服装中的化学知识.doc

第四章 服装中的化学知识4.1 服装材料 用于制作穿戴品的纤维是指长度比直径大很多倍并有一定柔韧性，经加工可制成各种纺织品的纤细物质，根据来源，服装材料的纤维可以分为天然纤维和化学纤维两大类。化学纤维又分为人造纤维和合成纤维两类。人造纤维是用天然原料、化学方法加工而成；合成纤维用的是纯粹的化学原料，用化学方法加工而成。4.1.1 天然纤维 大自然是一个绿色化工厂，为人类提供了麻、丝、毛、棉等天然纤维，满足了人们穿着的需要。这些天然纤维都来自功植物的有机化合物，主要成分都是纤维素。天然纤维分植物纤维和动物纤维两类。 1. 植物纤维 植物纤维的主要成分是纤维素，是-葡萄糖C6H12O6(分子中碳1上的羟基和碳2上的羟基分别在环的两面)的聚合物，包括约5000个该糖的单体，燃烧时生成二氧化碳及水，无异味，主要有棉，麻两类。 棉在显微镜下看到棉纤维呈细长略扁的椭圆形管状，由于空心，故吸湿性、透气性好，可吸汗又保暖，是做内衣的理想材料。 麻为实心棒状的长纤维，不卷曲，洗后仍挺括，适于做夏布衣裳、蚊帐。 2. 动物纤维 动物纤维主成分为蛋白质，系角蛋白，因为不被消化酵素作用，故无营养价值。均呈空心管状结构，常用的有丝、毛两类。 丝纤维细长，由蚕分泌汁液在空飞中固化而成，通常一个蚕茧即由一根丝缠绕，长达1000m1500m，强度高、有丝光、宜做夏季衬衫，是一种高级衣料。 毛纤维包括各种兽毛，以羊毛为主。纤维比丝纤维粗短。构成羊毛的蛋白质有两种，一种含硫较多，称为细胞间质蛋白，另一含硫较少叫做纤维质蛋白。后者排列成条，前者则像楼梯的横挡使纤维角蛋白连接，两者构成羊毛纤维的骨架，有很好的耐磨和保暖功能，具有柔软、蓬松、保暖、舒适、容易卷曲等优点，适宜做外衣和水兵服。只是容易发霉、遭虫咬。现在在羊毛织物内添加了防止虫蛀成分，使羊毛织物依然受人喜爱。 用这些天然纤维纺成纱，织成布，制成衣服既可以保暖，又能防晒。因为天然纤维的导电传热能力差，加上纤维分子卷曲缠绕、左右勾连，形成许多缝隙洞穴，包藏了不少空气，使热量不宜穿过纤维层。麻、丝毛、棉，同样是纤维，它们外貌有些相似，但构造有很大的差别。丝、毛放在火焰里，很快地卷曲起来，发出吱吱声，散出一股臭味；棉、麻燃烧起来像柴草，没有臭味。棉、麻是植物纤维，它是碳、氢、氧组成的葡萄糖，燃烧以后生成二氧化碳和水，所以没有气味。丝、毛是动物纤维蛋白质，是由氨基酸组成的，除了碳、氢、氧外，还含硫和氮，燃烧以后生成的二氧化硫带有臭味。用这个方法就能把植物纤维和动物纤维区别开来。4.1.2 人造纤维 1. 人造纤维的起源天然纤维的资源有限，亚麻一年一熟，每10棵亚麻，只能剥到5Kg左右的亚麻皮；经过晒干去皮，只剩1Kg左右了。10条家蚕只能结10个茧，从10个茧中只能出5克左右蚕丝。羊毛一年剪一次，一只羊每年只能剪10kg左右羊毛。棉花一年收获次，一亩棉田大约可收60kg皮棉。蜘蛛在屋檐边、树丛间抽丝做网，捕捉昆虫。这引起了法国科学家卜翁的注意。他根据前人的论点，进行人工制丝的试验把蜘蛛囊割破，挤出胶液，抽成细丝，制成了历史上第一副人造丝手套。 抽丝试验的成功，推动人们进一步去研究纤维的结构。1884年，法国的席尔顿纳用硝酸处理木纤维，使它变成硝化纤维素，然后将它溶解在酒精或乙醚的溶刊中，配成粘液，最后通过细孔抽细丝获得成功，并用它制成第一件人造纤维衣服。这种人造丝衣服光滑、耀眼，可以洗涤。 1891年，世界上第一座硝酸纤维工厂建成。该厂从木材中提取纯净纤维素，然后用烧碱、二硫化碳处理，得到一种橙黄色的粘胶状物质，抽成丝，就是粘胶纤维。这是历史上最早批量生产的人造纤维，以后铜氨纤维、 2. 人造纤维的分类 人造纤维离不开大自然，得用天然纤维做原料，采用化学的方法制造而成。由于许多植物纤维如木材，芦苇、棉短绒，甘蔗渣，棉杆、麦秆等纤维较短，不适合直接用于纺织，需经化学加工以改性，得到的人造纤维主要有人造棉，人造毛和人造丝。 现代人的许多漂亮的衣裳，都是用木材、芦草制成的人造纤维做的。人造纤维是用木材、芦苇、蔗渣、王米芯、麦秆、稻草、竹子等经过清理以后，用化学的方法，把这些原料中的粗短纤维再制成适于纺织的长纤维。人造纤维用这些富含纤维素的植物作原料，用亚硫酸钙和烧碱等使其水解、蒸煮，漂白做成像纸板一样的“浆箔”，制得纯净的纤维素；再用氢氧化钠、二硫化碳处理而成“纤维素磺酸酯”，制成“粘胶液”，最后通过许多微细的小孔，喷射到含硫酸等的溶液中，凝固成再生纤维。这就是人造纤维工厂最早制出的粘胶纤维，是连续不断的丝，叫做人造丝，人造丝可以织出许多漂亮的人造丝绸缎；这种丝截短后，卷曲度高的，叫做人造毛；卷曲度低的，叫做人造棉。人造丝、人造毛、人造棉都是粘胶纤维，只是纤维长短、曲直不同罢了。 粘胶纤维穿着舒适，透气性好、人造棉容易染色，织出的布色彩鲜艳绚丽；人造丝织物轻柔滑软，可制成多种丝绸；人造毛同羊毛可混纺成毛粘绒线，还可同合成纤维混纺、取长补短，改善织物性能。 人造纤维的吸水性比较好，穿在身上不会感到闷。通常将它们与合成纤维一起做成混纺织品，如涤纶和人造棉的混纺品叫“棉的确凉”；腈纶和人造毛混纺成花呢和凡立丁等“毛腈”织物。采用混纺的办法，是为了取长补短，提高布匹的质量；人造纤维印染花色容易，吸水性好，缺点是润湿状态时强力低，因此不经洗不耐穿；合成纤维结实、耐磨，但不易染色，吸水性差。把它们混纺以后，就可以相得益彰，织成既美观又结实耐穿的衣裳。 3. 人造纤维的化学制造及特点 人造棉最早出现是在1891年把含木（质）纤维素（单体为戊糖或木糖，C6H12O5）的木材，除去木质素后和二硫化碳及氢氧化钠作用，生成纤维素黄原酸盐，经进一步处理而得，主要有： 粘胶纤维 是将上述黄原酸酯除去杂质后溶于稀碱中，成为粘稠状液体，很象胶水，将此粘胶液喷丝入硫酸及硫酸钠溶液中，纤维素黄原酸酯分解，重新变成纤维素，可成均匀细丝，结构上与棉纤维相同，但为实心棒状，较脆，强度差，由于经多次化学处理，纤维素分子排列较棉纤维松散而零乱，分子之间空隙较大，水分子易钻入，故缩水率大，纤维经向膨胀后(直径可加粗一倍)，制品发胀、变厚变硬，不易洗且强度下降，主要性能与棉相近，可作内衣等。 富强纤维 是将粘胶纤维用合成树脂处理，在整理技术上改进，这些合成树脂（也可用其它化学试剂）如同钩子，在粘胶纤维的分子间挂接，使其排列整齐，干、湿强度均大增，洗涤性能好，不缩水，因而得“富强纤维”雅号。 人造毛主要分为：人造羊毛是将优质粘胶纤维长丝叨短成羊毛的长度（76102毫米），外表酷似羊毛，但遇水膨胀、变硬，且不耐磨；氰乙基纤维是使纤维素中的羟基和丙烯腈反应生成，结构式相当于纤维素，这种纤维非常牢固耐磨（为普通纤维的4倍）。 人造丝主要分为：普通人造丝，用粘胶纤维中的长丝纺成，特点与棉布同，可做衬衫、窗帘，湿时不结实，洗涤易变形；铜氨纤维，将氢氧化铜溶于浓氨水即得铜氨溶液，加入木质纤维使溶解制成纺丝液，在酸液中喷丝，专用于人造丝制备，质地比粘液纤维好。乙酸纤维，将纤维和乙酸酐在硫酸的催化下反应，此时纤维素中的羟基在上述酐的作用下，生产乙酸纤维酯聚合物，此酯不溶于丙酮，但它部分水解后，就可溶于丙酮，将此丙酮液压过小孔，通过热空气使溶剂蒸发即得丝状纤维素，本品不能燃烧，为优质人造丝。4.1.3 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纺织品（通常成丝状，如为片状或块状者则为树脂，合成树脂添加各种助剂后的制成品称为塑料）做原料，经过化学合成和机械加工制成的，这种纤维才是真正的“人造纤维”。合成纤维为重要的高分子聚含物，有优异的化学性能和机械强度，在生活中应用极广。 1000吨石油炼出汽油以后，分离出的乙烯和丙烯，可以制造合成纤维1.5吨，用它可织20万米布，做10万件衬衫。合成纤维具有天然纤维所没有的一系列优良性能，如强度高、耐磨、耐虫蛀、比重轻、保温性好，并且还耐酸碱的腐蚀。合成纤维中主要有锦纶、涤纶、腈纶、维纶、丙纶、氯纶、氨纶、芳纶、氟纶等。其中锦纶、涤纶、腈纶被称为现代化纤的三大支柱。锦纶，即尼龙，化学名叫“聚酰胺纤维”。锦纶的种类五花八门，为区分锦纶的不同品种，人们在锦纶后面加上阿拉伯数字，如锦纶-6、锦纶-66、锦纶-610，其中前面一个数字表示胺中的碳原子数，后面一个数字表示酸中的碳原子数。锦纶-610是由6个碳原子的己二胺和10个碳原子的癸二酸制成。制造锦纶的基本原料是苯、苯酚或环己烷，可大量从石油及蓖麻油、鲸鱼油中得到。锦纶的最大优点是耐磨性比一般纤维好得多，强度高、耐疲劳、耐腐蚀。其缺点是吸湿性较差，不透气，表面容易起球。人们用锦纶与粘胶、羊毛等吸水较好的纤维混纺成华达呢、粘锦哔叽、锦纶花呢等织品，彼此取长补短。涤纶，即的确良，是从石油或煤的焦化产品二甲苯、萘中制得对苯二甲酸，从乙烯中得到乙二醇，经适当化学加工得到涤纶树脂，在经由各种处理而得缩聚成聚酯纤维。涤纶是三大合成纤维中工艺最简单的一种，价格比较便宜，再加上有结实耐用、弹性好、不易变形、耐腐蚀、绝缘、挺括、易洗快干等特点，为人们所喜爱。的确良(的确凉)织物颜色雪白、光洁、质地柔软、耐热性好，虽经多次蒸煮也不会减低强度。的确良主要用作衣料，但不适合作内衣，因为它不吸水，出了汗，衬衣就湿漉漉的，而且很闷气。但只要把它同适量的棉花混纺，就可弥补这些缺点。近年来，市场上出现了针织的纯的确良衣料，利用针孔有较大空隙的特点来增强它的透气性，效果很好，很受欢迎。腈纶，是聚丙烯腈的简称，它的外貌统羊毛非常相似，故俗称“人造羊毛”，具有质地轻、弹性强、耐腐蚀和不霉不蛀、蓬松耐晒的特点，在这方面羊毛也有点逊色。但是，腈纶的耐污性和尺寸稳定性以及保暖耐穿就不及羊毛了。4.1.4 新型的化学纤维异形纤维 今天，锦纶等原有的化纤品种已经不能满足人类日益增长的需要了，要求有更多、更好的合成纤维问世。研制新型的化学纤维，不外两条途径：一是采用物理改性技术，用原有材料经过特种喷丝法，制成异形纤维、中空纤维，使之产生新的性能；二是改变纤维的高分子结构，或采用新的化合物，聚合成新的合成纤维。所谓异形纤维是把原来一模一样的合成纤维制成截面畸形的纤维，象天然纤维那样呈现下角形、星型、多叶型等，异形纤维的截面远远不限于天然纤维那么儿种，五花八门，种类繁多，甚至可以随心所欲地生产各种截面的化学纤维。归纳起来，可以分为四类：异形截面纤维、中空纤维、异形中空纤维、复合异形纤维。这些纤维同一般断面圆形的纤维相比，具有柔和、素雅、光泽好，纤维的合抱力提高，更蓬松、柔软，性能更加优良的特点。异形纤维的制造并不复杂，只要把各种高分子聚合物通过特别的畸形喷丝头，就可以喷出异型纤维了。各种化学纤维，无论采用什么纺丝形式，都能制成异型纤维。复合纤维（混纺）混纺纤维是在合成纤维的基础上为改善纺织品的功能，将多种纤维混合，利用不同纤维的特点，优势互补，制成各种混纺制品。混纺织物的命名为纺织成布的所用原料名称，如两种以上按比例混纺，比例大者放在前面如25 %锦纶75%粘丝混纺华达呢，称粘锦华达呢，50%粘胶40%羊毛10%锦纶混纺凡立丁，称粘毛锦呢或三合一等。复合纤维是由一种原料做纱芯，另一种原料做包芯纱粘合而成单丝的化纤。例如，涤纶和锦纶，各有优缺点，涤纶挺括却不易染色；锦纶染色性好，却容易起皱。如果以涤纶做纱芯，锦纶做包芯纱，复合成为锦-涤纤维，就可以兼有两者的优点。用特种喷丝工艺，把两种不同的原液分别输进同一只喷丝头，在同一喷丝孔前方一齐压喷出来，就可以成为左右不同，或外周同内芯不同的复合纤维。如果用腈纶和蛋白质人造纤维制成复合纤维，它的编织物的弹性、手感可同羊毛媲美，能保持永久卷曲，尺寸不走样，蓬松柔软度超过羊毛衫，洗后不易松散，也不易起毛结球。人们还可以根据需要，采用不问的化纤组成，制成各种复合纤维，来改进纤维的卷曲性、蓬松性、手感、吸湿性、耐磨性、染色性和抗静电性等性能。4.1.5 合成纤维的改性及特殊功能近年来化纤新产品日新月异，复合纤维、超细纤维、高缩纤维、有色纤维、变色纤维等层出不穷。超细纤维 现在，合成纤维己进入超细纤维时代。通常，化学纤维般在1.515旦（“旦尼尔”的简称，是表示纤维粗细的一种单位，直径大致为1050微米）。粗细在0.6l旦之间的化纤叫做细旦纤维，常常用来制造较精细的织物。超细纤维就更细了，通常在0.10.5旦之问，200根超细纤维并列排紧一起，还不到1毫米宽。特殊用途的超细纤维甚至只有0.001旦细。锦纶、涤纶、腈纶、氯纶、过氯纶、特氟纶等，都能纺成超细纤维，用它们编织的织物特别柔软光滑，精巧细致，还有美丽的光泽。高缩纤维 是一种受热后收缩力特别强的化纤，常规涤纶受热后的收缩率为10%而涤纶高缩纤维的收缩率达25%以上。这种纤维经加热处理后，由于纤维收缩，织物显得丰满致密。它同别的纤维组成复合纤维，热处理收缩后，类似泡泡纱，或出现立体感很强的浮雕花纹。它还可用做化纤平绒、灯芯绒、花色起圈呢绒的底布，用来制作仿鹿皮、花色丝绸。有色纤维 合成纤维中，像丙纶、氯纶等染色比较困难，至今还缺少理想的染料；而涤纶、维纶等虽有染料可染，却要耗用很多能源，还会污染环境。人们在化纤喷纺以前的原液中，添加各种着色剂，再用这种有色原液喷纺出五颜六色的有色纤维，纺织成布后就不必再染色了，一举数得。网络丝 是20世纪70年代的新品种，这是以15100根很细的单丝相互平行并合而成的复丝。在喷丝过程中，用压缩空气将丝条吹松，相互旋转扭合而成。用这种丝制成的织物，表面有一定的毛感，不用上浆，它又叫“免浆丝”。空气变形纱 又叫ATY，是20世纪80年代国际上崛起的一种长丝新品种。它是利用压缩空气对化纤长丝作喷气变形处理，并使丝束外圈局部起小圈，将它断裂成许多露头。这样，就省却过去化纤生产过程中将化纤长丝切短后再纺成长纱的工序。用这种纱线织出的织物，十分接近用短纤织出的纱和布。目前，涤纶、锦纶、丙纶、粘胶纤维、醋酸纤维和玻璃纤维等，都有了空气变形纱，可用来制作仿绢丝、仿棉、仿毛型织物，可以做衣料、家具布、毡毯、汽车用布等，前程似锦。防火纤维 棉、毛、麻、丝，都经不起火烧，化纤一般也难以防燃。石棉纤维虽能防火却穿着不舒服；碳纤维也能防火，可是价格太贵。目前的防火衣服，多数是采用防火的粘合剂、特种树脂等喷涂在织物表而制成的。这种防火服虽能防火，却太笨重。新型的防火纤维是在化纤内添加限燃剂制成的。例如在涤纶中加进金属离子阻燃剂，这种防火纤维制成的衣服，像普通衣服一样轻盈柔软，遇上烈火却不会燃烧起来。改性纤维 合成纤维的主要缺点之一是吸湿性能差，夏天穿这种衣服，感到湿热闷粘。人们采用化学改性的方法，在纤维分子长链中接入亲水性基因（羟基、磺酸基等）或掺入吸水性盐类等成分，制成具有良好吸湿性的涤纶、锦纶、腈纶等织物，可用来制作运动衣和贴身内衣。镀金属纤维 在茫茫大海上寻找遇难者是十分困难的，伸手不见五指的黑夜寻找失踪者更是没有头绪，但现在有办法了。在化学纤维和天然纤维的表面镀上一层薄薄的金属镍、铜、金等，这就是镀金属纤维。它保持了纤维的柔软、弹性、伸长等特性，可以制成各种纺织品或无纺织物。这种镀金属纤维对微波有一定的反射或吸收能力，对超高频范围的辐射能反射90%以上，而且不受水分等外界干扰。航海和野外工作者穿上这种镀金属纤维做的衣服，如果遇难失踪了，营救人员就可以用雷达来确定失踪者的方位，立即营救。镀金属纤维对高频范围的微波能吸收，只有0.1%以下的微波辐射能穿过织物，因此长期在微波辐射下的工作人员，穿着用镀金属纤维制的工作服，对身体有很好的保护作用。镀金属纤维的纺织物还是一种低压加热元件，在6伏、12伏或24伏的低电压下，会产生显著的加热温度，可以做极地探险人员的盖被和面罩。用它做加热垫，放在水族馆的热带鱼鱼缸下，即使在严冬季节，也能保持30的恒温，而且加热十分均匀，不会使鱼缸破裂。这种镀金属纤维的加热垫，还可以用于温室作物、花卉栽培、汽车司机的坐垫等等。发光纤维 美国发明家丹尼尔发明了一种奇妙的发光织物。在一个地下展览馆里，大厅的顶部和四壁都粘贴着用发光织物制成的墙布，它们将大厅的每个角落都洒满了光辉。这种纤维有一个发光系统，是由太阳光收集板、光纤导管、发光织物和其他器件组成的。太阳光收集板安装在大楼顶上。太阳光被采集后，通过光纤导管输送到需要照明的地方，照射到发光织物上。发光织物由特殊的三角形的光学玻璃纤维织成，它像三棱镜那样具有折光作用，使照射来的光线沿着玻璃纤维扩散到整幅发光织物上，并向外辐射开去，使整个房间充满阳光。奇妙的是，它还可通过选择器来控制调节光线的亮度、发光的范围、发光的位置。而且具有贮能装置可将阳光转换成电能，并贮存起来，在需要的时候，再把电能转化成光能，供人们使用。军事装备纤维 20世纪70年代，美国杜邦公司研制成功的凯芙拉纤维投放市场以后，由于它具自坚韧耐磨、刚柔相济、刀枪不入的本领，很快受到各国军事部门的青睐。它用来制造胸甲、避弹衣、钢盔、钢性装甲等，被誉为“防弹新秀”、“装甲卫士”。凯芙拉纤维被广泛应用的有两种：凯芙拉29型和凯芙拉49型。它们都具有相同的优点：抗拉强度高，比重小，在-70180的温度之间，性能无重大改变；不燃烧，不溶化，在温度高达500时才开始碳化；不导电；抗腐蚀力强。但它也有缺点，容易受紫外线辐射的影响，被水浸透后会严吸损害防弹的性能。凯芙拉纤维是军事领域里绽开的一朵奇花，它不仅在战场上能拯救成千上万士兵的生命，而且为现代大型武器轻型化提供了可能性。变色纤维 变色纤维是一种用光色性燃料来染色合成的纤维，它可以随环境而改变颜色。用它制造军服，士兵穿上后，在不同的环境里，衣服显现不同的颜色：在丛林里，军装显绿色；进入草原，军装显草绿色；走进黄士高原，军装也一片土黄；走进湖边，又同“天水一色”J。这种染料目前很贵，还不能普及。现在还有一种变色服装。这种变色纤维被一定波长的光照射以后，能改变光源的颜色，保持24小时之久，用它做衣服，颜色可以天天换，等于一天穿一件新衣服。4.2 纺织品的服用功能4.2.1基本要求纤维很多，但要用于纺织还必须有良好的服用性能和机械强度，而这些均由其化学结构决定。柔弹性即织物没有粗硬感。纤维分子呈链状，可缠绕因而柔顺，如聚酯及蛋白质纤维（涤纶、羊毛）分子排列较整齐，规整性好，抗变形能力强，回弹性优异，挺括，耐磨性取决于化学链的强度，也与柔弹性有关，酰胺基组成的纤维大分子主链共价键结合力大，链间距离小，从而使锦纶成为耐磨和强度冠军精致性即纤维要足够细，就人造纤维和合成纤维而言与喷丝孔径有关，通常孔径为0.04毫米长度与直径比为1000。4.2.2 其它性能缩水性是服装合身的重要因素，各类纤维的缩水原因：除组成纤维单体的化学结构影响外，还由于纺织和染整过程中受的机械作旧使纱线被拉长，因而有潜在收缩性，下水就会显示，织品下水后横向膨胀，纵向则缩短。使用时缩水率大的要下水预缩。熨烫性，高温下化纤制品会熔融和收缩，熨烫温度一般应比软化温度低80100。混纺制品，以最低烫温的物料为准，天然纤维均不耐高温，150以上就开始分解，变成焦黄色。除氯纶不宜烫以外，其它通常用水汽烫较合适，温度太低也起不到应有作用。洗涤性，要注意洗涤条件亦取决于纤维的化学特征：粘胶纤维、腈纶、丝，羊毛（及其与化纤混纺品），不耐碱，宜用中性洗涤剂，温度应在40以下，由于湿态时强度低，切忌搓揉拧绞，应自然沥干；涤、锦、维、丙四大纶，洗水不应超过50，可用碱性洗衣粉，耐光性差，洗后宜阴干。染色性，丝毛纤维是蛋白质分子，有胺基和羧基，容易和酸性或碱性染料作用，故可直接着色，棉麻和人造纤维是中性的聚葡萄糖分子或纤维素单体，需用媒染法，即用媒染剂如明矾水解成氢氧化铝，挂上染料后再吸附在纤维上，有的也可直接上色；合成纤维情况不同，取决于化学结构。保暖性取决于纤维的导热系数。对于衣料，如果知道它的含气率或视比重，就可算出其导热系数，为使服装保温良好，应尽可能保持空气在服装内部不发生流动。4.3服装材料的鉴别服装材料的鉴别有感官法、化学法和溶解法。4.3.1 感官鉴别法光泽，搽棉光亮，富纤色艳，维棉暗，丝织品有丝光。挺括，用手攥紧布迅速松开，毛纤混纺品一般无皱折且毛感强，涤棉皱折少、复原快，富棉和粘棉皱折多、恢复慢，维棉则不易复原且留有折痕。纤维长短，可抽出丝观看，并在润湿后试验，粘胶湿处易拉断，蚕丝干处断，锦丝或涤丝干、湿处都不断；短丝则为羊毛或棉花，粗的为毛，细的为棉，如较长且均匀，则为合成短纤维。4.3.2 化学法化学法鉴别服装材料有燃烧法和溶解法两种。燃烧法主要是观察纤维的燃烧方式和烟、焰、灰、味等燃烧现象，不同的纤维其燃烧情况是不同的。溶解法鉴别纤维均基于形成纤维的单体的化学结构不同，有的机制尚不清楚。4.4 纺织品加工和保护4.4.1 加工除了前述的缩水、熨烫等基本性能必须注意外，缝纫亦是加工的重安环节，主要考虑：缝线，尽管目前在缝胶上有许多改进，但日常生活中仍多用线缝，要求其理化性能与衣料品种相同：亦可用涤纶或锦纶线(耐磨、缩水少)。衬布，其缩水率应和本底布相近，否则下水后起皱。图案，无沦染色或布贴均应适应本底布结构。4.4.2 保护根据纺织品的化学特征主要办法有：防虫，常用樟脑丸防止衣服被虫蛀，天然樟脑盛产于我国台湾及江西，由樟木经水蒸气蒸馏得的樟油精制得，为自色透明晶体，易升华，久置或100加热可挥发尽，很香，蠢虫不耐受，因樟脑气进入其细胞而杀灭之，用樟木箱装衣物不受蛀。防霉，霉菌除生长于食物中外，还可分布到衣物上，产生霉斑，分解纤维素，使织物强度显著降低，工业上常用的防霉剂是汞的有机化合物，如醋酸苯汞、甲基丙烯酸苯汞等。去霉法，如衣物已生霉则应去掉，办法主要有日晒（紫外线照射）或烤干后刷去，喷洒或沾酒刷净，喷醋擦净，然后再用高效、低毒的山梨酸、尿囊素防霉。4.4.3 其它加工和保护问题涉及一些特殊衣料，主要有丝绸，不易剪裁，薄、软、滑，故缝制困难，克服办法是：湿硬法即喷水使其硬化，因各类丝绸均易吸水，裁剪时将布料摊平，用喷壶均匀喷水使成丰潮湿状态且变硬，但应注意这类物料湿时伸长，干后收缩，尺寸不宜掌握。苯甲酸法，喷洒苯甲酸的酒精溶液后，再使酒精蒸发，苯甲酸在衣料中凝固而硬化，裁剪后，苯甲酸可升华除去，绸料恢复柔滑。毛料收藏前注意阴干，晾凉，不可让热、潮的衣料入箱，否则纤维分解、变脆，毛衣编好后，初穿时易起小球，系羊毛纤维外露经摩擦卷曲造成，千万不可拉掉，毛织物缩水后无法恢复，成衣最好干洗，勤晒，拍打去尘和防污。4.5 皮革及塑料制品皮革、橡胶及塑料制品也是一类重要穿戴品，当然它们还有更广泛的应用。4.5.1 皮革的结构及特征皮革，包括动物皮和人造革，后者属于塑料，此处是指动物皮革。生皮，皮革的质地首先取决于生皮，常见的劝物皮有牛皮、羊皮和猪皮，也有其它珍奇动物（如鹿，虎，狐）的皮，细腻程度及毛色不同，化学结构大体相近。实用中的生皮包括：表皮是皮肤最外层组织，主要由角朊（即蛋白质）细胞组成，根据角朊细胞的形态，表皮还可细分成若干层，它决定皮的粗糙程度。真皮是含有胶质的纤维组织，决定了皮的强韧程度和弹性。化学上它们均为蛋白质。根据加工要求，生皮还有去毛和附毛两种。皮和毛中的蛋白质主要为角蛋白，不溶于水、酸、碱及一般有机溶剂，有一定硬度和耐摩性。(2)制革，是把动物体上剥离的生皮加工成实用的皮料，即制革。此过程称为鞣制，即用鞣酸及重铬酸钾对生皮进行化学处理，鞣酸又称丹宁，是某些植物如碱肤禾的树瘤（五倍子）中存在的一类无定形固体物质，分子结构中含多个羟基，可溶于水，能使蛋白质凝固，当生皮充分润湿并压榨后，它的每条纤维周围均充满蛋白质，经鞣酸处理后，生皮即得规整。重铬酸钾在鞣制时加入，经还原Cr6+成为Cr3+，铬离子与氨基酸的活性基团作用，使皮的纤维键合，强度大增。鞣制后，本来容易发臭，腐烂的硬生皮，变成干净、柔软的皮革。4.5.2 橡胶多用于制造胶鞋、雨衣，防酸手套等，工业上制汽车及飞机轮胎。橡胶是天然产的有机物中极重要的一种，由橡胶树皮割开流出的橡皮汁乳状液加少许甲酸凝固制得，是异戊二烯的聚合物，并有弹性，异戊二烯在橡胶分子中是由各个单体的头尾彼此相连的，因为橡胶分子内含有双键，可和臭氧发生加成作用，生成90%的羰基戊醛，弹性是橡胶的主要特性，可以抽长9倍，这一特性进一步反映了其特定结构：X光研究表明橡胶在通常情况下并不呈晶形，但当抽长达到一定程度时结晶性质即开始出现，这种抽长析晶现象和结构很有关系，平时皱折绞连的碳链在抽长时不但被拉直，而且拉开形成有序排列。1939年成功地用硫磺把天然橡胶分子交联在一起，使之成为有实用意义的橡皮。已证实在100个异戊二烯链中只形成一个交联点，因此硫化后橡胶的分子量增加不多，但物理性能显著改善，如张力及弹性增大、在有机溶剂中的溶解度降低、受热后不变软，说明已形成伸缩自由具有优异弹性的网状结构。如硫加得太多，即变成无弹性的硬块，这说明硫起桥的作用，把若干聚异戊二烯链连接起来，形成楼梯式结构。4.5.3 人造革和塑料通常人造革由聚氯乙烯制成，办法是在织物纱线之间用这种合成树脂粘合。原则上任何树脂（包括橡胶）均可制作革。塑料由树脂及附加成分组成：树脂是指具有可塑性的高聚物，由单体（低分子量的化合物）成链状或网状连结而得，其分子量可达数万。链状聚合时，单体分子首尾相连，形成卷曲和缠绕的长链，如聚乙烯，网状聚合时，链在横向或纵向交联形成立体结构，分子中的各个原子之间连接很紧密，如酚醛树脂。除聚合物（合成树脂）外，还有各种添加剂如填料（加玻璃纤维，可增加强度）、增塑刹（加邻苯二甲酸二辛酯，可使塑料变软，以制成薄膜或塑料布）、润滑剂（高沸点溶剂如高碳酯类）、稳定剂（多为还原剂，可使塑料增加对光、热的稳定性）、着色剂（各种染料）等。塑料有许多优异性能，可塑性、弹性、比重小、耐蚀、绝缘性好和强度高等。4.5.4 日用功能皮革、橡胶、人造革和塑料广泛用于穿戴及生活的其它领域，各有特点。皮革和人造革二者在应用上有某些共同性：均适合做御寒外衣，但动物皮革较透气，保暖性更好，然而怕水，人造革的表面不怕受潮；二者均耐磨，坚韧，但动物皮革做成的皮鞋（及其它皮制品）受潮后易变形，产生折皱，甚至断裂，人造革制的不怕水但比较气闷。由于橡胶不透水且轻便，易成型，广泛用来制雨衣、雨靴、水管、热水袋等，橡胶柔软、耐磨、且富弹性、多用于制造运动鞋和皮鞋的鞋底；长期以来大量橡胶用于制造自行车、汽车、飞机等各种交通工具的轮胎，对于提高这些交通工具的速度和运输效率起了很大作用，并且迄今尚无其它材料可替；也由于它独特的弹性和柔韧，橡胶常用于制作婴儿的奶嘴，小学生的橡皮擦，皮筋和松紧带等。常用的塑料有：聚苯乙烯，是最早开发并商品化的，聚苯乙烯较硬，有热塑性和热固性，制作梳，牙刷柄、肥皂盒、包装材料等。聚乙烯，是1933年开发的，聚乙烯较软，可制成膜，制农用薄膜、雨衣，牛奶袋、导线绝缘材料、口杯等。聚氯乙烯，分软、硬两类，前者增塑剂多可达50%），适合制软材如塑料布，软管等，后者可制硬质品如塑料凉鞋、水桶、盆、棍、板。聚丁二烯，是丁二烯在金属钠作用下聚合，或与其它含双键的化合物如苯乙烯共聚而得的聚合物，构成了一类合成橡胶，可制轮胎、软管等。聚甲基丙烯酸甲酯，很硬，异常坚固、透明，俗有机玻璃。聚碳酸酯，俗称玻璃钢，强度高、硬、透明、像钢板一样坚韧。此外还有有机硅烷、聚四氟乙烯、酚醛树脂（俗称电木）、泡沫塑料等。保护和修补：皮革、橡胶、人造革和塑料在使用时均须注意保护以求延长寿命。主要问题有：空气的氧化作用、紫外线照射，温度骤变（受热或冷冻），会使皮革、塑料中的添加剂分解、挥发、功能降低，使橡胶中的硫键断裂，硫分子和橡胶单体脱开，结果制品变硬、发脆、严甭时会龟裂，甚至折断，就是发生老化。橡胶不能接触碱、油，皮革可被酸、碱及有机溶剂侵蚀并且遇水发硬，许多塑料如尼纶亦怕酸、碱，这就是腐蚀性；皮革和人造革中的蛋白质和纤维易发霉和受虫蛀，这是其霉变性。橡胶和塑料有两种修补法：除酚醛树脂（电木）以外，橡胶及日用塑料大多有热塑性，即将其加热会变软甚至熔化，冷却后会复原，如车胎、塑料薄膜、牙刷柄、鞋底等均可用铬铁使已洗净并晾干的修补处烫至发粘，赶紧对准缝口，趁热用力将接缝挤压密和，待冷却后即粘牢，为防止塑料受热时炭化变黑烙处应隔以铝箔或玻璃纸，这是热补。用胶黏剂将破损或断裂的橡胶及塑料面粘合，是冷补，其关键是选择合适的粘接材料和胶黏剂。4.6 颜色的化学自然界的色彩都与光联系在一起，光是大自然的化妆师。为什么在白色的太阳光下，物体会呈现出五颜六色呢？这是由于太阳光照到物体上时，一部分光被物体表面反射，另一部分被物体吸收，剩下的穿过物体透射出去。对于不同的物质反射、吸收和透过的光的情况不同，因而不同的物质具有不同的颜色。对透明物质而言，物质的颜色主要取决于该物质对光的吸收或透过的程度。如果物质对光谱中各种色光的透过程度相同，则这种物质就是无色的；若物质只能透过某一部分波长的光，而吸收其它波长的光，那么这种物质的颜色就有它所透过的光来决定。例如，绿色的玻璃主要透过绿色光，而其它色光几乎全部被吸收，所以这种玻璃就呈现为绿色。节日悬挂的彩色电灯能呈现彩色，并非因为它们能发出往颜六色的光，而是它们的玻璃灯泡只让某种颜色的光透过，它们的发光体与普通电灯是一样的。普通窗玻璃能让各种颜色的光透过，所以，它对阳光是完全透明的。对不透明物质而言，物质的颜色主要决定于该物质对光的吸收和反射的程度。当白光照射到不透明物质的表面时，如果入射光几乎全部被物质吸收，则该物质就是黑色的。若入射光全部被物质所反射，则该物质就是自色的。如果物质只反射某一部分波长的光，而吸收其他波长的光，那么，这种物质的颜色就由它所反射的光来决定。4.6.1 颜料和着色颜料和染料，都是用来着色的物质，可是，它们毕竟是两样东西，化学成分不同，性质和用途也不一样。最早的颜料是矿矿物，是从大自然中取得的。如彩陶上的黑色是炭，红色却是一种赤铁矿，人们叫它“红赭石”，化学成分主要是氧化铁。朱砂，它的成分是硫化汞。人造朱砂俗名叫“银朱”。我国制造的银朱印泥，颜色纯正，不会褪色，受到国内外画家的赞誉。颜料，如自色颜料白垩粉（碳酸钙）、铅白（碱性碳酸铅）、黄色和桔红色颜料铬黄（铬酸铅）、雄黄（硫化砷）、雌黄（三硫化二砷）等，大多是一此无机物。颜料不仅大量被用做涂料，而且是制造墨水、油墨、绘画颜色的原料，还是橡胶、塑料、搪瓷和纸张等的着色剂。现在，人们已经能够用化学方法制造各种颇料，它们比天然颜料更丰富多彩。有些特别的颜料会变色，它们在光或热的作用下，会引起分子结构的电子变化，从无色变为蓝色、绿色，或由橙色变成蓝色，变色的速度快得惊人，在1秒钟内就能改变色泽。这种颜料可用来涂军事上的伪装防护物，工业上可用它来制造变色漆。4.6.2 天然染料很早以前人类就开始用一些动物和植物的色素漂染丝绸和布匹，这些色素就是最早的染料。染料是有颜色的物质，但有颜色的物质不一定能做染料，染料必须能把自己的颜色附着在纤维上，而且耐洗耐晒不易变色。几千年来，人们费尽心机，从动植物机体中和矿石里，只提炼出了10多种天然染料。如3000多年前，我国已经学会从紫草、茜草和靛蓝草里得到赤紫、绛红和蓝色的染料。人们在植物中提取到的天然染料还有不少：从木兰属植物的叶子和蓝檀树（产墨西哥）里，可提取蓝色染料；从巴西木中可以提取红色染料；从地衣中可以提炼紫色染料；从古巴的黄檀木中可提炼黄色染料；从热带含羞草和金合欢树中可提炼棕色染料；从鞣科植物中可提炼出深赭色的染料。从动物中也可提炼出染料，古代的欧洲是从动物中提取紫色染料的。为了取得一点点紫色染料，要潜进地中海海底去采集海螺，提取一种“骨螺紫”名贵的紫色染料。从几千个海螺中只能提取到1千克紫色染料，因为来之不易，也只能供王公贵族享用，叫做“帝王紫”。有一种个体微小的胭脂虫，原产墨西哥，寄生在多刺的仙人掌上。当地人把这种虫干燥后，制成洋红。从好几万只这种小昆虫里才得到50克红色染料。16世纪初，传到欧洲，成为工业品。到19世纪中叶，天然染料依然很盛行。人们用很多士地种植茜草。那时候全世界每年要割下10万吨茜草，供人们提炼红色的茜素。除了生物染料外，人们还发现了无机染料。我国古代的炼丹家葛洪，用含硫的矿石和汞化合物炼就了汞红、翠绿和孔雀蓝，奠定了无机染料的基石。后来，随着近代化学染料工业的发展，人们对植物和动物染料等的分子结构进行研究，相继合成了各种染料，由于人造染料的质地纯净，色彩缤纷，产量高，成本低，渐渐替代了动植物染料。4.6.3 人造染料染料给纺织品、塑料等物品抹上了绚丽的色彩。今天，人工创造的妮紫嫣红的染料，比大自然亿万年来赋子的五光十色，更加瑰丽多彩。最早人工合成的染料，是从煤焦油中提炼出来的。经过对一系列染料的研究与合成，人们逐渐掌握了颜色与物质结构的关系。在染料化合物的分子中都有一类称为“发色基团”的原子团，还有一类叫助色基团”，发色基团是物质具有各种颜色的根源，助色基团可以使原色加深。掌握了这些规律，人们合成并生产了比天然染料颜色更鲜艳、性质更稳定的染料。现在人造染料的总数已达几万种，经常生产的约有2000多种。人造染料主要有苯胺染料、茜素染料、硫化染料和偶氮染料等。4.6.4 纤维染色染料大多是有机物，对于天然纤维和人造纤维有很大的亲着力。大部分染料都能溶于水，有一部分不溶于水但经过一定的化学处理（如酸化，还原）后，也溶于水。丝、毛的纤维是蛋白质高分子，它由几百个氨基酸分子组成，氨基酸有酸基，也有氨基。酸基显酸性，氨基显碱性，容易同酸性或碱性染料分子结合成盐。因此，丝、毛织品染色比较容易。棉、麻纤维是中性的聚葡萄糖高分子，分子中没有易于和染料分子结合的基团，所以它需要用媒染剂做媒介，把染料牢牢地固着在纤维上，使棉、麻织物染色。此外，印染织物时间长了还会褪色，这与织物纤维内的气体有关。炎炎烈日下、当棉纤维还在棉铃中成长时，就已与空气中的气体原子（多数是氧原子）结合了。这种结合力极大，比现代任何一种染料的粘含力都大得多。因此，要想给加工成布的棉花染色，用染料原子来“驱逐”气体原子是很困难的。如果把织物放在不断往外抽气的真空箱内，织物内的气体就会被清除得干于净净；再让织物从染料液中通过，织物纤维就能十分有效地“抓住”染料，这样原来需要好多小时印染的织物，在真空箱里只要零点几秒印染过程就可完成，而且染料可以浸透每个“死角”，这就叫“真空印染技术”。采用真空印染，不仪能提高运转速度，而且可以简化甚至取消纺织品印染前的准备工序，直接将织物从织机上取下来即可印染。20世纪50年代后，新的绚丽鲜艳的染料不断涌现出来。成百种活性染料的出现，引起了染料工业的一场革命，前程未可限量。它染色范围广，价格不很贵，绸缎、呢绒、哔叽、灯芯绒等都能印染，色彩特别鲜艳。人造纤维和天然纤维本质上差不多，也很容易染上颜色，因此，人造丝、人造棉像棉、麻、丝、毛一样都披上了绚丽的色彩。可是，合成纤维的染色情况却大不相同，只有锦纶的分子同蛋白质有点相似，容易染上颜色。丙纶、涤纶、氯纶等染色就困难了，因为染料、媒染剂都粘附不上它们，所以人们只好在喷丝前将染料混在原料里，喷出带色