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服装中的化学知识

一是染色――染料由外部进入被染物的内 部,使被染物获得颜色,如各种纤维、织物、 皮革的染色。二是着色――在物体形成固体形 态前,将染料分散在组成物之中,成型后,得 有颜色的物体,如塑料、橡胶及合成纤维的原 浆着色。三是涂色――借助于涂料的作用,使 染料附着于物体的表面,而使物体表面着色, 如涂料印花油等。
纺织品的服用要求
柔弹性、耐磨性、精致性;缩水 性、熨烫性、洗涤性、染色性和保暧 性。
染料
染料是能使其他物质获得鲜明而坚牢 色泽的有机化合物。并不是任何有色物质 都能当作染料来使用,染料必须满足应用 方面提出的要求:要能染着指定的物质, 颜色鲜艳,牢固耐久,使用方便,成本低 廉,安全无毒。
染料的用途
合成纤维
合成纤维是用石油、煤、天然气、石油废气、 石灰石、空气、水等非纤维类的化工原料合成的, 它们都是高分子聚合物,有优异的化学性能和机械 强度。但不是所有的合成高分子都适合做合成纤 维,要成为合成纤维,至少要符合下列条件:一要 具有线型的分子结构,或有少量支链的线型分子也 行;二要具有适当的分子量,平均分子量太低,则 不能纺丝或强度不够,分子量太高,则粘度太大, 又不易纺丝;三要有较大的分子间引力,分子间的 作用力大,能使分子链相互靠紧而有序排列,容易 生成结晶,使纤维有高强度;四是这些高聚物要能 溶解或熔融,这是纺丝的先决条件。
经纺丝头抽出的丝就如细粉丝,没有强度,不 能用作纤维,还必须经过拉伸、取向和热定型。即 将刚纺出的丝趁热再拉长3-5倍,使纤维中原来排 列紊乱的分子链,沿纤维的轴向整齐排列,这叫纤 维的拉伸取向。经过这道工序后,不仅纤维的强度 和耐热性大大提高,而且也显著地降低了其伸长度 和在热水中的溶胀性。拉伸取向后的纤维还须将取 向固定下来,否则,以后的高温染色和热水洗涤时 会发生10%-40%的强烈收缩。因此,还须再用蒸 汽或热空气进行热定型处理,这样的纤维收缩率就 很小了。
纺丝
纺丝是模拟蚕吐丝的原理,先将成纤的聚合 物制成粘稠的纺丝粘液,然后,将这种粘液加压 后,从喷头中压出,形成极细的纤维,冷却后, 溶剂挥发或凝固,使之成为纤维状的固体。制备 纺丝粘液的方法有:一是熔融法――将高聚物加 热熔融;另一是溶液法――用适当的溶剂将高聚 物溶解。一般地,尼龙、涤纶等用的是第一种方 法,而腈纶、维纶等用的是第二种方法。
的确凉――涤纶(Dcaron)
学名是聚对苯二甲酸乙二醇酯,由对 苯二甲酸和乙二醇两种单体经缩合反应而 得的,因分子的主链上有酯基,故也称聚 酯纤维。涤纶易洗、快干,同时也具有良 好的耐热性和电绝缘性。但因它不吸水, 因而其透气性差,而且也不柔软。
毛涤、丝涤、涤棉
科学家利用涤纶的优点,改造它的缺 点,把它与棉纤维、毛纤维、丝纤维等混 纺,结果得到涤棉、毛涤、丝涤等一系列 的相互取长补短的产品。这些产品既保持 涤纶纤维优良的抗皱性和高强度,挺括、 耐穿、不霉、不蛀,又保持棉、丝、毛纤 维优良的吸湿性和透气性。
偶氮染料指由可致癌的芳香胺合成的染料。目 前已知的可致癌的芳香胺有23种,由这些芳香胺合 成的染料有200多类。偶氮染料不溶于水,也洗不 掉。使用有这类染料的服装时,在和人体的接触过 程中,染料不可避免地会被皮肤吸收,通过还原反 应和活性作用,使体内细胞的DNA发生结构和功能 的改变,从而诱发癌症。 在国家禁止使用的23种可致癌的芳香胺中,以 2-萘胺和联苯胺的致癌性最强。如联苯胺可导致 膀胱癌和输尿管癌,并且潜伏期可以长达20年。医 学调查的结果显示,常接触联苯胺的人的膀胱癌的 发病率是正常人群的28倍。
尼龙――锦纶(Nylon)
分子链中都含酰胺基(-CONH-), 故也称聚酰胺纤维,是目前世界上生产量 最大、应用范围最广、性能比较优良的一 类合成纤维。聚酰胺纤维最突出的性能是 强度高,弹性和耐磨性均非常优良,其强 度是棉花的7倍,耐磨性是棉花的10倍, 而重量只有棉花的三分之一。
合成羊毛――腈纶
除芳纶外,还有氟纶、氯纶、 氨纶、丙纶等。通过改性,还可以 制造出超细纤维、有色纤维、防火 纤维、镀金属纤维、抗静电纤维、 发光纤维等各种不同性能的纤维。
大豆蛋白纤维被纺织界称为继涤纶、锦纶、 氨纶、腈纶、丙纶、粘胶、维纶后的全球“第八 大 人造纤维”。大豆蛋白纤维既有天然纤维的透气 舒 适、光亮柔软的特性,又兼有合成纤维的高强度 和良好的导湿性。生产的过程中,所用的主料、 辅料பைடு நூலகம்助剂均无毒,且大部分的助剂和半成品纤 维均可回收利用。大豆蛋白纤维还能与其它纤维 混纺,扬长避短,如与羊绒结合可提高产品的光 泽;与绢丝混纺可克服易生汗渍、水印的毛病。 不过,大豆蛋白纤维的成本较高,比棉花高出2 倍多,如一件大豆蛋白纤维制成的T恤在专卖店 的售价是400多元。
服装中的化学知识
服装材料有天然纤维、人造纤维、合 成纤维、异形纤维、复合纤维等。其中, 天然纤维又包括植物纤维(如棉、麻等) 和动物纤维(如羊毛、兔毛、丝等)。而 其它的纤维都是通过人工合成的方法而制 得的。
人造纤维
由于天然的资源有限,所以,科学家 模拟天然纤维的结构而制得的。有用硝酸 处理木纤维而得的硝酸纤维、铜氨纤维、 醋酸纤维等。根据纤维的长短、曲直等的 不同,还可分为人造棉、人造丝、人造毛 等。人造纤维的原材料有木材、芦苇、棉 杆、麦杆等植物性纤维物质。
合成棉花――维纶
学名是聚乙烯醇。聚乙烯醇大分子的 链上挂有许多羟基(-OH),具有亲水 性,故易溶于水。用这样的纤维做衣服, 一洗就溶掉了,因此,它需要用甲醛将分 子链上的大部分羟基缩合反应掉,变成了 聚乙烯醇缩甲醛,然后再纺丝,就成了维 纶纤维了。
特种纤维――芳纶
芳纶的分子排列规整,链与链间的酰胺基还 有大量的氢键相连,故这种纤维的结晶和取向程 度都极高。正是这种结构,使芳纶纤维具有高强 度和高耐热性,它在高温下不熔融,并且有自熄 性,长期在290℃使用,都能保持强度不变,它 在345℃变软,到560℃才开始分解。故高性能的 芳纶纤维的用途是多方面的,如用于航天飞机、 防弹衣、游艇、滑雪板、钓鱼杆等。
由单体丙烯腈聚合而成,学名为聚丙烯腈。它质轻、 丰满,性能和外观与羊毛很像,有“合成羊毛”的美称。 腈 纶最大特点是膨松柔软,强度高,抗湿,保暖性好,比羊 毛轻,却比羊毛的强度高2-3倍;羊毛是蛋白质纤维,易 受细菌和蛀虫的破坏,而腈纶不霉、不蛀,其耐日光性和 耐气候性比羊毛大,特别适合制幕布、帐篷、军用帆布、 炮衣等室外织物。腈纶的耐化学腐蚀性也比羊毛好。缺点 是耐磨性差,电阻率大,摩擦易起静电,故织物易起球、 易吸灰尘。
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