化学纤维概论
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化学纤维概论范文第1篇
在观察了维纶基牛奶蛋白纤维显微结构和燃烧性状后,研究其在常用化学试剂中的溶解性。试验结果表明,维纶基牛奶蛋白纤维在88%甲酸和浓硝酸中能够部分溶解;在沸腾水浴中,维纶基牛奶蛋白纤维能够完全溶解于75%硫酸和浓硫酸,不溶于2.5%氢氧化钠溶液。
关键词:维纶基牛奶蛋白纤维;显微结构;燃烧性状;溶解性
Abstract:The microstructure and the burning behaviors of vinylon-milk protein fiber were observed, and the solubility of the fiber was explored. The results showed that vinylon-milk protein fiber can partly resolve in 88% methane acid and concentrated nitric acid, wholly resolve in 75% sulphuric acid and concentrated sulphuric acid by boiling water bath, and hardly resolve in 2.5% natrium hydroxide by boiling water bath.
Keywords:vinylon-milk protein fiber; microstructure;burning behavior;solubility
牛奶蛋白纤维是再生蛋白质纤维,是以牛奶为原料经脱水、脱脂、分离、纯化、浓缩制成牛奶酪蛋白,与高分子化合物共混、共聚制成纺丝液,再经湿法纺丝而成[1-2]。一般,牛奶酪蛋白与聚丙烯腈制得的牛奶蛋白纤维称腈纶基牛奶蛋白纤维;牛奶酪蛋白与聚乙烯醇制得的纤维称为维纶基牛奶蛋白纤维;牛奶酪蛋白与纤维素共聚制得粘胶基牛奶蛋白纤维[3]。牛奶蛋白纤维含有多种氨基酸,具有良好的亲肤性和吸湿导湿性,抗菌防蛀,服用性强[4],受到消费者的青睐。
维纶基牛奶蛋白纤维呈浅黄色,是由牛奶酪蛋白和聚乙烯醇大分子共混、共聚、醛化、糅合、脱泡,湿法纺成的纤维,克服了合成纤维吸湿性差和天然纤维强度低的不足,其比电阻介于天然纤维和合成纤维之间,吸湿性也优于聚乙烯醇纤维(维纶,PVA)[5],在直接染料、弱酸性染料、活性染料和中性染料中都有良好的上染能力[6]。本文在观察维纶基牛奶蛋白纤维显微结构和燃烧性状后,研究其在常用化学试剂中的溶解性,为纤维检测提供参数。
1试验部分
1.1试验材料、仪器和试剂
维纶基牛奶蛋白纤维(1.56dtex×38mm,原色,浅黄色,黑龙江嫩江华强蛋白纤维有限责任公司生产) 。
纤维细度成分显微分析仪(北京华宜卓科技有限公司);AE240电子天平(METTLER);HZS-H水浴振荡器(哈尔滨市东联电子技术开发有限公司);六联可调电热器(江苏江阴市医疗仪器厂);Y801A型恒温烘箱(常州纺织仪器厂);索氏萃取器;酒精灯;具塞三角瓶若干。
甲酸(88%);硫酸(75%);浓硫酸;浓硝酸;氢氧化钠溶液(2.5%),石油醚(馏程为40℃～60℃)。
1.2试验方法
显微结构试验:用纤维细度成分显微分析仪观察纤维的显微结构。
燃烧性状试验:点燃酒精灯,用镊子夹取10mg左右纤维束,徐徐靠近火焰,观察试样对热的反应情况。将纤维移入火焰,观察纤维的燃烧情况;然后离开火焰,观察纤维的燃烧情况,并用鼻子闻试样燃烧刚熄灭的气味。最后,待试样熄灭冷却,观察残留物灰分的状态。
预处理:取纤维5g左右,用定量滤纸包好,置于索氏萃取器中,用石油醚萃取1h,每小时至少循环6次,待试样中的石油醚挥发后,把试样浸入冷水中浸泡1h,再在(65±5)℃的水中浸泡1h,浸泡过程中时时搅拌。水与试样质量比为100:1。然后抽吸脱水,晾干。
溶解性试验:准确称取试样1g置于具塞三角瓶中,加入100mL化学试剂,在搅拌条件下观察不同温度下纤维和试剂随时间的变化情况。待一定时间后,洗涤,抽吸排液,烘干。
2试验结果
2.1显微结构
在显微镜下观察维纶基牛奶蛋白纤维的横截面呈腰圆形或哑铃形(见图1),纵向有沟槽(见图2)。这种结构有利于吸湿导湿。
2.2燃烧性状
维纶基牛奶蛋白纤维靠近火焰时熔融并卷曲;进入火焰,熔融、卷曲并燃烧;离开火焰,燃烧,有时会自然熄灭。燃烧过程中散发出蛋白质燃烧时所特有的臭味。纤维燃烧的一端形成黑褐色硬块。
2.3溶解性
取维纶基牛奶蛋白纤维分别置于88%甲酸、75%硫酸、浓硫酸、浓硝酸和2.5%氢氧化钠溶液中进行溶解性试验,试验结果见表1。
3结论
3.1维纶基牛奶蛋白纤维的显微结构
维纶基牛奶蛋白纤维的横截面呈腰圆形或哑铃形,纵向有沟槽。腈纶基牛奶蛋白纤维[7-8]的横截面呈近似圆形、扁圆形或不规则的形状;纤维纵向表面有很多长短、宽度不等的不规则沟槽。
3.2维纶基牛奶蛋白纤维的燃烧性状
纤维靠近火焰,熔融并卷曲;进入火焰,熔融、卷曲、燃烧;离开火焰,燃烧,有时自灭;残留物形成硬块;燃烧时散发出蛋白质燃烧所特有的臭味。 维纶基牛奶蛋白纤维与腈纶基牛奶蛋白纤维[9]的燃烧性状相似。
3.3维纶基牛奶蛋白纤维的溶解性在一定程度上反映了聚乙烯醇和蛋白质的化学性质
维纶基牛奶蛋白纤维由聚乙烯醇和牛奶酪蛋白共混制得。两种高分子共混能改善高分子的性能,但是共混的过程包括了复杂的物理化学变化,生成产物的相态结构也会因组分浓度不同而不同[10]。这样势必会给蛋白质复合纤维的定性鉴别尤其是定量带来困难。
聚乙烯醇大分子主链上有大量仲羟基,其化学性质与纤维素有许多相似之处,而且氢氧化钠溶液可以作为聚乙烯醇纺丝的凝固液[11]。维纶纤维在88%甲酸中溶胀并溶解;在浓硝酸中迅速溶解并释放出红棕色、有刺激性气味的NO2气体;能够溶解于75%硫酸和浓硫酸;不溶于2.5%氢氧化钠溶液。蛋白质是由氨基酸组成的高聚物,是两性电解质、有等电点、具有高分子量和胶体性质、能够发生沉淀反应和变性[12]。
维纶基牛奶蛋白纤维在88%甲酸和浓硝酸中能够部分溶解,从试验现象看,可能与纤维中聚乙烯醇的溶解有关,剩余物主要是蛋白质。在沸腾水浴中,维纶基牛奶蛋白纤维能够完全溶解于75%硫酸和浓硫酸,不仅与硫酸所具有的酸性有关,还应归功于较高温度下硫酸表现出的强氧化性。维纶基牛奶蛋白纤维在2.5%氢氧化钠溶液中不溶解,可以认为是聚乙烯醇与蛋白质的综合表现。
参考文献:
[1] 方雪娟,颜燕屏,俞觉,等.牛奶蛋白复合纤维应用性能的试验分析[J].上海毛麻科技,2007(4):1 4-17.
[2] A. Arslan.牛奶蛋白纤维(第Ⅰ部分)[J].国际纺织导报,2007(9):6-8.
[3] 齐利霞.牛奶蛋白纤维及其混纺产品的热湿舒适性研究[D]. 天津:天津工业大学,2007:3.
[4] 勤宝.牛奶蛋白复合纤维的特征及发展前景[J].纺织装饰科技,2006(2):10.
[5] 李克兢,何建新,崔世忠.牛奶蛋白纤维的结构与性能[J].纺织学报,2006,27(8):57-60.
[6] 杨宏林,项伟,蔡再生.维纶基牛奶蛋白纤维染色性能研究[J].针织工业,2007(4):45-49.
[7] 阮超明,俞建勇,王妮.牛奶蛋白纤维的组成与结构研究[J].西安工程大学学报,2008,22(1):6-10.
[8] 张建英,马晶, 张建波.牛奶蛋白纤维的物理化学性能[J].印染助剂,2009,26(6):47-52.
[9] 王卫民,陆维民,董建华,等.牛奶纤维的特性、应用和成分检测[J].中国纤检,2004(6):22,25.
[10] 刘凤崎,汤心颐.高分子物理[M].北京:高等教育出版社,1995.
[11] 肖长发,尹翠玉,张华,等.化学纤维概论[M].北京:中国纺织出版社,1997.
化学纤维概论范文第2篇
专业大观
生活在钢筋水泥森林里的我们，对金属材料一定不陌生。从汽车外壳到小小螺丝钉，从建筑用材到锅碗瓢盆，处处充斥着金属感。可以说，金属材料的发现和应用，日益深入和改变着我们的生活。
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金属材料工程发展历史很长，基础非常雄厚，可以说从事这方面研究的人员一开始就站在了巨人的肩膀上，但需要注意的是，借助学科雄厚的基础，初学者虽然很容易入门，但入门后看见的是一片片整整齐齐的田野，仿佛没有值得开垦的地方，要想取得突破性进展必须下一番力气。因此学生在学习时需要注重培养自己的观察和判断能力，不盲目迷信书本和权威，要敢于放开自己的思维不断探索新知。
经过本科阶段的学习，金属材料工程专业的毕业生将被授予工学学士学位，毕业后如果希望从事专业相关工作，可以去相应的研究所（比如北京有色金属研究院）参加工作，或是在宝钢、首钢等国有大中型钢铁集团以及其他相关企业担任中高级工程技术人员，当然也可以选择留校或者出国。当你看见自己辛勤劳动的成果在钢花飞溅中诞生，为国家和人民创造了巨大经济利益的时候，你一定会由衷地感到高兴。也许到时候你会发现自己对别的领域更感兴趣，不要担心，你所学的知识和方法完全可以帮助你适应其他的工作，因为在这里养成的分析问题、解决问题的能力，会令你左右逢源、游刃有余。
报考点津：由于本专业涉及到金属材料的设计、计算机的应用等专业领域，因此，有创新意识，吃苦精神，且在绘图、计算机等方面有专长的同学更适合报考该专业。
高校快照：北京工业大学、西安交通大学、哈尔滨工业大学、盐城工学院、西北工业大学等。
专业大观
高分子材料与工程属于理工科类，是研究有机及生物高分子材料的制备、结构、性能和加工应用的高新技术专业。目前高分子材料已被广泛应用于生活、生产、科研和国防等各个领域，成为我国科学研究的一个重点领域。
高分子材料与工程培养的是高新技术方面的人才，该专业的学生主要学习高聚物化学与物理的基本理论和高分子材料的组成、结构与性能知识及高分子成型加工技术知识，具体的课程有有机化学、物理化学、高分子化学、高分子物理、聚合物流变学、聚合物成型工艺、聚合物加工原理、高分子材料研究方法。看课程的名称，我们会发现，高分子材料与工程主要涉及化学、物理、材料知识。但是，不要以为你高中的物理、化学学得好就能把高分子材料与工程专业学好，我们高中时学的物理、化学其实都只是基础知识，并没有朝深方向延伸。因此说，高中所学的物理、化学知识只能算是在为学高分子化学、物理打基础。
学习了高分子材料与工程的主要课程后，充其量只能说你学到了知识，还不具备有开发研究高分子材料的能力。为了帮助该专业学生将知识转化为技能，学生在校期间的大部分时间都被用来做实验，同时学校也会适当的安排一些社会实践，同学们可以进行金工实习、生产实习、专业实验、计算机应用与上机实践、课程设计等。此外，同学们自己还可以利用寒暑假的时间到工厂、企事业单位实习。
总而言之，只有经过社会实践并且反复摸索验证课本上的理论知识，同学们才能掌握高分子材料的合成、改性的方法，获得聚合物加工流变学、成型加工工艺和成型模具设计的基本技能，具有对高分子材料改性及加工过程进行技术经济分析和管理的初步能力。当同学们在学校就具有以上这些能力，那可以说已经很优秀了，毕业时那会是企业争抢的香饽饽。
关于就业，高分子材料与工程专业的学生毕业后，可以到高分子材料及高分子复合材料成型加工、高分子合成、化学纤维、新型建筑装饰材料、现代喷涂与包装材料、汽车、家用电器、电子电气、航天航空等企业从事设计、新产品开发、生产管理、市场经营及贸易部门工作，也可以到高等学校、科研单位从事科学研究与教学工作，还可以到政府部门从事行政管理、质量监督等工作。
报考点津：对物理、化学感兴趣的学生较适合本专业。另外，由于该专业要与计算机、英语打交道，因此你要有计算机、英语方面的学习热情。还有，按照相关招考规定，色弱、色盲者不能报考该专业。
高校快照：四川大学、浙江大学、华南理工大学、大连理工大学、华侨大学等。
专业大观
复合材料与工程是实用性很强的专业，它分为复合材料设计与加工和复合材料工程两个专业方向，这样可以术业有专攻，使同学们在成为本专业通才的同时又是某个方向的专才。
既然复合材料与工程专业的学生学的是如何研发复合材料，那么复合材料究竟有何魔力驱使同学们去研究它呢？人们获取知识时常用的方法是去粗取精，从而使知识更上一层楼。复合材料其实和同学们汲取知识的方法是一样的，它是由两种或多种性质不同的材料通过物理和化学复合，组成具有两个或两个以上相态结构的材料。简单的说，就是它具有合成材料共有的优点，性能要高出任何一个合成的部分。其实，在现实生活中，我们会看到很多的复合材料产品，如休闲座椅、工艺花盆、灯饰、广告灯箱、汽车配件、电话亭等。当我们惊讶于复合材料与工程何以如此强悍时，羡慕和期待的眼光便落在了复合材料与工程专业上。
看着五花八门的工艺花盆、灯饰，同学们可能会难掩内心的激动，也想自己动手制作出漂亮的灯饰。有这样的心情，表示同学们已经爱上了复合材料与工程专业了。由于该专业所要解决的是了解复合材料的组成特点、主要应用领域、复合原理和主要制备工艺等问题，因此该专业的同学们需要学习的专业课程有复合原理、复合材料学、复合材料工艺设备、材料学概论、复合材料的实验技术、高分子化学及物理、复合材料工艺学、复合材料聚合物基础等。
罗列出这么多专业课程，你可能会发出感慨，怪不得该专业毕业的学生能够研制出许多性能各异的产品，因为他们所学的知识不仅专，而且全。该专业同学毕业后可以到航空航天、汽车、船舶、建材、化工防腐、电机、电子、石油、通信、国防等行业的科研院所、高校、公司、企业工作。即使是新入职的该专业的毕业生，薪酬也不会很低，一般薪水在3000左右，不过也分地域、单位和各人能力。
报考点津：能吃苦，有创新精神，且对化学、物理感兴趣的最适合报考本专业。尽管没有性别限制，但从往年的男女就业情况来看，男生比女生更受企业的欢迎。
高校快照：武汉理工大学、兰州交通大学、江苏大学、华东理工大学、济南大学等。
专业大观
生物功能材料专业是生命科学和材料科学的前沿叉学科，是生物医学工程、组织工程和药物释放等交叉学科技术的迅速发展对专业人才的迫切需求而设立的。
生物功能材料专业的魅力，就在于敢于实践李宁的那句名言——“一切皆有可能”。就在前不久，青岛即发集团成功研制出了“高性能壳聚糖纤维材料”，而它的原料就是不起眼的虾皮、蟹壳。虾皮、蟹壳与用来做纺织面料材料的棉花相比，在纤维等特性上相差十万八千里，但就是这样不可能的事实，科研人员利用甲壳素经化学处理和拉纤工艺制备，制出了可纺性高、抗菌性强、隔热性能好等特点的“高性能壳聚糖纤维材料”。科研人员之所以可以变不能为可能，完全归功于生物功能材料专业。
科研人员有如此“特异功能”，与天生无关，而在于他们都接受过生物功能材料方面的专业学习。他们必学的主要课程有：生物化学、分子生物学、生物医学工程、高分子化学、高分子物理、生物医学材料学、生物材料制备与加工、生物材料综合实验等专业基础及专业课程。要学好这些专业知识，没有勤奋刻苦的精神，以及科学的学习方法是学不好的，因为这些课程比较深奥难懂，同学们除了在课堂上认真听讲，认真做好笔记，在课后消化以外，还必须给自己“加餐”，以接触更多的相关知识。
因为生物功能材料是涉及面很广的专业，因此一般的学校都会加大选修课的比例，主要开设的课程有：生物医用高分子改性、组织工程学、控制释放理论与应用、生物可降解高分子、环境材料基础等。
学习了主要课程和选修课程之后，同学们可能还会关心，学习了这么多知识，究竟能把自己塑造成一个什么样的人才？从开设的主要课程来看，生物功能材料的目标很明确，就是培养能在生物材料的制备、改性、加工成型及应用等领域从事基础研究、应用研究和技术开发等的综合型高级技术人才。该专业就业面宽，同学们毕业后可在研究院所、设计院、大专院校和企事业单位工作。
