服饰中的化学奥秘

化学在服饰上的应用与前景服装是人类每时每刻都在关注的事物，人类的物质文明标志之一就是在服装方面所取得的成就。从以前简单的衣着只是为了御寒，发展到现在各式各样五彩斑斓的服饰，不但舒适而且美观。当然，这些改变都与化学的应用和发展有着密不可分的关系。虽然服饰千变万化，但总的来说穿着材料分为纤维和皮革两大类。纤维，一般是指细而长的材料。纤维具有弹性模量大，塑性形变小，强度高等特点，有很高的结晶能力，分子量小，一般为几万。皮革，是经脱毛和鞣制等物理、化学加工所得到的已经变性不易腐烂的动物皮。革是由天然蛋白质纤维在三维空间紧密编织构成的，其表面有一种特殊的粒面层，具有自然的粒纹和光泽，手感舒适。纤维与服饰纤维具有一定强度和可绕曲性或具有一定包缠性，可以生产纺织制品的纤维称为纺织纤维。纺织纤维的种类繁多，一般可分为天然纤维、合成纤维两大类。亚麻、棉纱、麻绳等是从植物中获取的，属于天然纤维；羊毛和丝绸来自动物，也是天然纤维。合成纤维的种类很多，例如尼龙、人造纤维、玻璃纤维等等。天然纤维天然纤维的种类很多﹐长期大量用于纺织的有棉﹑麻﹑毛﹑丝四种。棉和麻是植物纤维，毛和丝是动物纤维。石棉存在于地壳的岩层中，称矿物纤维，可以供纺织应用。棉纤维的产量最多，用途很广，可供缝制衣服、床单等生活用品。麻纤维大部分用于制造包装用织物和绳索，一部分品质优良的麻纤维可供作衣着。羊毛和蚕丝的产量比棉和麻少得多，但却是极优良的纺织原料。用毛纤维制成呢绒，用丝纤维制成绸缎，缝制作衣着，华丽庄重，深受人们喜爱。用于衣物的天然纤维主要是棉麻纤维和毛丝纤维。棉麻纤维是植物纤维，化学成分是天然高分子——纤维素，纤维素分子有极长的链状结构,属线性高分子化合物，其分子式为(C6H10O5)n，是葡萄糖分子缩合聚合而成的链状高分子多糖，n的数值为几百至几千甚至一万以上，纤维素分子的长链能依靠数目众多的氢键结合起来而形成纤维素。几个纤维素绞在一起形成绳状结构,再定向排列就形成肉眼可见的纤维；毛丝纤维属于动物纤维，是天然高分子化合物——蛋白质，而蛋白质则是由ɑ-氨基酸缩聚成的多肽，在羊毛蛋白质中还含有硫元素,而蚕丝中没有硫元素。由蛋白质构成的纤维,弹性都较好,织物不易产生折皱,它们不怕酸的侵蚀,但碱对它们的腐蚀性很大。随着科学技术的发展，新的天然纤维又有出现，比如菠萝叶纤维与现在普遍使用且大受欢迎的竹纤维。它们都是大自然奉献给我们的优质纺织纤维原料。棉、麻、竹、菠萝叶纤维是天然纤维素纤维，用火点燃很快炭化为灰烬，伴随着烧草的气味。毛、丝纤维是天然动物纤维，点燃后变焦并有烧头发的气味，其中丝纤维是投入使用的唯一的一种长纤材料，可长达几百米，现在正在研究中的蜘蛛丝纤维应该也是长纤，但没有投入实际使用。总的来说，天然纤维具有良好的吸湿性,手感好,穿着舒适,但下水后会产生收缩现象,易起皱。经太阳光的作用会质地变脆,颜色发黄,强力下降,减少使用寿命。化学纤维化学纤维用天然的或人工合成的高分子物质为原料、经过化学或物理方法加工而制得的纤维的统称。因所用高分子化合物来源不同，可分为以天然高分子物质为原料的人造纤维和以合成高分子物质为原料的合成纤维。人造纤维是用某些线型天然高分子化合物或其衍生物做原料，直接溶解于溶剂或制备成衍生物后溶解于溶剂生成纺织溶液，之后再经纺丝加工制得的多种化学纤维。重要品种有粘胶纤维、醋酸纤维、铜氨纤维等。人造棉、人造丝织物具有手感柔软、穿着透气舒适、染色鲜艳等特点，具有很好的吸湿性能，其吸湿性在化纤中最佳，切耐酸碱性、耐日光性及耐其它药品性能均较好。但其湿强很低，仅为干强的50%左右，且织物缩水率较大，因此在裁剪前应预先缩水为好。普通粘胶织物具有悬垂性好，刚度、回弹性及抗皱性差的特点，因此其服装保形性差，容易产生折皱。化学纤维则是以人工合成的高分子化合物为原料制成的，是将人工合成的、具有适宜分子量并具有可溶（或可熔）性的线型聚合物，经纺丝成形和后处理而制得的化学纤维，如聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯腈纤维。通常将这类具有成纤性能的聚合物称为成纤聚合物。与天然纤维和人造纤维相比，合成纤维的原料是由人工合成方法制得的，生产不受自然条件的限制。化学纤维具有强度高、耐磨、密度小、弹性好、不发霉、不怕虫蛀、易洗快干等优点，但其缺点是染色性较差、静电大、耐光和耐候性差、吸水性差。合成纤维常见的有六大纶，它们是涤纶（聚对苯二甲酸乙二酯），锦纶（聚酰胺6纤维），腈纶（聚丙烯腈纤维），维纶（聚乙烯醇缩甲醛纤维），氯纶（聚氯乙烯纤维）和丙纶（聚丙烯纤维）。1、涤纶是以精对苯二甲酸（PTA）或对苯二甲酸二甲酯（DMT）和乙二醇（EG）为原料经酯化或酯交换和缩聚反应而制得的成纤高聚物——聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），经纺丝和后处理制成的纤维。具有爽而挺，强力大，弹性较好，不易变形的特点。2、锦纶国际上称尼龙，是分子主链上含有重复酰胺基团—[NHCO]—的热塑性树脂总称。包括脂肪族PA，脂肪—芳香族PA和芳香族PA。其中，脂肪族PA品种多，产量大，应用广泛，其命名由合成单体具体的碳原子数而定强度高、耐磨性,回弹性好，可以纯纺和混纺作各种衣料及针织品。3、腈纶通常是指用85%以上的丙烯腈与第二和第三单体的共聚物，经湿法纺丝或干法纺丝制得的合成纤维。丙烯腈含量在35%～85%之间的共聚物纺丝制得的纤维称为改性聚丙烯腈纤维。手感蓬松，伸缩性好，类似毛织物，但没有毛织物活络。。4、维纶洁白如雪，柔软似棉，其性能接近棉花，有“合成棉花”之称，是现有合成纤维中吸湿性最大的品种。另外，维纶的耐磨性、耐光性、耐腐蚀性都较好。5、氯纶耐化学腐蚀性强；导热性能比羊毛还差，因此，保温性强；电绝缘性较高，难燃。另外，它还有一个突出的优点，即用它织成的内衣裤可治疗风湿性关节炎或其它伤痛，而对皮肤无刺激性或损伤。氯纶的缺点也比较突出，即耐热性极差。6、丙纶是由丙烯作原料经聚合、熔体纺丝制得的纤维。其价廉，强度高，质地轻，耐酸耐水，但不吸湿，不环保，染色也困难。皮革与服饰皮革是动物毛皮经加工而成的材料，从化学组成上来看，皮的主要成分为：蛋白质、脂肪、碳水化合物、无机盐和水。其中主要成分是蛋白质。毛皮中最常见的蛋白质是胶原蛋白、弹性蛋白、网硬蛋白和角蛋白，这些蛋白均属于纤维状蛋白质，此外，还有球蛋白和复合蛋白等。皮革在人们日常生活中有着广泛用途和重要地位。各种动物皮经过加工可以制造皮衣、皮裤、皮鞋、各类裘皮服饰、皮带等；毛皮则用来制作御寒保暖的大衣、运动服等。服装的未来随着科技的不断发展，未来的衣服将不再仅仅具有防寒和美化的作用，还将具有令你感到舒服和保护你身体安全等多种功能。保暖功能：据报道，在制造新型衣服的过程中使用了微胶囊，在正常温度条件下把热能储藏起来，等到气温降低时就释放出热能，从而达到保温的目的。除臭功能：许多具有香味和除臭功能的衣服也含有这种微型胶囊，当衣服的纤维受到摩擦就会释放出香气或能够中和臭味的化学物质。抗菌功能：另一项新技术就是在成衣的过程中把特殊的材料同合成纤维结合起来。人们在合成聚合物还处于液态尚未冷却变成纤维时就把具有抗菌功能的纤维加进去，于是就制成了这种功能性纤维。将来还将在棉花或合成纤维中加入能杀死蚊子的化学物质，蚊子一旦接触到这种衣服就会死亡，而这种灭蚊物质对人体无害。未来的衣服，用可以调控温度的“超级开关”材料制作，夏天穿能够吸汗降温，冬天穿可以防寒保暖。通常人们穿着的服装是亲水的，很容易被水湿透；而塑料布等就是疏水的，不能被水透过。如果现在用纳米材料制作服装，那么，夏天温度高时衣服是亲水的，亲水吸汗就不会感到太热；冬天温度低时衣服就变成疏水的，防寒又保暖，纳米氧化锌阵列结构薄膜被比喻成一块“纳米地毯”。这种结构所具有的超疏水特性，可以使材料具有不沾水和自清洁的作用。通过紫外光的照射，“地毯”又成为超亲水的材料，使水能够存留在粗糙的纳米结构中。[参考文献]1.周小力.《化学与生活》.中国电力出版社2.杨金田谢德民.《生活的化学》.化学工业出版社