化学资料小常识

日常生活中的化学生命科学与医药化工学院：梁华定本章主要内容•1、着装化学•2、烟、酒、茶、奶、醋化学•3、饮水与健康•4、毒品简介第一节着装与化学•人类物质文明的标志之一是人们的衣着。衣着不仅是为了御寒，更是为了美观。随着社会的进步，人类对衣装的要求愈来愈高。穿着的形式和品种，在人类历史的发展过程中千变万化，但是着装材料总是离不开纤维和皮革两大类。•纤维是一种柔韧而纤细的丝状物质。具有一定强度和可挠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、人造纤维和合成纤维三大类。•皮革是动物毛皮经加工而成的材料。动物屠宰后剥下的鲜皮称为生皮。生皮经脱毛鞣制而成的产品称为革，带毛鞣制的产品称为毛皮。通常所说的皮革就是指革和皮。皮革可制成各种衣、帽、鞋、包、带等日品和工业用品。一、天然纤维•在20世纪以前，天然纤维是人类所利用的纺织纤维的唯一来源。它具有许多优点，如柔软性、吸水性、保暖性、透气性及抗静电性等是化学纤维所不能达到的。因而用作内衣等衣料受到人们的青睐。•用于衣物的天然纤维，主要是棉麻纤维和毛丝纤维。前者为植物纤维，后者为动物纤维。植物纤维的化学成分是天然高分子――纤维素，其分子式为(C6H10O5)n或写作[C6H7O2(OH)3]n，是葡萄糖分子缩合聚合而成的链状高分子多糖。动物纤维的化学成分是天然高分子化合物――蛋白质。蛋白质是由α－氨基酸缩聚而成的多肽。１、棉麻纤维•（１）棉纤维棉纤维属种子纤维。棉花经开花、结铃、棉铃裂开吐絮形成成熟的棉纤维，它是在棉花生长过程中由二氧化碳水经光合作用形成的。•从构造式可以看出，每个葡萄糖单体中还含有３个游离的羟基，羟基的亲水性使棉麻纤维织物具有很强的吸湿性。在棉纤维的生长过程中，分子链自然螺旋扭曲，称为天然转曲，形成纤维素束。天然转曲是棉纤维与其它纤维形态上的特征区别。•棉织物的最大优点是透气性好，吸湿性强，既可吸汗，又可保暖，穿着舒适。所以，棉布是深受人们喜爱的最理想的内衣衣料。•棉布的缺点：Ａ、缩水性比较大。特别是新棉布浸水后缩水率相当大，会使衣物洗后走型，起皱折，影响美观。•Ｂ、与羊毛、丝稠、合成纤维相比，其强度、耐磨、耐穿程度差。（２）麻纤维•麻纤维是一年或多年草本双子叶植物的韧皮纤维和单子叶植物的叶纤维的总称，即是麻类植物纤维。纺织用得最多的麻类植物有黄麻、槿麻、亚麻、苧麻等，而用作衣料的主要是亚麻和苧麻纤维。•由于其加工品麻布具有凉爽、吸湿、透气的特性，而且刚度高、硬而挺括、不贴身，特别适合于夏季衣物。•与棉纤维相比，麻纤维比较直、不卷曲、缩水性小，用麻制品制作的衣服表面光滑、透气性更好（组织比较疏松，散热快），洗后仍很挺括无折皱、不易变型（纤维比较直，不卷曲）。•２、毛丝纤维•（１）天然丝天然丝分家蚕丝和野蚕丝两种，家蚕丝即桑蚕丝，属动物纤维。野蚕丝种类较多，有柞蚕丝、蓖麻蚕丝、樟蚕丝等。通常所说的天然蚕丝主要指桑蚕丝和柞蚕丝，统称蚕丝或真丝。•蚕丝是高级纺织原料，有较好的伸度，纤维细而柔软，平滑，富有弹性，光泽好，吸湿性好，加工成绫罗绸缎，既可轻薄似羽，也可厚实丰满，尽显富贵华丽。用其制作夏衣轻盈凉爽不粘身。天然丝衣服也有缺点，如不够挺括，洗后易皱折，因其成分是蛋白质，所以易被虫蛀。•（２）动物毛动物毛属天然蛋白纤维，其主要成分是蛋白质。用于毛纺工业的主要有羊毛、羊绒、马海毛、兔毛、骆驼绒等。其中，尤以羊毛绒资源最丰，用量最大。•纺织用的毛类纤维中，最大量的是绵羊毛，通称为羊毛。构成羊毛的蛋白质成分与人发、指甲中的蛋白质相同。它由两种组分构成，一种是含有较多硫元素的细胞间蛋白质；另一种是含硫元素较少的纤维质蛋白质。•用羊毛可以织制各种衣服，有质地细腻、手感活络有弹性、挺爽的夏季织物，如薄花呢等；有手感滑糯、丰厚有身骨、弹性好的春秋织物，如中厚花呢等；有质地丰厚、手感丰满、保暖性强的冬季织物，如各类大衣呢等。羊毛也可制成呢绒、呢毡、毛毯、衬垫等工业和日用品。用羊毛织制的各种装饰品如壁毯、地毯等，名贵华丽，深受人们的喜爱。羊毛制品优点：•Ａ透气性好、吸湿性适度，沾上一些汗水不会产生不舒服的感觉，即使完全浸湿了以后，再与皮肤接触也不会感到阴凉和太粘湿。•Ｂ、羊毛表面光滑，不易沾污，即使积存了灰尘了也易弹打除去，故不需经常洗涤。•Ｃ、羊毛的热塑性较好，回弹性好，不易折皱，熨烫后，可长时间保持平整挺括、裤缝笔直。•Ｄ、羊毛比重小且很耐磨。•羊毛制品的缺点：•Ａ易被虫蛀；Ｂ、不耐碱，所以，不宜用碱性皂或洗衣粉洗涤；Ｃ、不耐热水，当水温高于80℃时，易缩皱变型，因此，洗涤水温不宜太高(40-50℃为宜)，熨烫时要特别注意。Ｄ、羊毛对光的作用敏感，因此，洗涤后在阴凉通风处晾干，收藏时，第一要晾干，第二要晾凉；Ｅ、拉力大，拉伸时间长，难于恢复原状。所以，穿着毛衣切勿硬拉硬套，穿着一段时间以后，应放置一段时间让它“休息”，以恢复疲劳和弹性。二、人造纤维•所谓人造纤维就是用化学处理的方法，使不能纺丝的天然纤维变成可纺丝的纤维。人造纤维可纺织成长丝或切成短丝。像化学纤维一样，凡是以天然高分子为原料，经化学处理和机械加工而制得的具有丝一样性能的长纤维，统称为人造纤维，或人造丝。长丝与蚕丝可混纺成各种绸缎，与棉纱混纺可制成绨面料。将人造丝切成短纤维与棉花混纺即为人造棉。若把短切成羊毛一样长短，即可织成人造毛面料即人造毛。•根据构成纤维的高分子化合物的化学组成，可把人造纤维分为再生纤维素纤维，如粘胶纤维、铜纤维等；纤维素酯纤维，如二醋酸酯纤维、三醋酸酯纤维等；人造蛋白质纤维，如酪素纤维、玉米蛋白纤维等。下面介绍几种常见的人造纤维。１、粘胶纤维•粘胶纤维是化学纤维中工业生产较早的一个品种。通常以自然界中含有纤维素、但不能直接用来纺织加工的木材、棉短绒为原料，经化学加工提取出较纯的纤维素――浆粕，再经过与碱液反应、与二硫化碳反应、在酸浴中（主要含硫酸、硫酸钠、硫酸锌）喷制成粘胶纤维素（再生纤维素）。•粘胶纤维的化学组成与棉纤维相似，性能也接近于棉纤维。Ａ、由于粘胶纤维的聚合度、结晶度较棉纤维低，因而沾胶纤维的吸湿性比棉纤维好，所以，穿着粘胶纤维缝制的衣服不会感到气闷。•Ｂ、在纺织加工过程中不易发生静电积聚，染色性更好，所以，花色品种齐，色彩艳。•Ｃ、可是粘胶纤维的强度不及棉纤维，弹性回复能力差，不耐磨，特别在湿态下的强度耐磨性能更差且变硬，故很不好洗。粘胶纤维•粘胶纤维在纺织工业中应用很多，如结实、漂亮的线绨被面就是粘胶纤维和棉线交结而成；由于人造丝平滑、柔软，做衣服衬里最为相宜，常用的美丽绸、羽纱等产品，几乎全是粘胶纤维制品；大部分混纺织物中几乎都混有不同比例的粘胶纤维短丝（人造毛），（人造毛），如常见的涤粘花呢、粘棉华达呢、毛粘棉三合一华达呢、毛粘花呢、毛粘大衣呢等等，都含有粘胶纤维的混纺织品。•含粘胶纤维的织物均有织物柔软、轻飘舒适、美观、便宜等优点。但共同的缺点是缩水大、湿强度小、弹性差、不耐碱等.是因为在粘胶纤维制造过程中，纤维素分子受到多次强烈的化学作用，致使聚合度变低，分子排列疏松零乱，分子间隙大，水分子很容易钻到空隙中使纤维膨胀无力，强度下降。•使用和保养时要注意以下几点：①洗涤时不要长时间浸泡，以免降低其强度；②洗涤时不可用力搓擦，不能用搓衣板搓、硬刷子刷；③洗后不能用力拧干，宜放在搓衣板上用手挤干；④洗后不要曝晒，应放在阴凉处阴干；⑤熨烫的温度应低一些，保持在120℃左右；⑥剪裁缝制以前先下水，让它充分缩水；⑦收藏时，应避免重压，以免引起折皱。２、富强纤维•为了克服粘胶纤维的缺点，把合成高分子树脂加入到粘胶纤维中，制成一种高强度粘胶纤维，称之为富强纤维，简称富纤。富纤的湿强度明显增加，浸水后不易收缩和起皱，其织物的尺寸稳定，不易走样，耐碱性能良好。但富纤的断裂伸长度小，钩接强度比普通粘胶纤维低，而耐磨性较差，纤维发脆。•树指处理的具体方法是：二羟甲基脲（O=C(NHCH2OH)2）或单羟甲基脲（H2N-CONH-CH2OH）为主剂，氯化铵或磷酸氢铵为催化剂，配成水溶液。将粘皎纤维浸渍在上述水溶液中，取出后干燥，并在140℃温度下烘干5分钟，此时渗入纤维内部的羟甲基脲与纤维素中游离羟基发生交联而使得纤维素树脂化。３、其它人造纤维•纤维素不溶于水，但可溶于铜氨溶液中，以此制成粘胶液再喷丝制得的人造纤维称为铜氨纤维。它颜色洁白，光泽柔和，手感柔软。湿纤维强度也比粘胶纤维略好，但由于生产过程中要消耗一定的铜，成本较高，所以生产量较少。•用混酸（硝酸和硫酸）处理自然界的纤维素，得到硝化纤维素，然后将其溶解在酒精或乙醚中制成粘液，再用玻璃管吹空气中凝固而成细丝，这就是最早的人造纤维――硝酸纤维。它可以用于制造无烟火药、火棉胶、各种赛璐珞制品。•用醋酐将纤维素酯化成三醋酸酯（１个纤维分子与３个分子醋酸反应生成的酯），再部分分解为较低的醋酸酯（如二醋酸酯），然后溶解于丙酮内成为纺丝液，在细孔中压出，经热空气将丙酮挥发掉即成醋酸纤维。醋酸纤维用作电影胶片或照相机的片基、电绝缘材料、清漆、香烟过滤嘴的过滤棒等。三、合成纤维•合成纤维是以低分子化合物为原料，用有机合成的方法制得的高分子化合物，再经机械加工所得的纤维。合成纤维一般都是以煤、石油、天然气或农副产品为基本原料。这些原料蕴藏量大，品种多，性能优异，成本低廉，因此，合成纤维有着无限的发展前途。•说起合成纤维，它们的名字都有同一个字:“纶”。如锦纶、绦纶、腈纶、维纶、芳纶……。它们的出现，为人类的衣食住行立下了汗马功劳。•俗话说，“民以食为天”，当然也是“民以衣遮体”。粮棉争田是几千年来一直捆扰人类的大问题，特别是人多地少的中国。但“纶”字辈众姊妹来到人间后，我们不出两代人便解决了人们的穿衣问题，我国还成了世界纺织大国。合成纤维•目前，世界上已经工业化生产的合成纤维品种达百余种，按它们的化学结构不同可分为碳链纤维和杂链纤维两大类。碳链合成纤维通常是通过加成聚合（加聚）反应制得的纤维。如腈纶（聚丙烯腈纤维）、丙纶（聚丙烯类纤维）、维尼纶（聚乙烯醇类纤维）、氯纶（聚氯乙烯类纤维）等。杂链合成纤维通常是由双官能团单体通过缩合聚合（缩聚）反应或由杂环化合物通过开环聚合制得的纤维。如锦纶（聚酰胺类纤维）、涤纶（聚酯类纤维）等。•合成纤维具有强度高、耐磨、弹性好、保暖性好，不会发霉、不受虫蛀等优点，合成纤维的粗细和长短，可以按照人们不同需要而生产，花色品种特别齐全。其最大的缺点是吸湿性差，可通过形成混纺织物来解决。１、锦纶（聚酰胺类纤维）•锦纶是聚酰胺类纤维。英文商品名为Nylon，音译为尼龙或耐纶。我国锦州化工厂最早大量生产，故我国统称为“锦纶”。而卡普纶是前苏联同类商品名的译音。•它的分子主链由酰胺键（-CONH-）连接起来，其一是由一种内酰胺单体缩聚而成，其分子构造可用下式表示：[NH-(CH2)xCO]n,如锦纶－6；另有一种是由两种单体缩聚而成，其分子构造可用下式表示：[－NH-(CH2)x－NH-CO－(CH2)y-CO－]n，如锦纶－66、锦纶－610、锦纶－1010等。锦纶的优点它的最大优点是强度大、弹性好、耐磨擦。在所有化学纤维中锦纶可称得上耐磨“冠军”，它的耐磨性比棉纤维高10倍，比羊毛高20倍，干态时比粘胶纤维高10倍，湿态时比粘胶纤维高多140倍。其强度比棉纤维大1-2倍，比粘胶纤维高2-3倍，比羊毛高4-5倍，尼龙绳强度比同样粗的钢丝绳还要大。它的弹性强，当延伸3-6%时，其弹性回复率可达100%，延伸15%时仍可达82.6%。其伸度是棉纤维的6倍。因此，在织物中，只要稍加一些锦纶，就可大大提高织品的耐磨性。例如，用15%的锦纶和85%的羊毛混纺，其织品的耐磨性比纯羊毛织品提高3.5倍。因此，绵纶是制作紧身服和弹力补袜好材料。此外，锦纶还具有较好的染色性，耐碱、不发霉、不腐烂、不怕虫蛀，亲水性低（浸水不胀，使衣服耐洗易干），比重小。锦纶•有介于此，它广泛用于制造缆绳、飞机和汽车轮胎的帘子线、传送带和弹力袜等需经受摩擦的物品。由于其质轻、强度高，在军事上用于做降落伞、宇航