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绪章化学与纺织工业的关系
本章通过介绍高分子化合物的基本概念,引入高分子科学的基础知识。主要内容包括高分子化合物的化学、几何和物理结构,高分子化合物的命名和分类,高分子化合物的两种主要聚合反应,及高分子化合物本身能够发生的化学反应以及高分子的力学状态及转变。
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●0.1化学与纺织工业的关系
本节通过介绍高分子化合物的基本概念,引入高分子科学的基础知识。主要内容包括高分子化合物的化学、几何和物理结构,高分子化合物的命名和分类,高分子化合物的两种主要聚合反应,及高分子化合物本身能够发生的化学反应以及高分子的力学状态及转变。
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第一章高分子化学基础
本章通过介绍高分子化合物的一些基本概念,引入高分子科学的最基础知识,具体包括:高分子化合物的化学、几何和物理结构,高分子化合物的命名和分类,高分子化合物的两种主要聚合反应,及高分子化合物本身能够发生的化学反应以及高分子的柔顺性、力学状态及转变等。
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●1.1基本概念
以高分子化合物的七个基本概念为开端,介绍了高分子化合物的组成、基本化学结构、高分子化合物的相对分子质量及其分布,及其不同于小分子化合物的主要特征。
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●1.2高分子化合物的命名和分类
介绍天然高分子化合物的命名方法,合成高分子化合物的五种命名方法,以及高分子化合物的四种分类方法。通过分类方法的讲解,可以了解高分子化合物的组成结构、用途和基本性能等。
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●1.3高分子化合物的合成
介绍高分子化合物的两大类合成方法,即加聚反应和缩聚反应。深入讲解加聚反应中的自由基反应机理,即三个主要基元反应和反应特点,以及缩聚反应的反应机理及反应特点。
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●1.4高分子化合物的化学反应
介绍高分子化合物的改性反应、交联反应和降解反应的大致反应机理,以及这三种反应在纺织工业中的具体应用实例。
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●1.5高分子化合物的结构与性能
主要介绍高分子化合物的大分子链具有柔顺性的原因,高分子链特有的运动单元链段,以及高分子链柔顺性的影响因素。在此基础上,从分子运动的观点解释不同温度下,非结晶和结晶高分子化合物表现出的力学状态及转变特点。
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第二章合成纤维
本章主要介绍聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维、聚丙烯纤维和聚氨酯纤维这五种纺织工业中常用的合成纤维。讲解它们的合成机理、常规纺丝方法、聚集态结构、物理化学性质,以及它们作为纺织原料的特点和应用领域。
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●2.1合成纤维简介
介绍合成纤维的定义、优缺点、应用领域,以及其对国民经济发展的重要作用,合成纤维的三种常规纺丝方法及产品具体形式。
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●2.2聚酯纤维
介绍聚酯纤维的合成原理、常规纺丝方法、形态及聚集态结构,热性能和机械性能,对酸、碱、氧化剂和还原剂的化学性能,耐溶剂性、染色性、耐热性、吸湿性、耐光性,和起球和静电现象等,以及聚酯纤维作为纺织纤维的特点和应用。
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●2.3聚酰胺纤维
介绍聚酰胺纤维中的锦纶6和锦纶66的合成原理、常规纺丝方法、形态和聚集态结构,热性能、机械性能、吸湿和染色性能,对酸、碱、氧化剂和还原剂的化学性能等,以及聚酰胺纤维的特点和应用。
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●2.4聚丙烯腈纤维
介绍聚丙烯腈纤维的合成原理、合成单体特点及各单体的作用、常规纺丝方法、形态和聚集态结构,机械性能、热性能,吸湿和染色性能,水解、氧化和还原等化学性能,耐候性及燃烧性能等,以及聚丙烯腈纤维的特点和应用。
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●2.5聚丙烯纤维
介绍聚丙烯纤维的合成原理、常规纺丝方法、形态和聚集态结构,吸湿性、热性能、机械性能、染色性、耐光性等,以及作为纺织纤维的应用领域。
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●2.6聚氨酯弹性纤维
介绍聚氨酯纤维的合成原理和单体组成,分子链上软、硬段化学结构和作用,聚氨酯纤维的纺丝方法、热性能、机械性能、物理化学性能等,以及作为纺织纤维的应用领域。
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第三章纤维素纤维加工化学
本章首先介绍碳水化合物中,重要单糖和双糖的组成、结构特点以及物理化学性质为基础,从而引入纤维素纤维这种多糖的结构及理化性质。在此基础上,讲解苎麻、亚麻等常见天然纤维素纤维的结构与特性,初加工特点,并以苎麻纤维为例,介绍纤维素纤维的化学脱胶原理及化学加工工艺。最后,介绍了麻纤维的传统改性工艺,以及近年来的新的改性方法。
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●3.1纤维素纤维的化学结构
介绍碳水化合物中两种重要的单糖,即葡萄糖和果糖的组成结构特点,以及它们作为单糖的物理化学性质。进一步,介绍几种重要的双糖,即麦芽糖、纤维二塘和蔗糖的结构特点及理化性质。在上述知识的基础上,讲解纤维素这种多糖的结构特点、物理性质和化学性质。
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●3.2麻纤维的特性与用途
介绍苎麻、亚麻等麻纤维的组成、结构特点,以及这些麻纤维作为纺织纤维使用的优缺点和具体应用范围。
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●3.3各种麻纤维初加工的特点
主要介绍苎麻纤维在化学脱胶前的初步加工工序和目的,亚麻纤维的初加工准备工序、四种重要的沤麻方法原理、大致工艺条件。简单介绍了黄麻、洋麻的初加工特点。
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●3.4麻纤维的化学脱胶
以苎麻纤维为例,介绍麻纤维化学脱胶的原理,以及现在常用的两煮一漂和两煮一练的麻纤维化学脱胶工艺过程。详细讲解了化学脱胶工艺中的碱液煮练、浸酸、酸洗和精炼等化学处理工艺原理及目的;其中,强调化学脱胶废水对环境的危害,及正确处理方式。简单介绍了麻纤维化学脱胶过程中,物理化学加工工艺的给油处理,及一些机械处理工艺。
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●3.5麻纤维的改性
介绍了麻纤维作为纺织纤维使用时存在的不足,针对这些不足而进行的四种传统改性方法。在目前可持续发展的背景下,拓展介绍了近年来两种更环保、清洁的新的麻纤维改性方法。
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第四章蛋白质纤维加工化学
本章首先介绍构成蛋白质大分子的小分子氨基酸的组成、结构特点以及物理化学性质。进一步,讲解蛋白质的大分子链的特征基团、四级结构和物理化学性质。
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●4.1蛋白质的组成与结构
首先介绍构成蛋白质大分子的小分子单体,即氨基酸的组成、分类、命名和结构特点,以及其物理化学性质;在此基础上,介绍蛋白质大分子链的肽链结构特征、四级结构和物理化学性质。
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●4.2蛋白质纤维的结构和性能
介绍羊毛、蚕丝、兔毛等天然蛋白质纤维的组成、形态结构特点;羊毛角蛋白大分子链的结构特点,以及α 螺旋的形成机理,羊毛的天然卷曲、缩绒、可塑性等物理性能,和对酸、碱、氧化剂和还原剂等化学性能。介绍蚕丝的发展历史、对我国古代和现代做出的贡献,蚕丝和兔毛的结构特点和理化性质,以及作为纺织纤维的优缺点。
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●4.3蛋白质纤维的化学加工
介绍羊毛的洗毛、炭化、染色、丝光、超柔软等化学加工过程的原理、目的及工艺流程。介绍蚕丝的精练原理及目的,以及兔毛的防掉毛化学改性加工方法。
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●4.4大豆蛋白纤维
介绍我国第一种具有自主知识产权的人造蛋白质纤维,即大豆蛋白纤维的研发历程、组成与结构、纺丝方法,性能特点,以及目前作为纺织原材料的具体应用。
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第五章表面活性剂
本章从认识表面与界面开始,介绍表面活性剂的表面活性作用、两亲的分子结构特点和作用原理、表面活性剂的分类及每种类型的表面活性剂的结构特点和应用范围。然后,具体介绍纺织工业中常用的表面活性剂:乳化剂、润湿剂和渗透剂、抗静电剂和洗涤剂等的作用原理,及其在纺织工业中的具体应用场合。
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●5.1概述
介绍表面与界面的定义及二者的关系;表面活性剂的表面活性特点及两亲结构;表面活性剂的分类,并从吉布斯吸附等温式和朗格缪尔(Langmuir)单分子层吸附等温式出发,分析表面活性剂的作用原理。
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●5.2纺织工业中常用的表面活性剂
本节主要介绍纺织工业中常用的几种表面活性剂,即乳化剂、润湿剂和渗透剂、抗静电剂和洗涤剂等。引入乳状液和乳化剂的定义,介绍乳状液的分类及稳定性影响因素、不同结构的乳状液的鉴别方法,及其在纺织工业中的具体应用。介绍润湿剂和渗透剂的作用原理,及对其性能的影响因素,润湿剂和渗透剂选用的原则,并列举了二者在纺织工业中的其中应用场合。介绍抗静电剂和洗涤剂的作用方法、原理及其在纺织工业中的应用。
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第六章浆料
本章从经纱上将的目的开始,介绍了对浆用材料的要求,浆料的两个最重要的性能,即粘附性和成膜性。在此基础上,介绍了纺织工业中目前用量最大的三类浆料,即淀粉及变性淀粉、聚乙烯醇和聚丙烯酸的组成与结构,作为浆用材料的特性以及适用的经纱种类等。最后,介绍了一种适合涤纶纤维的聚酯浆料。
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●6.1概述
介绍了经纱上浆的目的,对浆用材料的基本要求,尤其是目前可持续发展背景下,作为“绿色浆料”应该符合的标准。重点讲解了浆用材料对经纱的粘附性和粘附机理,以及成膜性和成膜机理。
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●6.2淀粉及变性淀粉
首先介绍了淀粉作为浆料使用的优点和存在的不足,然后介绍其分类、分子结构特征和物理性质。重点讲解淀粉发生糊化过程和机理,以及淀粉发生退减的原因及改善方法。针对上述淀粉作为浆料的不足,介绍了淀粉变性的三类方法,然后详细降解了六种变性淀粉的结构和作为浆用材料的特点和适用范围。
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●6.3聚乙烯醇浆料
介绍聚乙烯醇浆料的合成方法、结构和作为浆用材料的特点。重点介绍了聚乙烯醇的酯化、醚化、与碱的作用、缩醛化和凝胶化等化学性质和一些物理性质。
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●6.4丙烯酸类浆料
介绍丙烯酸类浆料的合成方法与分类,丙烯酸类浆料的物理、化学性质、丙烯酸的粘附性,以及影响丙烯酸类浆料粘附性、再粘性、粘度、热稳定性和混溶性等性能的因素。
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●6.5聚酯浆料
介绍了聚酯浆料的组成和合成特点,以及聚酯浆料的水溶性、粘度、混溶性和力学强度等浆纱性能。
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第七章粘合剂在非织造布中的应用
本章首先介绍了粘合剂在纺织工业中应用,并以粘合剂在非织造布生产中的应用为例,讲解了粘合剂的组成、分类,粘合剂的粘合机理及其对非织造布性能的影响。进一步,介绍了一些纺织工业常用粘合剂,如丁二烯类、聚丙烯酸酯类、乙烯类、聚氨酯、热塑性聚酯和聚酰胺及一些固态粘合剂的组成、粘合特性和应用范围等。
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●7.1粘合剂的组成和分类
介绍了粘合剂在纺织工业中的应用场合,粘合与粘合剂的定义,粘合剂的组成,及各组成的作用,以及粘合剂的分类方法。接着,以粘合剂粘合法生产非织造材料为例,介绍了纤维与粘合剂的粘合机理,并讲解了粘合剂的含量、物理机械性能和分布对非织造布性能的影响规律。
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●7.2丁二烯类粘合剂
介绍了丁二烯类粘合剂中,天然胶乳、合成胶乳、丁腈胶乳、丁苯胶乳等粘合剂的结构和性能特点,以及各类胶乳的具体应用。
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●7.3聚丙烯酸酯乳液类、乙烯类粘合剂
介绍聚丙烯酸酯乳液类和乙烯类粘合剂的结构特点,讲解了聚丙烯酸酯乳液类粘合剂的柔软性、弹性、耐溶剂和粘附性等性能,以及聚醋酸乙烯酯、聚氯乙烯和聚苯乙烯这三类乙烯类粘合剂的粘附性、弹性、热稳定性和力学等性能。
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●7.4其他类型粘合剂
介绍聚氨酯、热塑性聚酯和聚酰胺等液态粘合剂的结构和粘合特性。此外,介绍了固态粘合剂的定义和分类,以及热熔性粉末和纤维粘合剂这两类固态粘合剂的组成及应用。