分，约占纤维部量的90%以上，是由纤维素在初生胞壁内沉积而成的。作用：棉纤维的主体，决定棉纤维主要性质组成：主要是纤维素形态：纵向：原纤网状组织横向：日轮(25～40层)次生胞壁日轮的形成由于棉纤维在生长期间昼夜光照和温度的差异，在纤维的截面上形成25-40层同心圆状日轮，每层厚约0.1-0.4微米。次生胞壁次生胞壁又可分为三层。外层S1由微原纤紧密堆砌而成，微原纤与纤维轴呈倾角为25O-30O的螺旋状排列，而且不改变螺旋方向，在一层中，几乎没有空隙和孔洞；中层S2是棉纤维的主体，全部由纤维素组成，微原纤与纤维轴的夹角约为25O，螺旋方向周期性地左右改变，一根纤维上这种反向可达50次以上；这是棉纤维具有天然转曲的原因。内层S3中微原纤与纤维轴夹角大，且夹有非纤维素物质。胞腔形态：中空组成：原生质残渣（沉积在纤维内壁上)、蛋白质，矿物盐，色素，…特性：不易染色，强度低棉纤维成熟度越高，胞腔越小，品质越好5、棉纤维的组成纤维素：90~94%天然杂质：6～10%纤维素94%果胶物质0.9%蜡状物质0.8%含氮物质1.3%灰分1.2%色素0.8%其它1.0%二、麻纤维的形态结构1、麻的种类可作衣用纺织纤维的主要是苎麻和亚麻，其它的麻类如大麻、黄麻等多用于制成麻袋、绳索或作为包装、造纸的原料。2、麻纤维的形态结构亚麻和苎麻是生长在韧皮植物上的纤维，也称作韧皮纤维。单根麻纤维是一个厚壁、两端密闭、内有狭窄胞腔的长细胞。一切麻纤维都有这样的特征各种麻的单纤维外形、长短和化学成分等方面却存在一定差异。几种麻纤维的形态结构如下表所示：亚麻苎麻大麻黄麻横向多角形、内有胞腔椭圆形椭圆形纵向纺锭形锤头形或分支钝角形或分支钝角形二、麻纤维的形态结构3、麻纤维的长度和细度各种麻的单纤维长度和细度各不相同，这对纺织和染整加工有很大影响。几种常见麻纤维的长度和宽度如下表所示：麻的种类长度（毫米）（微米）苎麻亚麻大麻黄麻127～25017～2013～252～522～4511～2016～5020～25多种如果肺炎的诊断成立，评价病情的严重程度、肺部炎症的播散和全身炎症反应程度。除此之外患者如有下列危险因素会增加肺炎的严重程度和死亡危险：（一）病史年龄65岁；存在基础疾病或相关因素，如慢性阻塞性肺疾病（COPD）、糖尿病、慢性心、肾功能不全、慢性肝病、一年内住过院、疑有误吸、神志异常、脾切除术后状态、长期嗜酒或营养不良。（二）体佂呼吸频率30次/分；脉搏≥120次/分；血压90/60mmHg;体温≥40℃或≤35℃；意识障碍；存在肺外感染病灶如脑膜炎，甚至败血症（感染中毒症）。（三）实验室和影像学异常血白细胞计数20X109/L；呼吸空气时动脉血氧分压（PaCO2）50mmHg;血肌酐106umol/L或血尿素氮7.1mmol/L；血红蛋白90g/L或血红细胞比容0.30；血浆白蛋白25g/L；感染中毒症或弥散性血管内凝血的证据，如血培养阳性、代谢性酸中毒、凝血酶原时间和部分激活的凝血活酶时间延长、血小板减少；X线胸片病变累及一个肺叶以上、出现空洞、病灶迅速扩散或出现胸腔积液。重症肺炎目前还没有普遍认同的标准，如果肺炎患者需要呼吸支持(急性呼吸衰竭、气体交换恶化伴高碳酸血症或持续低氧血症)、循环支持(血流动力学障碍、外周低灌注)和需要加强监护和治疗(肺炎引起的感染中毒症或基础疾病所致的其他器官功能障碍)可认为重症肺炎。目前许多国家制定了重症肺炎的诊断标准，虽然有所不同，但均注重肺部病变的范围、器官灌注和氧合状态。我国制定的重症肺炎标精品PPT课件浏览免费下载后可以编辑修改。://://://://二、麻纤维的形态结构4、麻纤维的主要组成麻纤维的主要化学成分和棉一样也是纤维素，但含量较低，此外还有蜡状物、木质素、果胶物质、含氮物质和灰分等。我国苎麻的化学成分如下图所示：纤维素纤维68.64蜡状物质1.15果胶物质17.78木质素2.25未测定部份10.18二、麻纤维的形态结构苎麻单纤较长，可单纤维纺纱，具有优良的机械性能和服用性能。原麻中的纤维被胶粘结在一起，要先脱胶使单纤维分离，才能进行纺丝加工。可作夏料。亚麻的单纤维由果胶等杂质紧密粘结，不能直接纺纱，先脱胶制成精洗麻，再除去表皮和木质素制成打成麻，才能进行纺纱。单纤维短，不能单纤维纺纱，只能先粘结成纤维束进行工艺纤维纺纱。服用或装饰用。第二节纤维素大分子的分子结构一、化学结构式二、大分子结构特点一、纤维素大分子的化学结构式分子式:(C6H10O5)n纤维素大分子由β-D-葡萄糖剩基彼此以1,4甙键联结而成一、纤维素大分子的化学结构式完全水解产物：纤维素大分子链示意图一、纤维素大分子的化学结构式纤维素分子结构的重要性1、纤维素是纤维素纤维的主要成分2、决定纤维素纤维的化学性质3、影响纤维素纤维的机械物理性能4、纤维素纤维染整加工的依据二、纤维素大分子结构特点1、由B-d-葡萄糖剩基通过1,4-甙键连接而成，相邻两个剩基相互扭转180度，大分子对称性良好，结构规整，具有较高的结晶性能。二、纤维素大分子结构特点2、每一个葡萄糖剩基（不包括两端）上有三个自由羟基，2、3位碳原子构成两个仲醇基，6位碳原子上接一个伯醇基，它们都具有一般醇基的特性，分子间可形成氢键。（与金属反应，能发生氧化反应、与无机酸反应、酯化、醚化）二、纤维素大分子结构特点3、左端剩基上含四个自由羟基，右端剩基上含三个自由羟基及一个潜在醛基。其相对数量少，所以还原性并不显著。二、纤维素大分子结构特点聚合度：式中n为聚合度重复单元数=（n-2)/2，不同方法结果差异较大。一般测定纤维素的铜氨或铜乙二胺溶液粘度，然后换算成聚合度。用此法测定麻、棉的聚合度在2000以上。第三节纤维素纤维的超分子结构一、纤维素纤维单元晶胞模型二、纤维素的聚集态结构一、纤维素纤维单元晶胞模型单斜晶系(monoclinicsystem)该晶系无高次对称轴，二次对称轴和对称面都不多于一个。晶体以唯一一个二次轴或对称面法线为b轴。b轴和a轴、C轴均正交，a轴，c轴斜交。α=γ=90o，β≠90o；a≠b≠c。折射率有3个，其中仅有一个主折射率方向和b轴重合。一、纤维素纤维单元晶胞模型晶型：单斜晶系b轴与a轴、c轴正交，a轴与c轴斜交，a轴与c轴的夹角β约为840a=0.835nmb=1.03nmc=0.79nmβ=84o纤维素分子链沿b轴排列，以两个葡萄糖剩基长（1.03nm）为纤维轴向的恒等周期;每一个晶胞包括四个葡萄糖剩基（中间一个+4个边各2/4）。中心的分子链与四个角上的分子链，在纤维轴向上相差半个葡萄糖剩基，且方向相反。整体看，纤维素中半数的分子链与另一半分子链排列方向恰巧相反。结晶度天然棉纤维70%，麻90%、粘胶纤维30%-40%取向度螺旋角越小，聚向度越高。棉螺旋角为20o~35o，麻为6~8o，粘胶为34o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，取向度低二、纤维素的聚集态结构缨状微胞结构：粘胶纤维，结晶度低缨状原纤结构：棉、麻，结晶度高区别缨状微胞结构有较短的结晶区缨状原纤结构具有长的结晶区两者关系可互为极限第四节纤维素纤维的主要物理-机械性能一、断裂强度和断裂伸长率二、初始模量三、应力—应变曲线四、弹性一、纤维素纤维的断裂强度和断裂伸长率1、断裂强度是指纤维具有能承受一定外力的拉伸作用而不致断裂的性质。1、断裂强度常用以下几种表示方式：（1）绝对强力P纤维材料受外力直接拉伸至断裂时所需的力。单位：牛顿，厘牛顿或kg、g。没有可比性。（2）断裂应力或抗张强度σ纤维受拉伸作用而发生断裂时，单位面积所承受的力。单位：牛顿/毫米2，厘牛/毫米2或kg/mm2。σ=P/s1、断裂强度（3）相对强度PD或PT纤维的绝对强度与纤度之比。单位：g/旦，厘牛/分特，g/texPD=P/NdenPT=P/Ntex（4）断裂长度LR纤维一端固定，另一商向下悬垂并不断延长，纤维由于其自身重量而断裂时的长度，称为断裂强度。即当纤维自身的重量与其绝对强力相等时纤维的长度。单位：千米。通过测定绝对强力折算出来。（1000×LR）g=Pg为纤维单位长度的重量(g/m)LR=P/1000g=PNm/10001/g为纤维单位重量的长度(m/g)即Nm(单位重量的纤维或纱线所具有的长度)（针织物：钩接强度；渔网：打结强度）1、断裂强度纤维强度的测定恒温恒温条件下（20℃，RH=65%）。测前平衡24小时，测得干强度。在湿态下测定的强度称为湿强度。棉、麻：湿强度干强度粘胶纤维、羊毛：湿强度干强度合成纤维：几乎相等1、断裂强度断裂机理：克服分子内的化学键和分子链间的作用力。1、纤维大分子链排列方向平行于受力方向，纤维断裂时可能是化学键的断裂或分子链的相对滑脱（图1、2）图1：必须破坏所有大分子链——理论强度15×105N/cm2，实际不可能图2：必须使分子链间的氢键和范德华力全部破坏——不可能纤维大分子链排列方向垂直于受力方向，纤维断裂时由部分氢键或范德华力的破坏引起的。（图3）图3：破坏部分氢键或范德华力，其理论强度与实际测定的强度同数量级。纤维的实际强度比理论强度低得多，主要是取向不理想，总有未取向部分，而且结构中还存在薄弱环节，如细微裂缝和空洞。纤维的断裂从这些部分开始，向其它部位扩展，使少量取向的分子链被拉断，导致分子链间相对滑移断裂。1、断裂强度影响纤维断裂强度的因素化学结构：存在极性基团，分子间作用力大，强度高分子量：分子量低时，以分子链滑移为主，强度较低；分子量高时，次价键力总和超过主价键力，断裂以大分子链断裂为主。结晶度：高，强度高。结晶限制大分子链的相对移动取向度：高，有利于应力的均匀分布，强度高。1、断裂强度棉、麻聚合度高、结晶取向高，分子间次价力总和大于主价键力，它的断裂，首先破坏缺口和弱点部分，缺口