资源简介 纤维素的含义纤维素分子是长链状的。这些长链通过氢键结合成纤维素束,几个纤维素束象绳索那样绞在一起,若干个绳索状结构的链再排列在一起而形成肉眼可见的纤维。纤维素分子中的单糖是葡萄糖。在纤维素分子中每一个葡萄糖单元还剩有3个醇羟基,所以纤维素能表现出多元醇的许多性质。如它跟硝酸酯化,最高可以生成三硝酸酯。一、天然纤维1.棉麻纤维(1)棉纤维:在棉花生长过程中由二氧化碳和水(H2O)经光合作用形成的。棉纤维表面有棉蜡,起保护和润滑作用,需煮炼才易染色。 分子结构特征:含羟基(-OH),分子链自然螺旋扭曲。棉织物的特点因棉纤维的主要成分为纤维素,有较多的亲水基团,棉纤维中有中腔和大量的孔隙,所以吸湿能力强、透气性好;棉纤维吸湿后,强度和延展性加强;导热系数小,有良好的保暖性,是理想的抑寒絮料之一。★棉纤维的染色性强,染色较易。★ 棉织物缺点:缩水性强,洗后易走型起皱(2)麻纤维麻纤维是一年或多年生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,即麻类植物纤维。麻类植物有:黄麻、洋麻、苧麻、亚麻等,作衣料用苧麻和亚麻居多。麻纤维分子结构比较直、不卷曲麻纤维织物特点麻布衣料具有凉爽、吸湿、透气等特性,且刚度高、硬而挺括、不贴身,适于作夏季衣物。麻织品衣服表面光滑,透气性更好,缩水性小,洗后仍很挺括无褶皱,不易变型。2.天然丝天然丝分为蚕丝和野蚕丝两种,家蚕丝即桑蚕丝,属动物纤维。野蚕丝有柞蚕丝、蓖麻蚕丝、樗chū蚕丝、樟蚕丝等。天然丝常指桑蚕丝和柞蚕丝,统称蚕丝或真丝。蚕丝是由蚕体内绢丝腺分泌出的丝液(主要是蛋白质)吐出体外时,与输出管分泌出的酸性物质作用凝固而成。天然丝结构特征蚕丝分长丝和短丝,长丝长度可达几百米,有的甚至超过1500米,是一种长纤维。短丝一般在1.5米到10米之间。蚕丝在显微镜下是排列得很整齐的圆形纤维,特别细而长;富含很多的亲水因子,能及时吸收水分,吸湿性仅次于羊毛。蚕丝中含有97%的动物蛋白,有各种氨基酸,其中酪氨酸可吸收过多的紫外线,起到美容保健的作用。蚕丝特点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。用其制作的夏衣轻盈凉爽不粘身。天然丝衣服缺点是不够挺括,洗后易皱折,因其成分是蛋白质,故易被虫蛀。★ 动物毛属于天然蛋白纤维,其主要成分也是蛋白质。★ 用于毛纺工业的主要有羊毛、羊绒、鸭绒、马海毛、兔毛、骆驼绒、牦牛毛绒等。(1)羊毛★ 羊毛蛋白质由两种组分组成,一种是含硫较多的细胞间蛋白质;另一种为含硫较少的纤维质蛋白质。★ 纤维质蛋白质在羊毛中一条一条地排列,而细胞间蛋白质则像爬高用的梯子上的横档那样把一条条纤维质蛋白质连接起来,形成巨大的皮质细胞,构成羊毛的骨干和主体。羊毛纤维特征羊毛是一种含杂质较多的天然纤维,其表面是胶和结实的角膜层,使得羊毛具有特别的耐磨性、不透水和保暖性能。★ 吸湿性强:在标准大气压下,细羊毛的回潮率[回潮率=(湿纤维重量-干纤维重量)/干纤维重量×100]达15%~17%,其最大吸湿能力可达自重的40%。★羊毛密度轻:与丝相近,比麻、棉轻,导热系数很小,与丝相近,保暖性好。羊毛织物优点羊毛制品透气性好,吸湿性适度,沾上一些汗水也不会产生不舒服的感觉,即使完全浸湿以后再与皮肤接触也不会感到阴凉和太粘湿,所以毛料泳衣是质地最好的游泳衣之一。羊毛表面比较光滑,不易沾污,即使积存了灰尘也易弹打除去,故不需经常洗涤。羊毛织物缺点羊毛制品缺点是易被虫蛀;不耐碱,所以不宜用碱性肥皂或洗衣粉洗涤;不耐热水,当水温超过80℃时,易缩皱变型。羊毛纤维制品弹性虽好,但如果拉力大,拉伸时间长,则难恢复原状。故穿毛衣切勿硬拉硬套,穿一段时间后,应放置一段时间让它“休息”,以恢复疲劳和弹性。(2)羽绒它是鸟类身体表面的内层覆盖物,手感柔软,重量轻。羽绒呈星朵状结构,每根绒丝在放大镜下均可看出是呈鱼鳞状有数不清的小孔隙含蓄着大量的静止空气,由于空气的导热系数最低,所以能够形成良好的保暖性,并使羽绒充满丰富的弹性。用含绒量为50%的羽绒测试,其轻盈蓬松度相当于棉花的2.5倍,羊毛的2.2倍。羽绒还有特有的吸湿散发性能,能不断吸收并排放人体释放的汗水,使身体没有潮湿和闷热感。3)其它动物毛山羊绒:其强伸度和弹性变形比绵羊毛好,具有细轻、柔软、保暖性更好等优良特性。马海毛:为安哥拉山羊毛,我国西北中卫山羊毛也属于马海毛,是制作提花毛毯、长毛绒、顺手大衣呢的理想原料。兔毛:由绒毛和粗毛两类纤维组成,粗毛含量高者品质好。安哥拉兔毛质量最好。兔毛的特点为细而轻软,保暖性好,比羊毛高37倍,比棉花高90倍。骆驼毛:由绒毛、两型毛和粗毛发组成,细毛为驼绒,粗毛为驼毛。骆驼绒强度大,光泽性好,保暖性特好。去粗的驼绒可织制高级粗纺织物、毛毯和针织物,御寒保温性特好。二、人造纤维人造纤维——凡是以天然高分子化合物为原料,经化学方法处理和机械加工而制得的具有丝一样性能的长纤维,统称人造纤维或人造丝。将人造丝切成短纤维即为人造棉、人造毛。再生纤维素纤维:粘胶纤维、铜氨纤维人造纤维 纤维素酯纤维:二醋酸脂纤维 人造蛋白纤维:酪素纤维、玉米蛋白纤维1. 粘胶纤维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、棉短绒等为原料,经化学加工提取出较纯的纤维素——浆粕,再经三个阶段的化学反应制成粘胶纤维素(再生纤维素)。 粘胶纤维特点粘胶纤维的化学组成与棉纤维相似,性能也接近棉纤维。由于粘胶纤维的聚合度、结晶度较棉纤维低,因而粘胶纤维的吸湿性比棉纤维好,穿着粘胶纤维缝制的衣服不会感到气闷,在纺织加工过程中不易发生静电积聚,染色性更好。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。粘胶纤维应用粘胶纤维在纺织工业中仍占有很大的比重。如结实、漂亮的线绨被面就是用粘胶纤维长丝和棉线交织而成。 由于人造丝平滑、柔软,做衣物衬里最为相适宜,常用的美丽绸、羽纱等产品,几乎全是粘胶纤维制品;大部分混纺织品中几乎都混合有不同比例的粘胶纤维短丝(人造毛)。2. 富强纤维把粘胶纤维用树脂处理后,称为富强纤维,简称富纤。富强纤维的湿度、强度明显增加,浸水后不易收缩和起皱,其织物尺寸稳定,不易走样,耐碱性能良好;但富纤的断裂伸长度小,钩撩强度比普通粘胶纤维低,耐磨性较差,纤维发脆。3. 其它人造纤维将浆粕分别与混酸(HN03+H2SO4)、醋酸酐(在少量浓硫酸存在下)、铜氨溶液(硫酸铜加过量氨水所生成的深蓝色溶液)作用,并进—步处理,分别得到硝酸纤维、醋酸纤维、铜氨纤维。这些纤维一般不作衣用纤维。如硝酸纤维用于制造无烟火药、火棉胶、各种赛璐珞制品;醋酸纤维用作电影胶片或照相底片的片基、电绝缘材料、清漆、香烟过滤嘴的过滤棒等。 三、合成纤维——人类的奇迹合成纤维: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。 碳链合成纤维是指高聚物大分子链全部由碳原子构成,通常是通过加成聚合(加聚)反应制得的纤维。如腈纶(聚丙烯腈类纤维)、丙纶(聚丙烯类纤维)、维纶(聚乙烯醇类纤维)、氯纶(聚氯乙烯类纤维)等。杂链合成纤维杂链合成纤维是指高聚物大分子链上除了碳原子以外,还含有氧、氮、硫等杂原子,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。 1.锦纶锦纶是指分子主链由酰胺键(-CO-NH-)连接起来的合成纤维,属聚酰胺纤维。英文名称为Nylon,故又音译为尼龙或耐纶。锦纶为商品名 。锦纶的品种很多,如锦纶-6、锦纶-66、锦纶-610、锦纶-1010等。数字表示单体的碳原子数,即单元结构中的碳原子数。只有一位数字的表示它是由一种单体聚合而成。两位或两位以上数字的一般表示由两种单体聚合而成,前面的数字表示合成它的二元胺单体的碳原子数,后面的数字表示合成它的二元羧酸单体的碳原子数。例如:锦纶-610,表示合成它的单体是己二胺(含6个碳原子)和癸二酸(含10个碳原子)。锦纶性能锦纶的耐磨性是其最突出的优点,在所有化学纤维中锦纶可称得上是耐磨“冠军”。有人做过这样的试验:一个人一只脚穿锦纶袜,另一只脚穿棉线袜,结果棉线袜穿破了3只,而那只锦纶袜还未破。锦纶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140多倍!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。锦纶其它性能其强度比棉纤维高1-2倍,比粘胶纤维高2-3倍,比羊毛高4-5倍。一根像手指那么粗的锦纶绳可以吊起一辆满载货物的解放牌卡车。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。它的耐疲劳性(又称耐多次变形性)非常好,可经得起数万次双折挠而不被损坏,而棉纤维的耐疲劳性只有锦纶的1/10,粘胶纤维只有它1/100。锦纶是制作紧身服和弹力袜的好材料。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,使衣物耐洗易干),比重小。锦纶缺点不耐热。锦纶-6的耐热临界温度只有93℃,锦纶-66也只有130 ℃ ,因此,锦纶衣物洗涤水温不能高。不耐光。锦纶织物在阳光下曝晒后强度显著降低,故不宜做窗帘。不耐酸,酸可溶解锦纶。保型性差。用锦纶做成的衣服不如涤纶挺括,且易变型起皱。锦纶应用:在民用方面,除了用来制做弹力衣、袜外,像薄如蝉羽的锦纶透明纱巾,花样新颖的尼龙花边,轻软光滑的锦缎被面、锦格绸等都是人们所喜爱的产品。 2. 涤纶是指分子结构中含有酯键的合成纤维,属聚酯纤维。英文商品名称为Dacron,音译为的确良或达柯纶。涤纶为中文商品名。主要品种有聚对苯二甲酸乙二酯纤维,由对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯与乙二醇缩聚而成。涤纶特点,◆涤纶是一种性能优异的化学纤维,比较理想的纺织纤维。涤纶作为衣用纤维的最大特点是抗皱性和保型性特别好,用其做成的衣服挺括不皱、外形美观。◆其抗皱保型性为所有纤维之冠。耐磨性仅次于锦纶,且湿态耐磨性能与干态时很接近,而锦纶在湿态时的循环摩擦次数只有干态时的45%~50%。◆涤纶的弹性好,与羊毛近似,伸长5%~6%时,几乎可以完全恢复原状。◆它的强度大,比棉纤维高1倍,比羊毛高·3倍,更可贵的是湿态强度不变。◆涤纶的耐热性也很好,在150℃下连续加热1000小时,仍能保持原来强度的50%,而其他纤维在70h~336h之内即完全被破坏。 ◆涤纶的耐光性仅次于腈纶,远比天然纤维和大多数化学纤维为佳,在日光下曝晒6000小时后,纤维强度只损失约60%。◆和其他合成纤维一样,不受霉菌和微生物作用,织品不发霉、不腐烂、不怕虫蛀,易洗快干。 涤纶缺点:◆染色性能差,需在高温高压下染色,所需设备复杂,成本高; ◆吸湿性较差; ◆纺织加工时易产生静电,给生产带来困难,穿着纯涤纶织品时,使人感到气闷不舒服,同时,由于织品易带静电,所以,易吸尘而被沾污;◆涤纶织物易起毛、结球而影响美观。 3. 腈纶——人造羊毛, 腈纶是聚丙烯腈纤维在我国的商品名称。英文商品名为Orion,音译为奥纶,简称PAN。腈纶主要是以丙烯腈为原料,经加聚反应生成聚丙烯腈,然后抽丝而成。纯粹的聚丙烯腈纤维质脆且硬,难于染色,在市场上所见到的腈纶,是在丙烯腈单体中加入5%~10%的丙烯酸甲酯及1%~2%的亚甲基丁二酸共聚而得。一般来说,丙烯腈的含量必须在85%以上,否则,所得纤维就不再称为腈纶了。如,由60%丙烯腈和40%氯乙烯共聚所得的纤维叫做腈氯纶。腈纶特点: ◆腈纶蓬松卷曲,柔软质轻,具有较好的弹性,当伸长2%时,其回弹率可达99%。把一块腈纶毛毯加压压到原厚度的一半,过24h后除去压力,在两秒钟内又可恢复到原来厚度的98%。 ◆腈纶的保暖性比羊毛更佳,强度也高于羊毛,所以,用腈纶制作的衣料、毛线比纯毛更结实,且具有较好的保型性。◆耐光性是腈纶最突出的特点,称得上纤维之冠。把各种纤维露天曝晒一年,则蚕丝、锦纶、粘胶纤维、羊毛等的强度几乎完全损失,棉纤维的强度下降95%,而腈纶的强度仅下降20◆腈纶还具有很好的耐热性,在125℃下连续加热一个月,其强度几乎不变,短时间内可耐180~200℃高温。◆可耐酸、氧化剂和有机溶剂。此外,与其他合成纤维一样,不发霉、不腐烂、不怕虫蛀。 纶应用腈:腈纶作为民用纤维相当普遍。市场上畅销的腈纶膨体纱及各种混纺毛线、混纺毛织品等,具有较好的毛质感,柔软保暖,颜色鲜艳,色谱齐全,除用来制成各种厚薄衣料和毛线外,还可制成腈纶人造毛皮、腈纶驼绒织品,作为大衣衬里、衣领、手套夹里和帽子以及羊毛或天然毛皮的代用品,也可纯纺制成各种针织品,如运动衫裤,深受人们的喜爱。腈纶缺点腈纶的缺点是耐磨性差,吸湿性不够好,不耐碱,且容易摩擦而产生静电,因此;穿用腈纶制作的衣物就会感到气闷、易吸尘而不耐脏,特别不适宜用作袜子、手套等经常受到摩擦的织品和内衣裤。混纺的腈纶制品有两类:一是腈纶与羊毛混纺制品;另一种是腈纶与粘胶纤维混纺。 4. 维纶维纶是聚乙烯醇缩甲醛纤维的商品名称,英文名称为Vinylin,音译为维纶;或维尼纶,简称PVFM。 维纶是以乙炔和乙酸为基本原料,先制得聚乙烯醇并纺丝,然后经缩醛化处理而制 。维纶特点: 维纶是一种既似棉纤维,又较之好的纤维材料。 ◆维纶的外观、手感、吸湿性、透气性与棉纤维相近,故常用作天然棉纤维的代用品。但维纶比棉纤维要结实耐用得多,耐磨性比棉纤维高5倍以上,而相对密度却比棉纤维轻约20%。 ◆维纶的耐腐蚀性也比棉纤维好,不仅可耐碱,也可耐中度酸,还可耐油。 ◆其耐光性也好,在日光下曝晒100小时,强度几乎不降低。此外,维纶不发霉、不腐烂。维纶应用:维纶在工业及民用方面都有着广泛的用途。在民用方面,维纶主要用来与棉花混纺,做成各种维棉混纺织物,如细薄的维棉细布、府绸;厚实的维棉咔叽、华达呢、灯芯绒等春秋衣料;以及棉毛衫裤、汗衫背心等针织品。维纶纤维也可与粘胶纤维混纺,制成隐条、隐格织品,用作大众化的外衣衣料。 维纶缺点:维纶作为纤维材料也有不少缺点,其中,最主要的是耐热水性不够好;用维纶制作的衣服易折皱;弹性差,虽较棉纤维好,但不及其他合成纤维;维纶的染色性不够好,主要是色泽不够鲜艳。维纶棉布给孩子们穿用,既轻便又结实耐磨,是十分相宜的。5. 丙纶, 丙纶是聚丙烯纤维的商品名称,英文名称为Pylen,音译为帕纶,简称PP。 它是以丙烯为单体,通过定向聚合,得到全同立构体的聚丙烯(聚丙烯大分子中侧链甲基全部位于主链平面的同一侧)纤维。丙纶特点: ◆丙纶的特点是非常轻盈,比重只有0.91,是目前所有纤维材料中最轻的品种。◆它的机械强度却很高,与涤纶、锦纶相近,在湿态时强度不降低,这一点又优于锦纶。 ◆丙纶的耐磨性稍逊于锦纶,与涤纶相近;弹性较好,在伸长3%时,其弹性回复率可达96%~100%。具有非常好的耐腐蚀性,对无机酸碱都有很好的稳定性,耐化学试剂性能也较其他合成纤维好;吸水性能、电绝缘性能均好。 ◆与其他合成纤维一样,不发霉、不腐烂、不怕虫蛀。 丙纶应用:丙纶可以织制成纯纺和混纺各种纺织晶,用于服装、内衣、袜子、手套、家具布等等。如丙棉细布、丙棉床单、丙纶毛线(纯纺或混纺)、丙纶粘胶毛毯等。特别是丙纶细布,外观挺括;缩水率小,结实、轻盈、耐用,而且易洗快干,很似涤棉织品,而价格比涤棉织品便宜得多。由于丙纶既轻盈又结实,制成各种军需品能显著减轻战士行军负担,如军用雨衣、纹帐、毛毯、棉絮丙纶缺点:丙纶的缺点是易燃,耐光性、染色性和耐热性差。丙纶对紫外光很敏感,经日光照射后纤维强度明显降低。丙纶的抗老化性能较其他合成纤维差,在高温时丙纶易氧化。不过经工艺改进,如增加助燃剂、加入抗氧剂和紫外线吸收剂等方法,可使丙纶的染色性和抗老化性能都会有明显的改善。 6. 氯纶, 氯纶是聚氯乙稀纤维的商品名称,英文商品名称为Leavil,音译为利维尔,简称PVC。 它是以氯乙烯为单体,经加聚、抽丝而成的世界上最早出现的一类合成纤维。聚合方式如下图所示氯纶特点: ◆难燃,一般天然纤维和化学纤维;一经点燃即使离开明火仍能继续燃烧,氯纶只要离开明火,就自然熄灭。 ◆具有极好的对酸、碱、氧化剂和还原剂的稳定性。 ◆良好的保暖性,其保暖性比棉花要高50%,比羊毛要高10%~20%。 ◆耐磨性较好,好于一般天然纤维和腈纶,但不及锦纶、丙纶和涤纶等常见合成纤维。 ◆吸湿小而易干;弹性较强,强于棉纤维而略逊于羊毛;不起皱;电绝缘性能好。氯纶应用:氯纶特别适于用作化工及化学实验人员的防护服、安全帐幕、仓库覆盖材料。在日常生活中,用氯纶纯纺或混纺制成针织品、毛线、毛毯、衣料和棉絮等。如织成棉毛衫裤、纯纺毛线、儿童及老人衣服和睡衣,以及氯纶棉絮等。 氯纶缺点:氯纶的致命缺点是耐热性差,60 ℃时即发生收缩,75℃软化粘连。氯纶衣物不仅不能熨烫,而且不能用高于50 ℃的热水洗涤,穿着时不能靠近火炉、暖气片等高温物体。氯纶的染色性较差,还有它对有机溶剂的稳定性稍差,不少有机溶剂能使它发生溶胀,在干洗氯纶衣物时要谨慎。 7. 芳香族聚酰胺纤维与锦纶一样,在构成纤维高聚物长链大分子中含有酰胺键(-CONH-),所以也属于聚酰胺类纤维。在构成锦纶的高聚物大分子中,连接酰胺键的是不同碳原子数的脂肪链,而芳香族聚酰胺纤维则在纤维大分子链中,连接酰胺键的是芳香环或芳香环衍生物。诺梅克斯和凯夫拉尔是这类纤维中的两个主要品种。(1)诺梅克斯诺梅克斯是英文商品名Nomex的音译名称,全称为聚间苯二甲酰间苯二胺纤维。◆由间苯二甲酸与间苯二胺两种单体聚合而成◆诺梅克斯具有良好的耐热性、耐腐蚀性和防燃性。例如,在260℃高温下连续使用1000h后,其强度仍能保持原有强度的65%,在300℃高温下使用一周仍能保持原强度的50%。它在火焰中难以燃烧,离开火焰后具有自熄性。◆诺梅克斯纤维对β-射线、γ-射线和X-射线都具有一定的抵抗能力,即具有较好的耐辐射性能。◆诺梅克斯织物主要用于航空飞行服、宇宙航行服、原子能工业的防护服以及绝缘服、消防服等。◆用作防火帘、防燃手套、高温下的化工过滤布和气体滤袋、机电高温绝缘材料以及民航机中的装饰织物等。 ◆诺梅克斯耐紫外线作用的能力较差,故它和锦纶一样,耐日光稳定性欠佳。 2)凯夫拉尔: 凯夫拉尔是英文商品Kevlar的音译名,全称为聚对苯二甲酰对苯二胺纤维。凯夫拉尔特点: 凯夫拉尔的最大特点是强度大大高于其他品种的高强力纤维,其强度是目前有机纤维中最高的。 ◆具有耐热性、难燃性、耐腐蚀性和绝缘性。 ◆它的尺寸稳定性也优于其他纤维。用辐射处理过的凯夫拉尔,对橡胶有良好的粘附性,许多方面比钢丝还好,所以主要用来制作高速行驶或超重负载的汽车和飞机轮胎帘子线和软梯、降落伞等的绳索,也可用来制作衣物。 8. 包心纱包心纱是指用涤纶长丝纤维做轴心,在它的外面均匀地包卷上一层棉纤维织制成的纺织品。它主要是为了克服涤纶吸湿性小、透气性差、易产生静电导致易吸尘易脏等缺点,同时,这样的纤维又可克服棉纤维强度不如合成纤维的缺点。包心纱吸取了棉和涤纶的长处,又避免了各自的一些短处,因此,用包心纱织制的纺织品比纯棉织品耐穿,比涤纶织品透气性好、吸湿性强、表面不产生静电,因而衣物不易吸附尘土而不易脏。染色性能好,挺括、不皱、不走样、不缩水。9. 膨体纱膨体纱通常是指腈纶膨体纱。它是用两种腈纶纤维织成的,一种是用一般方法制造的腈纶长丝,另一种是把普通腈纶长丝进行再加工制成腈纶高缩纤维。极富弹性,手感与羊毛相仿。因膨体纱蓬松,空隙大,可储藏很多空气,保暖性特别好。膨体纱主要用来制作毛衣、帽子、围巾等针织品。第二章 穿衣戴帽中的化学1.丝型纤维通过适当的方法可以合成出在分子结构及性能上都与天然蚕丝具有类似特征的“丝型纤维”。蛋白质与丙烯腈共聚纤维,是一种半合成纤维,是天然蛋白质和丙烯腈接枝共聚所制得的纤维,国外商品名称为希诺恩或K6纤维。 希诺恩中含有乳酪成分,具良好的吸湿性、染色性和抗静电性等性能,这些性能接近于蚕丝的特征。 由于这种纤维大分子结构中存在着聚丙烯腈成分,所以又弥补了蚕丝的某些缺陷(如蚕丝的强度较低等)。希诺恩可用于机织和针织,也可织成膨体弹力织物。目前它主要用于民用方面,制作外衣、大衣、罩衫、毛织紧身衣等等。 2. 弹性纤维, 维具有类似橡胶丝那样的高伸长性和回弹力。目前较好的弹性纤维是聚氨酯类弹性纤维,在我国称其为氨纶,国外称为斯潘德克斯(Spandex)。弹性纤维经纯纺或混纺成芯线纺纱织物,用来制作各种紧身衣,如袜类、带类、手套、内衣、运动衣、游泳衣及各种家具用的弹性纤维等。 3. 高吸湿性纤维高吸湿性纤维中以锦纶-4的性能最为突出。锦纶-4的国外商品名称为耐纶-4(Nylon-4)或泰米尔。它是由α-吡咯烷酮在碱性催化剂(如NaOH,KOH等)存在下开环聚合而成,所以其化学名称为聚α-吡咯烷酮。 常态下锦纶-4的性能接近于绵纶-6,只是吸湿性比锦纶-6显著提高而与棉花相近(锦纶-6、锦纶-4、棉花三者的吸湿率分别为4.5%、 6.0%~9.0%、7.0%~8.5%)。 锦纶-4的湿强度高于锦纶-6,而且染色性也有显著提高。用它作为衣着纤维,穿着舒适,外观和手感都较好。 常态下锦纶-4的性能接近于绵纶-6,只是吸湿性比锦纶-6显著提高而与棉花相近(锦纶-6、锦纶-4、棉花三者的吸湿率分别为4.5%、 6.0%~9.0%、7.0%~8.5%)。 锦纶-4的湿强度高于锦纶-6,而且染色性也有显著提高。用它作为衣着纤维,穿着舒适,外观和手感都较好。 4.其他特种纤维, ★异形纤维:横截面呈三叶形、四叶形、十字形等。★超细纤维:直径<5微米,100根还不到1毫米宽。 ★复合纤维:如包心纱等★变色纤维:光色染料染色,如迷彩服等。★高缩纤维:致密纤维。★防火纤维:添加族人剂等。五、皮革, 动物体的外表层即为毛皮,动物屠宰后剥下的鲜皮在未经鞣制以前都称为生皮,或原料皮。生皮经脱毛鞣制而成的产品叫做革,或光皮。带毛鞣制的产品叫做毛皮或裘皮。 革遇水不膨胀、不腐烂,有较好的耐湿热性,能耐蛋白酶的分解,并且有一定的成型性、多孔性、挠曲性和丰满度等。未经鞣制的生皮不能称为革,要使生皮获得以上特性必须经过鞣制、整理等过程。皮革及其制品在人们日常生活以及国民经济发展和国防建设中都有着广泛的用途。各种动物皮经加工可制成底革、面革、机械用革和毛皮,用来制造皮衣、皮裤、皮鞋、各种裘皮服装;马鞍、皮靴、枪套、炮衣、背包、皮带等军需用革;毛皮则用来制作御寒保暖的大衣、运动服等。 1. 皮革的化学成分从化学组成来看,皮的成分为:蛋白质、脂肪、碳水化合物、无机物和水。其中最主要的成分是蛋白质。毛皮中最常见的蛋白质是胶原、弹性蛋白、网硬蛋白和角质蛋白,这些蛋白质均属于纤维状蛋白质,此外,毛皮中尚有球蛋白和复合蛋白等。★胶原是构成胶原纤维的基础,为毛皮的主要成分,也是真皮层的主要成分,约占真皮的95%,它不溶于水及盐水,也不溶于稀酸和稀碱及酒精中,但在加热到70℃时变成明胶而溶解,在酸和碱溶液中胶原膨胀,中性盐对胶原起松散作用。胶原蛋白也是革的主要成分。生皮鞣制过程也可看成是胶原的变性过程。★弹性蛋白在毛皮中含量较少,是真皮层中黄色弹性纤维的主要成分,它不溶于水,也不溶于稀酸和碱性溶液。但胰酶有溶解弹性蛋白的特性。制革时利用此特性以除去弹性蛋白质,从而增加皮革的柔软性和伸张性。 ★网硬蛋白为网状纤维的主要成分,具有较高的耐热水和耐酸碱溶液的性质。★角质蛋白包含在毛、蹄甲和表皮的角质层中。它在酸液中较为稳定,对碱不稳定。它与胶原的区别在于角质蛋白含硫量较高,制革时,用石灰等碱性物质可将毛及表皮脱掉。 ★球蛋白(白蛋白、球朊)作为血液和浆液的主要成分存在于纤维间质中,加热时凝固,溶于弱酸、弱碱和盐溶液中。白蛋白溶于水中,因此在洗皮时白蛋白随水溶出。 ★表皮是直接位于毛被下面的毛皮外表层。主要由外表层(或角质层)和生毛层(或生发层)构成。表皮的分层只能是相对的,因为表皮细胞不断移动,造成各种结构变化,到达表面后变成鳞片状的皮屑脱落。表皮的厚度较小,约为皮板厚度的3%。★真皮直接位于表皮之下,是毛皮的基础层,由胶原纤维、弹性纤维和网状纤维交织而成,它保护动物体避免遭受外界机械伤害。真皮又可分为两层——乳头层和网状层。乳头层直接与表皮相连,网状层是真皮最紧密、最结实的一层,约占真皮的4/5左右,其厚度取决于动物的种类、年龄和季节,而且同一张毛皮中部位不同,其厚度也不同。 ★真皮层的下部与肌肉相连结的一层即为皮下组织,约为真皮厚度的1/5,为松软的结缔组织,由胶原纤维和弹性纤维构成,纤维之间包含有大量血管和脂肪质。生产皮革过程中要将皮下脂肪层刮掉。加工好的毛皮由毛被、表皮和真皮构成,革只由表皮和真皮构成。3. 皮革的鞣制生皮干燥以后,皮质坚硬,容易吸潮和腐烂,有臭味,不便保存,不宜直接使用,也不美观。所以必须经过适当的加工处理后才能应用。鞣制的目的就是使皮质柔软,蛋白质固定,不致吸潮和腐烂,坚固耐用,使其适于制造各种用品。鞣制就是将生皮变为革的过程。皮革鞣制的方法很多,鞣制时要用许多化学品。从所用化学品种类来区分,大致可分为以无机化学品为主的鞣制方法(无机鞣)和以有机化学品为主的鞣制方法(有机鞣)。1)明矾鞣法 鞣液配方:明矾[Al2(SO4)3· K2SO4·24H20]:4份~5份 食盐:3份~5份 水:100份 鞣液配制:先用温水将明矾溶解,然后加入剩余的水和食盐,使其混合均匀。其中食盐用量会影响皮板质量。食盐过多,会使皮质紧缩,使毛皮失去柔软性而富于张力;食盐过少,易使皮板膨胀,使毛皮具有柔软性和延伸性,但缺乏张力。一般食盐的添加量可按1份明矾加0.7份~2份食盐。温度较低时(15℃左右)应少加食盐,温度在20℃以上时应多加食盐。明矾鞣制过程 取湿皮重量的4倍~5倍的上述鞣液于缸中,投入漂洗干净并经沥水后的毛皮。开始时,为使鞣液均匀渗入皮质中,必须充分搅拌。隔夜后每天早晚各搅拌一次,每次搅拌30min左右,浸泡7天~10天鞣制结束。鞣制是否结束按下述方法确定:将毛皮肉面向外,叠成四折,在角部用力挤尽水分,如折叠处呈现白色不透明绵纸状,鞣制可结束。 2)铬明矾、碳酸钠混合鞣法 用这种方法鞣制时,需先进行浸酸处理,这是由于铬盐鞣液有很强的收敛性,浸酸可以调节收敛作用,使皮质柔软而富于耐久力。浸酸配方:工业盐酸,100g;食盐,500g;水,10kg。将食盐溶人水中,加入盐酸,投人沥水后的毛皮,不断搅拌。由于浸酸速度很快,最初20min必须不停搅拌,使浸酸液均匀渗入皮中,浸酸2h~3h后,沥去残液,转人鞣制。鞣液配方:铬明矾:280g;碳酸钠:56g; 食盐:410g;水:10kg。 鞣液配制:取1.5kg水,加入铬明矾,加热溶解,另称取500g水溶解碳酸钠,然后将碳酸钠溶液一边搅拌一边徐徐加入铬明矾溶液中,使紫色铬明矾溶液逐渐变成绿色,继续添加时,溶液中出现白色沉淀,一出现白色沉淀立即停止加入碳酸钠。 混合鞣制过程 鞣制:将剩余的8kg水倒人容器中,加入食盐搅拌使其溶解,再加入上述鞣液的2/3,然后将浸酸后的毛皮浸入其中,不断搅拌。鞣液的温度控制在35℃左右。第二天加入剩余的1/3原液,以提高鞣液浓度。鞣制时鞣液数量可按湿皮重量的3倍~4倍加入。鞣制是否结束,可按明矾鞣制检查方法检查判定,也可以切取鞣液中的一小块毛皮(约2cm2)投入水中,加温至80℃,如不收缩,表示鞣制可结束,然后再放置2天一3天使药液充分固定。中和:铬鞣时,鞣液中的游离酸侵入皮中,如直接进入整理工序时,使成品变硬,影响质量,故需进行中和处理。具体方法是:将铬鞣后的毛皮充分水洗,除去残留药液,然后投人2%的硼砂溶液中搅拌1h后,切取一小块皮边,用石蕊试纸检查,至呈微酸性时取出水洗,干燥后进人整理阶段。 六、功能服装功能服装:是能够自动调节温度或具有耐热、抗磁等多种功能的服装。1. 保健服装抵御污染的护身服,它是以硅、锌、铜等的衍生物为基础原料的混合物,加入布料做成。它具有不沾灰尘和油污的特性,还能起杀菌作用。 日本制成的一种保健服,含有桂皮、薄荷等中药成分。一些国家还专门制成供医院与食堂工作人员穿的工作衣,它有一道含化学制剂的气条,用水洗涤时,化学制剂渗透到纤维中去,起到灭菌消毒作用。 2.调温服 能随气候变化而自动调节温度。当气温突然下降,穿着者感到冷时,它能自动升温;当穿着者感到热时,它又能自动降温。目前美国已设计出这种调温服。它是由热反应纤维制成的。纤维中含有许多微小液滴,天冷时,液滴散发出气体,可使纤维膨胀,增加保暖性;天热时气体化作液体,可使纤维收缩,孔眼张开,很快散热。模仿血液循环,在织物内设置管道,管内通水,天热时通冷水,天冷时通热水,以创造人体所需的温度。据《新科学家》报道,美国农业部的科学家们正着手研究一种具有“记忆力”的自动调温纺织品,它能根据主人预先确定指令,随时调节温度。 3.不洗服 科家们分析衣服会变脏、变污的机理后,找到了一种衣服不洗也能保持清洁的办法——清除纤维织物的静电,它就不会吸附尘埃,纤维表面高度光滑,封闭纤维分子结构中的活性基团会使一些污垢无隙可钻。用这种纤维缝制衣服,能使衣服一尘不染。日本生产的一种新型灯芯绒衣服,就属此类不洗服。它是用含氟的非离子型整理剂处理后制成的,具备防污性能,不沾染水迹、油迹与果酱汁等,遇上下雨还可当雨衣。4.抗电服德国织成一种含有金属薄膜的衣服,具有永久性抗静电、反射雷达波、吸收微波等特殊功能。外科医生与电子工人穿上这种衣服,不会再有因静电吸尘引起电子组件质量下降的麻烦。5. 救生服 日本生产的供海上救生人员用的救生服,干燥时像普通纤维制物一样,但一进水后,体积在几十秒内立即膨胀到原体积的18倍,能起救生作用。 法国与日本科学家共同研制的一种耐高温的避火衣,外形与宇宙服相似,人体无外露部分,衣服的不锈钢纤维在1308℃高温时,衣内的温度不到5℃,耐火时间可持续3分钟。 高压避电服已在不少国家制成,穿上它人们可触摸3万伏静电的物体。它能使周围空气离子化,在人们触摸带电的物体之前,工作服周围已架上了离子桥,使带电体上的电荷沿着离子桥转移,检修电工可以安全操作。 七、衣料的鉴别和清洗1. 衣料鉴别 (1)纤维鉴别 锦纶(尼龙)织品——在点燃后边熔融边徐徐燃烧,灰烬又呈亮棕色硬玻璃状并有呛鼻子的特殊气味放出,便可确认是锦纶(尼龙)织品。因为锦纶的化学成分是聚酰胺,其灰烬是亮棕色硬玻璃状,受热后又会分解放出特殊的氨化物气体,都是这种化学成分固有的性质。的确良”制品——对苯二甲酸乙酯在燃烧时会冒黑烟,其灰烬呈黑褐色,玻璃球状,同时又会分解出具有芳香气味的气体。“的确良”的化学成分是聚酯,主要是对苯二甲酸乙二酯,所以布料的经纬线燃烧后会产生上述现象时便可确认是“的确良”制品。 丙纶织品——要是布料的纤维燃烧后无灰烬而燃烧残留部分呈透明球状,同时又会出现明显的石蜡燃烧气味,则是聚丙烯特有的性质,因此,可证实布料是聚丙烯为原料的丙纶织品。 氯纶织品——聚氯乙烯燃烧的特征是:先收缩熔融,难以点燃,灰烬是不规则块状并放出氯气的刺激性气味。布料纤维出现上述现象便可确认为以聚氯乙烯为主要成分的氯纶织品。腈纶——腈纶,燃烧慢,火焰有闪光,放出草酸味,烧后,变为脆而黑的小球。粘胶纤维——粘胶纤维,燃烧很快,火焰黄色,有烧纸的气味,几乎不会留下灰烬。醋酸纤维——醋酸纤维,燃烧慢,有火花,放醋味,很快滴下褐色胶液,继而凝成黑色发亮的颗粒。 2)棉毛鉴别棉布——棉布是天然纤维织品。这类织品的经纬线被点燃时易燃,灰烬呈灰色且量少、质软,并有燃烧纸的那种气味。毛织品纤维——毛织品纤维在燃烧时呈熔化状收缩,燃烧缓慢,灰烬呈黑色且具脆性,同时燃烧时又会放出一股较为强烈的烧焦毛发似的气味,则是所有毛织品的特色。各种常见纤维燃烧时的特征纤维种类燃烧情况气味灰烬颜色和形状棉 燃烧很快,产生黄色火焰及蓝烟 有烧纸的气味 灰烬少,灰末细软,呈浅灰色 麻 燃烧快,产生黄色火焰及蓝烟 有烧草的气味 灰少,草灰末状,呈浅灰或灰白色 羊毛 一面徐徐冒烟起泡,一面燃烧 有烧毛发的臭味 灰烬多,为有光泽的黑色发脆块状 纤维种类燃烧情况气味灰烬颜色和形状丝 燃烧慢,烧时缩成一团 有烧毛发的臭味 灰为黑褐色小球,用手指一压即碎 粘胶纤维 燃烧快,产生黄色火焰 有烧纸的气味 灰少,呈浅灰或灰白色 醋酸纤维 燃烧缓慢,熔化后离开火焰;一面熔化,一面燃烧 有刺鼻的醋酸味 灰为黑色有光泽块状,可用手指压碎 涤 纶燃烧时纤维卷缩,一面熔化,一面冒烟燃烧,有黄色火焰 有芳香气味 灰为黑褐色硬块,用手可捻碎 锦 纶 一面熔化,一面缓慢燃烧,烧时无烟或略有白烟,火焰很小,呈蓝色 有芹菜香味 灰为浅褐色硬块,不易捻碎 维 纶 烧时迅速收缩,燃烧缓慢,火焰很小,呈红色 有特殊臭味 灰为褐色硬块,可用手捻碎 腈 纶 一面熔化,一面缓慢燃烧,火焰白色,明亮有力,有时略带黑烟有鱼腥臭味 灰为黑色圆球状,脆而易碎丙 纶 一面卷缩,一面熔化燃烧,火焰明亮呈蓝色 有烧蜡气味 灰为硬块,能捻碎 氯 纶 难燃,接近火焰时收缩,点燃后离火即熄灭 有氯的刺鼻臭味 灰为不规则黑色硬块 2. 衣料清洗(1)水洗 先用水浸泡几分钟,揉一二遍以除去汗水中的许多成分。好处:可以使附着于衣料表面上的尘埃和汗液脱离衣物而进入水中,既可以提高衣物的洗涤质量,又可以节约洗涤剂。可以利用水的渗透,而使在面料进入洗涤液以前得到充分膨胀,从而使布眼中的污垢受挤而浮于表面,易于除去 。千万不要用热水浸泡,因为汗水中的蛋白质在热水作用下会凝固,结果粘在衣服上难以洗掉。一般来说,羽绒服5—10分钟,合成纤维服装15分钟,精纺毛料服装15—20分钟,粗纺毛料服装20一30分钟,毛毯、毛线衣20分钟。 要注意的是合成纤维织物不能用沸水浸泡。合成纤维一般都受不了100℃的高温,否则将会收缩变形,甚至黏结在一起。易褪色的衣服,也不宜用沸水浸泡。 比较有效的办法是多次少水。即每次用不太多的水漂洗,每漂洗一次,把衣服拧干,再用清水漂洗第二次。棉织物适合用弱碱性的肥皂或洗涤剂清洗,而毛类衣料不适合。化学纤维根据各自的化学结构特点选择中性或弱碱性的洗涤剂。洗好衣服最好放在通风阴凉的地方晾干,不要在太阳下暴晒,暴晒使染衣服的染料很快受到汽化而褪色,经过荧光增白剂处理过的白衣服则很快变黄。由于毛料纤维结构比较疏松,加之衬料与布料入水后收缩的程度不一样;所以一落水,整件衣服就会走样,一旦衣服走了样,则再也无法恢复原状;一般建议毛料衣服不水洗。另外,毛料的主要成分是羊毛,羊毛怕碱,遇到碱性强的肥皂就会褪色。蚕丝不能水洗,也不能干洗,要使用专门的真丝洗涤剂局部清洗,然后晾干。2)干洗用化学溶剂把衣物上的污垢溶解除去的方法,就是干洗法。干洗就是专门来洗毛料的。将脏衣服放在防酶去污力很强的化学溶剂里滚动十几分钟,再高温烘干,衣服就洗好了。煤油、三氯乙烯等溶剂都能溶解衣物上的污垢,但用这些溶剂洗涤衣物,会使衣物变硬,且留下极不好闻的味儿。更严重的是它们还会使塑料钮扣和有机玻璃钮扣变色,失去光泽,甚至被溶解掉。 四氯乙烯是理想的干洗化学溶剂用它洗涤衣物,不但洗得干干净净,洗后衣物无异臭,而且衣物柔软,手感舒适,衣物不会变形、褪色和失去呢绒的光泽,更不会损伤衣物,经过长时间考验,现在四氯乙烯已成为世界各国洗衣店公认的标准干洗剂。干洗是在干洗机内进行的。现在流行的干洗机有机洗型和喷剂型两大类,前者比较大众化,后者比较现代化。 四氯乙烯是无色不燃液体,有类醚气味,溶于有机溶剂,难溶于水;凝固点-22℃,沸点121℃,有毒,损害肝、肾。机洗型干洗机是把衣物放人一个密封的圆筒中,利用圆筒转动把衣物反复提升又落人洗涤剂中,借助冲击力进行洗涤而最终除去衣物上的污垢。 喷剂型干洗机是配有微电脑控制的全自动控制的洗衣机,当衣物放进洗衣缸后,关闭缸门,按下自动控制按钮,洗衣机就开始自动工作。洗衣机工作时处于全封闭状态,计算机会指挥一台离心泵把四氯乙烯干洗剂均匀地喷洒在衣物上,干洗剂把污垢溶脱后,洗衣机会自动运转甩脱已经含有污垢的洗涤剂,另换上干净的干洗剂做第二次干洗,这样反复进行30分钟左右,衣物就洗干净了。干洗后的衣物要认真除去干洗剂,把残留量降低到最少最少。 经干洗处理过的衣物,还具有杀菌和消毒的目的,这是干洗比水洗更优越的地方。 污迹种类去 污 方 法菜汤、乳汁类先用汽油揉搓去其油脂,再用1份氨水、5份水配成的溶液搓揉,待污迹去除后,再用肥皂或洗衣粉洗一遍,最后用清水漂洗 。水果汁迹 新沾上的汁迹,马上用食盐水揉洗,一般即可去除。如还有痕迹,可用稀释20倍的氨水揉洗,最后用清水漂洗。白色衣物上的果汁迹,宜先用氨水涂擦,再用肥皂或洗衣粉揉洗即可去除 。茶 迹 新茶迹可用70~80℃热水揉洗;旧茶迹可用浓食盐水浸洗,或用氨水和甘油混合液(1:10)搓洗。羊毛织品及羊毛混纺品则不宜使用氨水,可改用10%甘油搓揉,再用中性洗涤剂揉洗,最后用清水漂洗在。酱油汁在0.5%洗涤剂溶液中加入2%氨水或硼砂洗涤,随后用清水洗净。 酒 汁新酒迹用水即可洗去;时间稍久的必须放在2%氨水和硼砂混合液中才能清除 。红墨水迹先用洗涤剂洗,再用20%酒精溶液洗涤,也可用25%高锰酸钾溶液洗涤。最后用清水洗净 蓝墨水迹 刚染上的一般用洗涤剂即可,若仍有痕迹可用2%草酸溶液搓洗。旧的蓝墨水迹可先在2%草酸溶液中浸几分钟,再用肥皂或洗涤剂洗除 新污迹可用米饭粒涂于污迹处仔细搓揉而除去,然后用洗涤剂揉洗。旧的墨迹可用1份酒清、2份肥皂制成溶液反复涂擦,可收到良好效果 把污迹用40℃热水浸透后,用苯搓揉或棉花沾苯擦洗,然后用洗涤剂洗涤。也可用丙酮拭擦,然后用洗涤剂洗涤 时间不久还未凝固时,可用苯(或松节油、汽油等)揉搓,陈旧的可用乙醚和松节油(1:1)混合液搓揉,再用苯或汽油搓洗,然后用肥皂和洗涤剂洗涤 污迹种类去 污 方 法油漆迹 刚被油漆污染的衣物可用松节油、苯、汽油等有机溶剂揉搓;去除旧的污迹时,可将脏的部位用1:1的松节油和乙醚混合液搓洗,再用汽油刷洗,最后用清水漂洗。 血 迹 先用冷水将血迹浸出,然后把白萝卜切成细丝,加些盐,挤出汁液,用来擦洗揉搓,即能除去衣物上的血迹。 碘酒迹 用亚硫酸钠溶液处理,然后充分水洗,也可以用酒精来清洗,再用米饭粒揉擦数次,再在肥皂水中洗涤即可除去。 机械油迹无色或浅色污迹用汽油刷洗,同时在衣物上、下面垫上吸墨水纸(滤纸或毛巾),用熨斗熨烫,直到油迹吸干为止;然后用洗涤剂清洗。重油迹应先用优质汽油搓洗,再用洗涤剂洗,最后用温水清洗。一、人体所需的营养人体需要的营养物质包括六大类,即蛋白质、脂类、糖类、无机盐与微量元素、维生素和水。这些营养物质统称为营养素。营养素的主要功能:构成机体的结构、供给能量和调节物质代谢三个方面。 蛋白质(Protein),是最重要的营养物质。蛋白质是机体组织和细胞的基本成分,约占人体重量的18%。蛋白质与各种各样的生命活动密切相关,它不仅是机体重要的营养物质,而且在机体中执行各种各样的生理功能,如结构功能、催化功能、运输功能、收缩功能、调控功能等等。蛋白质是生命的物质基础,没有蛋白质就没有生命。◆元素组成:所有蛋白质分子都含有碳、氢、氧、氮四种元素,有的蛋白质还含有硫,个别的还含有磷、碘等元素。 ◆组成的特点:含有氮元素,且平均约占16%左右,即lOOg蛋白质中含有16g氮——测定生物标本中蛋白质的含量依据。 ◆化学键——肽键,多个肽键的不同组合和空间排列构成蛋白质的空间结构,实现相应的生物学功能。名称符号甘氨酸Gly丙氨酸Ala缬氨酸Val亮氨酸Leu亮异氨酸Ile丝氨酸Ser苏氨酸Thr半胱氨基酸Cys甲硫氨基酸Met天冬酰胺Asn名称符号谷氨酰胺Gln天冬氨酸Asp谷氨酸Glu赖氨酸Lys精氨酸Arg苯丙氨酸Phe酪氨酸Tyr色氨酸Trp组氨酸His按照分子结构氨基酸分类:??? ⑴脂肪族氨基酸??? ①中性氨基酸(一氨基一羧基):Gly、Ala、Val、Leu、Ile、Ser、Thr、Cys、Cyss??? ② 酸性氨基酸(一氨基二羧基):Asp、Asn、Glu、Gln??? ③ 碱性氨基酸(二氨基一羧基):Arg、Lys??? ⑵芳香族氨基酸:Phe、Tyr??? ⑶杂环氨基酸:His、Trp??? ⑷杂环亚氨基酸:Pro(2)必须氨基酸、非必需氨基酸 白质结构的20种氨基酸,在营养学中一般将它们划分为两类,称为必需氨基酸和非必需氨基酸。必需氨基酸是指人体需要,但自身不能合成,或合成量不能满足机体需要,必须由食物蛋白质供给,否则就不能维持机体氮平衡的氨基酸。人体必需氨基酸9种:赖氨酸(Lysine, Lys)、 蛋氨酸(Methionine, Met)、亮氨酸(Leucine, Leu)、异亮氨酸(Isoleucine, Ile)、缬氨酸(Valine, Val)、苯丙氨酸(Phenylalanine, Phe)、 苏氨酸(Threonine, Thr)和色氨酸(Tryptophan, Try组氨酸(Histidine, His)属于必需氨基酸。 非必需氨基酸,这个名称不精确,只是相对于必需氨基酸而言,并非机体不需要,它们也为机体需要,并且必须以某种形式提供;其特点是机体自身能合成,或可由其他氨基酸转化而来,且一般食物蛋白质中含量丰富,一般不会出现供给匮乏的情形。 非必需氨基酸包括:甘氨酸(Glycine, Gly)、丙氨酸(Alanine, Ala)、丝氨酸(Serine, Ser )、 半胱氨酸(Cysteine, Cys)、门冬氨酸(Aspartic acid, Asp)、 门冬酰胺(Asparagine, Asn)、酪氨酸(Tyrosine, Tyr)、精氨酸(Arginine, Arg)、脯氨酸(Proline, Pro)。 3)蛋白质的性质 ◆两性:含有-NH3+和-COO-两个基团,对酸碱具有较强的缓冲能力,能维持人体正常的pH值。 ◆盐析作用:蛋白质在浓盐溶液中发生可逆的凝聚沉淀。豆腐的制作就是利用了此原理。盐卤主要成分是氯化镁,其次是氯化钠、氯化钾等,还含钙、磷、铁、锌等微量元素。 ◆变性:当受热、pH巨变及重金属盐时发生不可逆的凝结作用。高温消毒、牛奶等解重金属毒等利用的就是蛋白质变性原理。牛奶解重金属中毒:牛奶中的蛋白质和重金属可以结合,降低了重金属的毒性。同时,牛奶可以挂在胃黏膜上,形成保护膜。 4)蛋白质的来源★机体获得蛋白质的根本途径是食物供给。食物蛋白质包括两大类:动物蛋白质和植物蛋白质。两者相比,动物蛋白质的营养价值高一些。 食物中蛋白质含量是评价一种食物蛋白质营养价值的基础。★蛋白质消化率是指一种食物蛋白质可被消化酶分解的程度。蛋白质消化率愈高,则被机体吸收利用的可能性越大,其营养价值也越高。 常用食物的蛋白质消化率为:奶类97%~98%,肉类92%~94%,蛋类98%,大米82%,玉米面66%,土豆74%。机体摄取的所有食物蛋白质都必须在消化道内分解成单一氨基酸,进而被肠道吸收进人血液,再被输送到各个组织。 机体利用的不是蛋白质本身,而是其基本构成单位——氨基酸。 7)蛋白质的生理功能★构成人体一切组织细胞的基本材料,约占人体质量的16%~19%,占人体固体质量的45%。 ★组织的生长,修复和更新。蛋白质是维持生命活动过程所必需的物质。如妊娠妇女需要蛋白质满足不断生长的胎儿的需要和维持母体正常的生理功能;幼少年时期,生长发育较快,需要大量蛋白质来建造、修复和更新细胞。★构成体内酶和激素。酶和激素是人体内重要的活性物质(如胰岛素、生长素、催乳素等)。★提供热能。提供热能不是蛋白质的主要功能 。 ★蛋白质还构成传递信息的核蛋白。★蛋白质也参与调节体内酸碱平衡和胶体渗透压。8)蛋白质的缺乏症★蛋白质—热能营养不良——是因蛋白质供应不足或某些疾病因素引起的机体蛋白质缺乏并同时伴有热能缺乏的一种营养不良性疾病,是几组临床症状不同的综合症的总称。★发病原因——食物缺乏;蛋白质和热能长期摄入不足;机体需要量增加;其他疾病的影响。★临床表现——早期神态呆木,不爱活动,体重减轻,生长发育迟缓。根据体重减轻和体征的逐渐加重情况,可分为轻度、中度和重度营养不良。碳水化合物又叫糖类化合物,是自然界中存在最多的一类有机化合物。由碳、氢、氧三种元素组成,且分子中氢和氧的比例为2:1,与水相同,其通式为Cm(H2O)n,所以称为碳水化合物。 饮食营养中的化学碳水化合物又叫糖类化合物,是自然界中存在最多的一类有机化合物。由碳、氢、氧三种元素组成,且分子中氢和氧的比例为2:1,与水相同,其通式为Cm(H2O)n,所以称为碳水化合物。 从化学结构上看,碳水化合物是指多羟基醛或多羟基酮及它们的脱水缩合产物。糖根据能否水解和水解产物,分为单糖、低聚糖和多糖三大类。 单糖是不能水解的多羟基醛或多羟基酮,如葡萄糖、果糖等;低聚糖是指能水解成2-9个单糖分子的糖,重要的是二糖,如麦芽糖、乳糖和蔗糖等;多糖是指能水解成很多个单糖分子的高分子化合物,如淀粉、纤维素、糖原等。 ◆单糖都是有甜味的晶体,甜度不一,以果糖甜度最大,由于单糖分子中有许多羟基,增加了其水溶性,故单糖易溶于水。◆单糖中的酮糖异构化后可变成醛糖,因而也具有还原性,能与铜氨溶液产生银镜,把斐林或班氏试剂还原成砖红色的氧化亚铜。在临床上,常用此反应来检验糖尿病人尿液中的葡萄糖。 ◆葡萄糖是无色晶体,味甜,易溶于水,可溶于乙醇、乙醚中。葡萄糖是自然界分布最广的单糖,分布在植物的器官与组织各部分。 葡萄糖是人体的营养品,可直接食用,也可以通过静脉注射到血液中,所以葡萄糖多用于医学和饮食业。 ◆果糖属于酮糖,和葡萄糖具有相同的分子式。果糖是最甜的糖,易溶于水,可溶于乙醇和乙醚。核糖和脱氧核糖都是含5个碳原子的醛糖,属戊醛糖 (2)二糖◆低聚糖可根据水解后生成单糖的分子个数,又分为二糖、三糖等。其中重要的是二糖。常见的二糖有蔗糖、麦芽糖和乳糖。(3)多糖◆多糖是水解时能生成许多单糖分子的糖,可以看作是许多单糖分子脱水缩合的产物,其分子式可用通式表示为(C6H10O5)n 。◆多糖的性质与单糖、二糖有较大的差别,多糖没有甜味,大多不溶于水,个别能与水形成胶体溶液,没有还原性。常见的多糖有淀粉、糖原、纤维素等。★淀粉是植物进行光合作用的产物,主要存在于植物的种子和块根中。淀粉为白色粉末,不溶于水和一般的有机溶剂。 ★天然淀粉主要由直链淀粉和支链淀粉两部分构成。★直链淀粉在淀粉中约占20%,可溶于热水,又称可溶性淀粉。直链淀粉遇碘变蓝,反应非常灵敏,加热蓝色消失,冷却后又复出现。★支链淀粉在淀粉中约占80%,不溶于热水,遇热水膨胀而成糊状,遇碘也变蓝。★在酸或酶的作用下,淀粉水解成葡萄糖:糖原是动物体内储存的碳水化合物,也叫做动物淀粉。主要储存于肝脏和肌肉中,有肝糖原和肌糖原★糖原是无定形粉末,不溶于冷水,易溶于热水形成透明胶体溶液。糖原的结构与支链淀粉相似,只是其支链比淀粉更多,更稠密。其水溶液遇碘显红色。水解的最终产物为葡萄糖。纤维素是自然界中分布最广的多糖。它是植物体构成细胞壁的主要成分。棉花中纤维素含量高达98%,木材中含纤维素约50%,蔬菜中也含少量的纤维素。★纤维素为白色物质,不溶于水和有机溶剂,具有强的韧性,在稀酸、稀碱、高温高压下和无机酸共热,方能水解,最终产物为葡萄糖。 4)糖代谢★牛、马、羊等食草动物的胃能分泌纤维素水解酶,能将纤维素水解为葡萄糖,而人体的胃、肠中不能分泌纤维素水解酶,因此纤维素不能直接作为人的营养物质。生物根据其利用有机物还是无机含碳化合物作为碳源和能源可分成异养生物和自养生物两大类。◆人、动物和某些微生物属于异养生物,他们都需要从环境中摄取有机物质作为养料提供碳源和能源,糖是碳源和主要的能源物质(它提供人体所需能量的70%以上)。糖在生物体内经过一系列化学变化后,便释放出大量能量,供生命活动之用。糖在分解过程中形成的某些中间产物又可作为合成蛋白质、脂肪等物质的碳架。◆绿色植物和某些含叶绿素的微生物属于自养生物,它们从环境中取得二氧化碳和水,利用太阳光能,合成机体的糖类物质,并放出氧气。 1)多糖的酶促降解 淀粉是人和某些高等动物的主要食物,它是以葡萄糖为基本单位连接起来的大分子,不能通过细胞膜,只有水解成葡萄糖才能被生物利用,进人中间代谢,这些水解反应可在酶的催化下进行。◆淀粉经唾液内的α—淀粉酶、胰腺分泌的胰淀粉酶、小肠粘膜细胞分泌的糊精酶及二糖酶等的作用下,最终水解为葡萄糖而被小肠粘膜上皮细胞吸收,进入血液循环,输送到全身各个器官和组织中。糖的分解代谢是指糖类物质分解成小分子物质的过程,糖在体内的分解代谢主要有三条途径:糖的无氧氧化、糖的有氧氧化和磷酸戊糖途径。其中以有氧氧化最为主要,在一般生理条件下,糖主要以此途径分解供能。◆糖的无氧氧化:自然界中有些生物或生物的某些组织,可以在缺氧的情况下把糖分解成二碳或三碳化合物,并在这过程中获得能量。酵母菌在缺氧的情况下将葡萄糖分解成乙醇和二氧化碳的过程称为发酵;肌肉在缺氧的情况下将葡萄糖分解成乳酸的过程称为酵解。从低等微生物到人体,普遍存在糖的无氧酵解过程,它可能是生物进化过程中遗留下来的古老的代谢方式。◆葡萄糖在有氧的情况下,经丙酮酸通过三羧酸循环途径彻底氧化,生成二氧化碳与水的一系列反应过程称为糖的有氧氧化。◆在磷酸戊糖途径中,6-磷酸葡萄糖首先经脱氢转变成6-磷酸葡萄糖酸,再经脱羧转变成磷酸戊糖,再进行一系列的转换反应,演变为三碳、四碳、六碳和七碳的磷酸单糖,最后有部分6-磷酸葡萄糖被分解利用,也有部分再重新生成,形成一个环式代谢。3)糖的合成代谢◆在自然界中糖类物质的来源主要是绿色植物的光合作用。绿色植物吸收二氧化碳和水,在叶绿体的作用下,利用光能合成单糖、双糖和多糖。人及动物体内的糖类物质,除大部分来自于食物中的糖类物质外,还能利用非糖类物质转变而成。◆由非糖类物质变为葡萄糖的作用称为糖的异生作用。乳酸、丙酮酸、草酰乙酸等都可以在动物体内,由肝脏转变为葡萄糖,再由葡萄糖转变为糖原或其他己糖。糖的异生作用是在饥饿或急需葡萄糖的情况下产生的。它是机体保证血糖浓度相对稳定的一种功能。机体内的其他己糖也可以通过磷酸化、异构化和其他反应转化为5)碳水化合物的生理功能 糖类物质是人类食物的主要成分,食物中的糖类物质可分成两大类:一类是营养性糖类物质,如淀粉、蔗糖、葡萄糖等。另一类物质是非营养性糖类物质,如纤维素、果胶等。供给能量:在生理条件下,人体活动所需能量主要来自营养性糖的有氧氧化,它供给的能量占全部能量的60%~70%构成神经和细胞的成分:糖蛋白是细胞膜的组成成分之一,粘蛋白是结缔组织的重要成分,神经组织中含有糖脂,而碳水化合物是糖蛋白、粘蛋白和糖脂不可缺少的成分。核糖和脱氧核糖参与核酸的构成。维持正常神经功能也需要糖。与其他营养素的关系——脂肪在体内的正常代谢必须有碳水化合物存在。而蛋白质与碳水化合物一起被摄人机体时,在体内储留的氮比单独摄取蛋白质时也更多。 食用纤维——纤维素和果胶能促进肠道蠕动,特别是果胶在吸水浸涨后,有利于粪便的排出。有关研究证明,纤维素的重要功能是防止“现代病”。“现代病”,是指当今发生率高、对人体健康威胁最大的疾病,如冠心病、脑血管病、大肠癌、糖尿病、肥胖病等。这些疾病都与饮食中纤维素含量太少有关。因此,纤维素有“第七营养素之称”。食用纤维——纤维素和果胶能促进肠道蠕动,特别是果胶在吸水浸涨后,有利于粪便的排出。有关研究证明,纤维素的重要功能是防止“现代病”。“现代病”,是指当今发生率高、对人体健康威胁最大的疾病,如冠心病、脑血管病、大肠癌、糖尿病、肥胖病等。这些疾病都与饮食中纤维素含量太少有关。因此,纤维素有“第七营养素之称”。6)膳食中碳水化合物的来源 膳食中的碳水化合物主要来自于谷物、根茎类食品、蔬菜、水果和精制糖。谷类和根茎类——碳水化合物的含量较高,并且大部分是淀粉。淀粉在人体内消化道中分解较慢,需要一定时间,故食人谷类或根茎类食物后,不会突然出现葡萄糖过量,血糖水平上升较慢,且不会达到极限高度。所以,人们通常食用淀粉后不会发生饮食性糖尿病,并且在任何情况下均能较好地适应。谷类食物包括:小麦、米、玉米、大麦、黑麦等;根茎类包括:薯类、土豆、芋类、木薯等。水果类:水果具有特别的香味、色泽和外形,是色、香、味俱全的食物,其果肉内含有较多的果糖等单糖。另外,还含有丰富的不能被人体消化和吸收的纤维素和果胶。蔬菜类:相对水果来说,蔬菜中含有的热量一般更低,但含有更为丰富的纤维素和木质素。食物纤维可以螯合胆固醇,从而抑制机体对胆固醇的吸收,有效地预防高胆固醇血症和动脉粥样硬化;食物纤维的吸水能力很强,可以促进肠道蠕动,加快排便速度和软排便,有效地减少直肠癌。 (7)碳水化合物供给过多症 ▲ 肥胖症:体重超过了标准体重 预防肥胖,控制体重的有效措施是调节能量的摄人或体力活动。 BMI指数(身体质量指数,简称体质指数,Body Mass Index,BMI),是用体重公斤数除以身高米数平方得出的数字,是目前国际上常用的衡量人体胖瘦程度以及是否健康的一个标准。 ▲ 冠心病:是指冠状动脉粥样硬化导致心肌缺血缺氧而引起的心脏病。▲ 高血脂症:碳水化合物的种类与高血脂症也有关系。伴有高血脂症的患者,常发生脂肪代谢亢进,使游离脂肪酸升高,引起糖代谢紊乱。 糖尿病:发病机理是由于体内胰岛素的相对或绝对不足而引起的糖、脂肪及蛋白质的代谢紊乱所致。▲ 减肥误区:少吃饭,多吃水果。脂类化合物在机体的细胞建造、转化和生长过程中起着重要作用,是食物中能量最高的营养素。油:在常温下为液态的油脂称为油。如豆油、花生油、菜籽油、棉籽油等。脂肪:在常温下为固态和半固态的油脂称为脂肪。如猪油、牛油、羊油。 脂类化合物种类繁多,结构各异,根据其化学组成,可分为单脂和类脂两大类。单脂:由脂肪酸与醇(甘油、高级一元醇)所组成的酯类,通常按醇的性质又可分为脂肪(油脂)和蜡。脂肪是由脂肪酸与甘油形成的酯。蜡是由脂肪酸与高级一元醇形成的酯。 类脂:指分子中除含有脂肪酸与醇外,还有其他非脂化合物。主要有磷脂、糖脂、固醇、蛋白脂、硫脂等。(1)脂肪的组成和结构脂肪即油脂,含有C、H、O三种元素。由动植物组织提取的脂肪都是多种物质的混合物,主要成分是由三分子相同或不同的脂肪酸与一分子甘油形成的甘油三酯。脂肪酸的种类很多,目前已知存在于自然界的脂肪酸有70多种。脂肪酸碳链长短不一,但绝大多数是偶数碳原子的链。脂肪酸可以是饱和的,也可以是不饱和的。脂肪中含量最多并且普遍存在的高级脂肪酸有:硬脂酸、软脂酸、油酸;其次为亚油酸、亚麻酸及二十碳四烯酸。这3种不饱和脂肪酸是人体不可缺少的营养素,有“必需脂肪酸”之称。2)脂肪的性质:1)物理性质纯净的脂肪无色、无嗅、无味,呈中性。天然脂肪因溶有某些天然色素(如类胡萝素)而具有黄色;天然油脂的气味由所含的非酯成分引起的。油脂的相对密度都小于1(固体脂肪的密度约为0.8,液体脂肪的密度约为0.915~0.94)。多数油脂不易挥发,都不溶于水,而易溶于乙醚、二硫化碳、石油醚、苯、丙酮、四氯化碳等有机溶剂脂肪具有一定的粘度,其粘度与油脂组成有关,一般不饱和度高者粘度略低,不饱和度相同,则随着组成油脂的脂肪酸分子量的增加而增大。油脂具有折光性,通常用折光率表示油脂的折光性。 脂肪的沸点一般在180℃~200℃之间,其沸点高低与组成的脂肪酸有关。 油脂的熔点与组成油脂的脂肪酸结构有关。组成油脂的脂肪酸饱和度越高,碳原子数目越多,熔点就越高,在室温下表现为固体;反之油脂的脂肪酸不饱和度越高,碳原子数目越少,其熔点就越低,在室温时就表现为液体。酯键的水解:一切脂肪都能在酸、碱、蒸汽及酶作用的下水解,产生甘油和脂肪酸。脂肪在碱性条件(NaOH、KOH等)下水解,叫皂化反应。水解产物脂肪酸可与碱作用生成脂肪酸盐,俗称肥皂。氢化反应:将含不饱和脂肪酸的脂肪完全或部分加氢变成饱和或比较饱和的脂肪的反应叫氢化反应。由于通过氢化可将液态油变成固态脂,故又叫脂肪的硬化。利用此原理,可将液体植物油如棉子油、豆油、菜子油等部分氢化,制成半固体脂肪,如将棉子油氢化可制得“人造猪油”。将脱色、脱臭后的精制植物油加氢可以得到人造奶油,经适当加工就成为冰淇淋或人造黄油等食品。卤化反应:含不饱和脂肪酸的油脂同样可以与卤素发生加成反应,而生成饱和的卤化脂,这种作用叫卤化反应。氧化反应:脂肪的氧化是指脂肪中不饱和烃链被空气中的氧所氧化。它包括脂肪的干化和酸败。 干化:亚麻油、桐油等油脂,在空气中放置后,能生成一层干燥坚硬而有韧性的薄膜,这种现象叫干化,具有这种性质的油叫干性油。在干性油中加入颜料等物质,可制成油漆等涂料。桐油是最好的干性油,它不但干化快,而且形成的膜弹性好,并能耐冷、热、潮湿。酸败:油脂或油脂含量较多的食品,在储藏过程中,由于受光、热或微生物的作用,可分解为甘油和脂肪酸,继而游离态的不饱和脂肪酸被空气氧化分解产生醛、醛酸、酮、酮酸等,这些小分子产物都有气味,有令人不愉快的嗅味感。脂肪在经过长时间加热后,粘度、酸价增高,折光率改变,还会产生刺激性气味,同时营养价值也有下降。热增稠:油脂在加热后(温度≥300℃时),粘度增大,逐渐由稀变稠以至凝固。油炸食品所用的油,长时间使用会逐渐变稠,除破坏了维生素和必需的脂肪酸外,还降低了热能利用率,同时也抑制了其他营养素的吸收率,有的甚至产生有毒化合物(如己二烯环状化合物)。缩合:在高温下,油脂还能发生部分水解,然后再缩合成分子量较大的醚型化合物。在烹调时要避免长时间加热油,尽量不要超过200℃ 。3)脂肪的主要生理功能:1)细胞建造、转化和生长必不可少的物质,脂肪占人体质量的18%,人体所需总能量的10%~40%是由脂肪提供的。2)氧化供能。氧化1克脂肪所释放的能量约为37.8kJ,比氧化1克糖所提供的能量大一倍多。3)保温和防护作用。脂肪储存于皮下和结缔组织中,可以隔热、保温、支持和保护主要器官,防止热能散失,防止机械性的损伤,维护皮肤的生长发育。在机体急需热能时被动用,有支持作用。4)增进食欲。脂肪作为能量的携带者,不仅是高营养素,它体积小,在胃内停留时间长,有较高的饱腹感,而且能增加食物的风味,使菜肴美味,增强人的食欲。5)脂肪含有一定量的脂溶性物质。脂肪可以促进脂溶性维生素的吸收和利用。食脂中必需脂肪酸含量的多少,是衡量其营养价值的指标之一,人类最需要的、营养最高的脂肪酸是亚油酸。 亚油酸的主要功能是:机体用以合成磷脂进而组成线粒体;合成前列腺素和精子的形成原料;促进胆固醇变胆盐,从而降低血清胆固醇含量,防止动脉粥样硬化。 (4)类脂:类脂:包括磷脂,糖脂和胆固醇三大类 1)磷脂:单纯脂加上磷酸等基团产生的衍生物,包括由甘油构成的甘油磷脂和由鞘氨醇构成的鞘磷脂。 甘油磷脂:构成生物细胞膜的基本物质,对生物膜的功能具有重要作用。卵磷脂:植物油精炼工业的副产品,食品工业中广泛用作乳化剂、抗氧化剂和营养添加剂;脑磷脂有加速血液凝固的作用。鞘磷脂:由神经鞘氨基醇、脂肪酸、磷酸及胆碱组成的,大量存在于脑及神经组织中,其他组织中含量较少。2)糖脂:糖脂是含有糖基的脂类。包括糖基酰甘油和糖鞘脂。糖脂是构成细胞膜的必需物质,也是神经组织中的重要成分。3)固醇:又叫甾醇。固醇本来并非脂类物质,由于它的溶解性与脂类相似而归于类脂。在生物体内,以环戊烷多氢菲核为骨架的物质称为类固醇。动物固醇中最主要的是胆固醇,植物固醇中主要的有谷固醇、豆固醇、麦角固醇等。肉类、蛋类都含有较多的胆固醇。胆固醇可在胆道中沉淀形成胆石,在血管内壁上的沉积是动脉血管硬化的重要原因之一。血清胆固醇含量是引起动脉硬化症和心肌梗塞的一个危险因谷固醇在高等植物中分布极广,特别在谷类胚油中存在较多。豆固醇存在于大豆油及其他豆类油脂中。麦角固醇存在于酵母及某些植物中,它在紫外光线的照射下,可以转变为维生素D2,供人体吸收利用。 植物固醇不易被人吸收,有抑制胆固醇吸收的作用,从而可降低血液胆固醇含量,并且减少5)脂肪食物的质量和供应量:胆固醇在血液中的积蓄。脂肪的消化率与其熔点有关。脂肪中含不饱和脂肪酸越多,其熔点就越低,那么脂肪的消化率就越高;凡消化率高的脂肪,吸收速度就快,利用率就高,也就是说这种脂肪的营养价值高,反之就低。豆油、芝麻油、菜子铀、棉子油等植物油,由于它们的熔点低(常温为液态),其消化率为98%~99%,吸收速度快;羊脂、牛脂、猪油等动物脂,它们的熔点为35℃~55℃ ,消化率相对来说较低,吸收也较慢;黄油和奶油尽管熔点高(常温为固态),但因它们含有大量短链脂肪酸,是乳性脂肪,吸收较快,其消化率也高达98%,比其他脂肪易吸收和同化。脂肪食物的供应量:正常成人每日摄入50~60g脂肪,就可满足生理需要。其中必需脂肪酸(以亚油酸为主)最少供给6~8g,占总摄人能量的2%左右。 脂肪供过于求时,必然会引起脂肪堆积,造成肥胖症、高血脂症、高血压、脂肪肝、冠心病、酮尿症等。脂肪摄人越多,发病率与死亡率也越高。最新研究表明,常饮用高脂肪食物的人,其寿命会缩短10年~15年。一般体内不会出现脂肪缺乏现象,但体内也会出现必需脂肪酸的供不应求,尤其是亚油酸缺乏时,会使线粒体的结构发生改变,导致严重的代谢紊乱,甚至可引起死亡;必需脂肪酸对胆固醇代谢也十分重要,另外它还可降低或调节血压,是促进妊娠子宫收缩的前列腺素的合成材料。美容化妆中的化学表皮位于皮肤的表层,是上皮组织,它与外界接触最多,是与化妆品关系最密切的部位。 表皮层很薄,从外向里它分成角质层、透明层、颗粒层、棘状层和基底层。基底层由基底细胞和黑色素细胞组成。基底细胞不断进行分裂产生新的细胞,逐渐向外推移,形成细胞外围棘突明显的棘状层。化妆品的“过敏反应”,表现为皮肤发痒,局部红肿,这主要与基底层细胞有关。棘细胞向上逐渐变成为多角形细胞核,趋向退化,逐渐变小,成为不规则的扁形颗粒,称为颗粒层。颗粒层细胞间贮有水分,由于这些细胞可以从外部吸收物质,所以这一层对于化妆品的使用效果起着重要作用。颗粒层细胞失去细胞核后变成发亮的透明层,最后完全角质化变成扁平的角质层。角质层细胞无生物活性;细胞中有一种非水溶性的角蛋白纤维,对酸、碱、有机溶剂等有一定的抵抗能力以保护皮肤。在表皮下面的是真皮,它与表皮有明显的分界,真皮内部细胞很少,主要由纤维结缔组织构成。真皮与皮肤的弹性、光泽和张力有关。皮肤的松弛、起皱等老化都发生在真皮中。2. 皮肤生理特点皮肤的功能:皮肤上分布着许多汗腺和皮脂腺,汗腺通过汗的分泌来调节体温,另外可以辅助肾脏起着排出水分、废物和毒物的作用。皮脂腺位于真皮的上部,皮脂的分泌因人而异,差别很大,根据皮脂分泌量的多少,大约可分为油性、中性和干性肌肤。皮脂在表皮上扩散形成一层薄膜,使皮肤平滑、柔润有光泽,并能防止体内的水分蒸发。皮肤的酸碱性皮脂中的脂肪酸和汗腺分泌的汗成分中的氨基酸和乳酸使皮肤的pH值保持为4.5~6.5,呈微酸性,起到杀菌的效果。 在使用洁肤用品时,人们应选用pH值与皮肤较接近的弱酸性的、具有缓冲作用的肥皂和化妆品来达到洁肤护肤的目的。皮肤中的水分是保护皮肤的关键。为了防止皮肤角质层水分蒸发,除了皮脂膜外,皮肤角质层还存在一种叫天然润湿因子的亲水性吸湿物质,简称NMF,它和皮脂膜一起在皮肤的保湿上起着重要的作用。NMF是由表皮细胞在角脂化过程中形成的,含有氨基酸、吡咯烷酮及盐类、乳酸盐、尿素等化合物。在选配护肤用品时,要考虑加入成分与人体的NMF相似的保湿剂,如甘油、丙二醇、山梨醇等醇类。目前较优良的化妆品中均采用吡咯烷酮羧酸及其钠盐、乳酸及其钠盐等。皮肤对营养的吸收皮肤对营养的吸收一般有三个途径:①使角质层软化,渗透过角质层细胞膜,并进入角质层细胞,然后通过表皮的其他各层;②大分子及不易渗透的水溶性物质可以少量通过毛囊、皮脂腺和汗腺导管而被吸收;③少量通过角质层细胞间隙而渗透进入。化妆品基质如凡士林、液体石蜡、硅油等一般难以被吸收或几乎不能被皮肤吸收;猪油、羊毛脂、橄榄油能进入皮肤各层、毛囊和皮脂腺;动植物油的吸收要比矿物油大;各种激素、脂溶性的维生素(如维生素A、维生素D、维生素E)等很容易被吸收,因此在化妆品中被广泛采用角质层能吸收较多的水分,如皮肤被水浸软后,则可增加渗透。化妆品使用油性载体(如油脂),覆盖在皮肤表面,使体内的水分无法透出,这些水分使角质层细胞含水量增加,从而促进皮肤对水的吸收。一般来讲,要促使皮肤对各种营养的吸收,可用肥皂等去垢剂洗掉皮脂,并仔细地擦用一些乳膏等物质,再经按摩以促进皮下血液的循环,从而加速了皮肤的新陈代谢,有利于营养物质渗入并柔润皮肤。3. 毛发的结构特点人体的毛发是由毛干、毛根和毛乳头组成的。 毛发露出表皮的部分叫毛干,它完全没有生命,是由坚韧的角蛋白纤维组成的。 生长在皮肤以内的部分是毛根,毛根深埋在皮内的毛囊之中,毛根的尖端叫毛球,其下部分叫毛乳头,毛乳头与神经血管相连,为生长中的毛发输送营养。 毛发的结构特点每根毛发可分成三层,外层是护膜层,中间层是皮质层,核心则为髓质层。 护膜层——由无核透明的细胞组成,可保护毛发不受外界的影响,保持毛发乌黑、光泽、柔韧的性能。皮质层——毛发的主要成分,由扁平的角蛋白纤维组成,使毛发坚韧而富有弹性。头发的黑色素颗粒主要是在皮质层中,如黑色素颗粒消失,毛发则变为白色。 髓质层——位于皮质的中心,是由细胞分裂后的残余细胞组成。它的作用是提高毛发的结构强度和刚性。毛发主要由角蛋白组成,水解后可得到胱氨酸、谷氨酸、亮氨酸、赖氨酸、甘氨酸、酪氨酸等多种氨基酸。 氨基酸组成的角蛋白中的多肽链通过范德华力、氢键、二硫键连接成交联的结构。其中的二硫键是毛发多肽链之间的重要联接形式。二硫键——非常坚固,只有通过化学变化才能被打开。它对头发的变形起着重要的作用。例如:胱氨酸分子既有氨基,又存在着羧基,而另一部分则在另外一条多肽链中,这两条链通过胱氨酸分子内的两个硫原子连结在一起。这两个硫原子之间的交联就是二硫键。4.毛发的物化性质毛发的角蛋白是不溶于水的长线纤维蛋白,它们的化学性质不活泼,但对沸水、酸、碱、氧化剂和还原剂比较敏感。毛发的化学性质: 氢键断裂——水溶液会使毛发分子中一些氢键断裂,而且溶液温度越高,断裂的氢键越多。因此头发在水中能够膨胀软化,同时头发的弹性也将改变,但头发干后氢键仍能形成,故头发又可恢复到原来的状态。 氧化反应——头发中的黑色素可被某些氧化剂氧化而使颜色被破坏,生成无色的新物质。头发漂白,常用的氧化剂为过氧化氢(双氧水)。 为迅速而有效地漂白头发,可在过氧化氢中加入一些氨水作为催化剂,同时使用热风或热蒸气也可加速黑色素的氧化过程,过氧化氢作为氧化剂的最大好处就是它的反应产物是水,因而不会造成其它伤害。氧化反应——头发中的黑色素可被某些氧化剂氧化而使颜色被破坏,生成无色的新物质。头发漂白,常用的氧化剂为过氧化氢(双氧水)。 为迅速而有效地漂白头发,可在过氧化氢中加入一些氨水作为催化剂,同时使用热风或热蒸气也可加速黑色素的氧化过程,过氧化氢作为氧化剂的最大好处就是它的反应产物是水,因而不会造成其它伤害。水解反应——在100℃以下,头发在水中发生较慢的水解反应: R-S-S-R + H2O → R-SH + HOS-R。 在100℃以上或在碱性水溶液中,头发二硫键断裂过程将大大加速,且温度越高,pH越高或处理时间越长,损失的硫就越多: R-SH + HOS-R → R-S-R + H2O + S热烫或电烫——根据头发的水解反应而产生的。首先将头发浸上碱性的药水,利用卷发器将头发卷曲,以改变头发中角蛋白分子的形状。然后对头发进行加热,受热后的烫发药水发生水解作用,二硫键被破坏,通过化学变化形成新的硫化键将头发形成的波纹固定下来。在热烫中二硫键的破裂和硫化键的形成是一个连续的过程。还原反应——毛发中的二硫键很易被还原剂破坏。 化学卷发(冷烫)反应原理:还原剂巯基乙酸及其盐(化学冷烫剂的主要成分) 提供氢原子,使胱氨酸中的二硫键断裂,形成两个巯基,使一个胱氨酸分子被还原为两个半胱氨酸分子。而头发则从刚韧状态变成软化状态,并随卷发器弯曲变形,相互错开的半胱氨酸分子上巯基团再经过氧化剂的氧化作用,部分又重新组合成新的二硫键。于是头发又基本恢复原来的刚韧性,同时也保留持久的波纹状态。1.化妆品的定义和分类化妆品是指用涂敷、揉擦、喷洒等方式加于人体皮肤、毛发、指甲及牙齿等部位,以保护、美化人体,同时具有一定冶疗作用的商品的总称。 制造化妆品的原料很多,各种原料都有自己的特色和功能,分为基质原料和辅助原料两大类。 (1)基质原料 化妆品的主体原料,在该化妆品内.起主要功能的物质称为基质原料。基质原料包括以下几大类:① 油脂和蜡② 粉类③ 水和溶剂油脂和蜡类原料是组成雪花膏、冷霜、奶液、发乳等乳化体化妆品和发蜡、唇膏等油蜡体化妆品基质的原料。油脂和蜡类原料主要起护肤、滋润皮肤等作用。油脂和蜡按来源分为三类: ★动植物中取得的天然动植物的油脂、蜡及由这些油脂、蜡中分离出的脂肪酸和脂肪醇等原料; ★石油资源中制得的矿物性的油脂、蜡; ★人工合成的油脂、蜡等。硬脂酸:由牛羊油、兽骨油或硬化的植物油进行水解而制得,油脂经水解后,生成硬脂酸和甘油。硬脂酸是制造雪花膏、冷霜的主要原料,高质量的硬脂酸能制成洁白的雪花膏而不会酸败。硬脂酸的衍生物可以制成多种乳化剂;硬脂酸锌、硬脂酸镁配制成的香粉具有很好的粘附性。羊毛脂及其衍生物:主要由高分子脂肪酸和脂肪醇化合而生成的酯类构成。羊毛脂是毛纺行业从洗涤羊毛的废水中提取出来的一种带有强烈臭味的黑褐色膏状粘稠物,经过脱色、脱臭精制后,可制成色泽较浅的产品。羊毛脂可使皮肤柔软、润滑,并能防止皮肤脱脂,广泛应用于化妆品中,是冷霜等膏霜类化妆品的主要成分,但用量不羊毛脂衍生物:羊毛脂加以特殊的处理,可制得羊毛醇、乙酰化羊毛脂、乙氧基化羊毛脂、聚氧乙烯羊毛脂等一系列衍生物。它们的性能均较羊毛脂优良。羊毛醇:色泽洁白,没有气味,比羊毛脂的吸水性能强,羊毛醇制成的药物基质要比用凡士林更易被皮肤所吸收。 乙酰化羊毛脂:具有较好的抗水性能,可在皮肤表面形成抗水薄膜,使皮肤减少水分蒸发,保持皮肤的水分,避免外界环境因素引起的脱脂,并能使皮肤柔软,适用于制造儿童护肤用品。蜂蜡:工蜂的分泌物,构成蜂巢的主要成分,是一种高碳脂肪醇和脂肪酸化合的酯及碳氢化合物的混合物,主要成分为棕榈酸蜂蜡酯及蜡酸等。蜂蜡是制造冷霜、唇膏、发蜡的重要原料。棕榈酸蜂蜡:生长在巴西北部干旱地区的巴西棕榈树叶上分泌出来的一种植物蜡。主要成分为高碳脂肪酸的酯类与其他醋酸的酯类。用于唇膏,能提高唇膏的熔点,并可使唇膏的结构细腻而光亮。蓖麻油:从蓖麻种子中提取的无色或淡黄色的粘稠液体,主要成分为蓖麻油酸甘油酯。蓖麻油是高粘度植物油,它的应用范围极广,主要用做唇膏的基剂。白油(液体石蜡):无色、无味的油状液体,主要成分为液体烷烃的中等碳链混合物,石油的高沸点部分分馏而得。 白油常用来制造乳剂类、膏霜类化妆品。 石蜡:从石油中提取出来的矿物蜡,是目前生产量最大、应用最为广泛的一种工业石蜡。 石蜡有优良的物理性能和很好的化学稳定性,可用于膏霜类等多种化妆品中。凡士林:矿物油脂和白油以适当比例配制的、主要成分为C34~C60碳链范围的烷烃和烯烃的混合物混合物。 可用于膏霜类产品及发蜡、唇膏等化妆品中。粉类是香粉、爽身粉、胭脂的基质原料,一般是不溶于水的固体,经研磨成细粉状,主要起遮盖、滑爽、吸收、吸附等作用。粉类原料包括天然产的滑石粉、高岭土等粉类原料,钛白粉、氧化锌等氧化物,碳酸镁、碳酸钙等不溶性碳酸盐以及硬脂酸的镁、锌盐等。水和溶剂是液状、浆状及膏状化妆品如香水、花露水、洗发水、雪花膏、冷霜等许多制品的配方中不可缺少的主要组成部分。溶剂功能:主要是溶解性能,在化妆品中还有如挥发、润湿、润滑、增塑、保香、防冻及收敛等等。 常用溶剂:水、乙醇,丁醇、丙酮、异丙醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、邻苯二甲酸二丁脂、甲苯和二甲苯等。使化妆品成型、稳定或赋予化妆品以色香及其他特定作用的主要配合原料称为辅助原料。在化妆品配方中一般比例不大,但功能独特。常用辅助原料:① 乳化剂, ②助乳化剂 , ③香精 , ④色素 , ⑤防腐剂, ⑥抗氧剂 , ⑦其他添加剂 乳化剂是使油脂、蜡与水制成乳化体的原料。大部分化妆品,如冷霜、雪花膏、奶液等,都是水和油的乳化体。 乳化体是由两种不完全相混合的液体如水和油所组成的体系,即由一种液体以球状微粒分布于另一种液体中所成的体系。乳化剂是一种表面活性剂,其分子结构中同时存在亲水性基团和亲油(憎水)性基团。由于表面活性剂主要集中在两相的界面,从而大大降低了界面张力,促进了乳化作用。助乳化剂是无机或有机碱性化合物,能与脂肪酸或其他类似物质作用形成表面活性剂而起乳化作用的辅助原料。化妆品生产中常用的无机碱类化合物:氢氧化钾、氢氧化钠、硼砂;化妆品生产中常用的有机碱性化合物:三乙醇胺、三异丙醇胺等。香精是指选用几种至几十种天然、合成的单体香料,按香型、用途、价格等要求调配而成的混合体,可直接用于化妆品中,使其具有优雅合适的香气。 香料按其来源可分为两大类:天然香料和合成香料。天然植物香料:香叶油、橙叶油、玫瑰浸膏、安息香树脂、茉莉净油等;天然动物香料:龙涎香、麝香、灵猫香、海狸香等。合成香料是指用化学方法制得的香料。化妆品的加香,除了必须选择适宜的香型外,还要考虑到所用香精对产品质量及使用效果有无影响。例如:对白色膏霜、奶液等必须注意色泽的效果;唇膏、口红等产品应考虑有无毒素,直接在皮肤上涂敷的产品应避免对皮肤有刺激性。化妆品所用的色素,大致分为有机合成色素、无机颜料和动植物天然色素。 有机合成色素有染料和颜料。无机颜料有氧化锌、二氧化钛、氧化铁、碳黑等。对光的稳定性好,不溶于有机溶剂,色泽的鲜艳程度和着色力不如有机颜料,但它的耐光性能好,且不易引起皮肤过敏,因此在粉底霜、粉饼和眼部化妆品中使用较多。 天然植物色素,由于着色力、耐光性、色泽鲜艳度和供应数量等问题,已经被大部分有机合成色素所代替,仅某些普遍的和稳定的天然色素用于化妆品中,它们是胭脂虫红、红花、胡萝卜素、姜黄和叶绿素等。多数化妆品中均含有水分、油脂、胶质、蛋白质、多元醇、维生素和其他营养物质,为微生物生长创造了良好条件,在温度适宜时,会促使微生物生长;当繁殖至相当数量后,会使乳化剂分离、变色和产生不愉快气味,也可刺激皮肤。 化妆品防腐剂的要求是:不影响产品的色泽,无气味;在用量范围内应无毒性,并对皮肤无刺激性,不影响产品的品质。常用的防腐剂有以下几类:—(1)酚类:如三羟基酚、二叔丁基甲酚、二叔丁基对苯二酚等; (2)酮类:如维生素E、小麦胚芽油等。在化妆品中使用较新的抗氧剂还有: 特丁基-4-羟基茴香醚,简称BHA; 二叔丁基甲酚,简称BH; 去甲二丁愈创酸,简称NDGA; 没食子酸丙酯; 羟甲基巯基琥珀酸单十八酯,简称Mecsa; 硫代琥珀酸单十八酯,简称Metsa。保湿剂——又称滋润剂,是使产品在贮存与使用时能保持湿度,起滋润作用的原料。保湿剂一般是以甘油、丙二醇和山梨树醇为主的多元醇类,这些物质在化妆品中起着皮肤保温、水分保留剂、抑菌剂、香料保留剂等效能。 最常用的保湿剂:2-吡咯烷酮-5-羧酸钠收敛剂——是能使皮肤毛孔收敛的原料,具有较强效能的收敛剂还有能抑制发汗的作用。常用的收敛剂是铝、锌等金属的盐类,如明矾、氯化铝、硫酸铅、碱式氯化铝、硫酸锌、苯酚磺酸锌等。 药剂:为了使之作用于表皮和皮肤组织,保持皮肤健康以及发挥其防止细菌感染的作用而使用的。常用药剂有维生素类、激素类制剂、氨基酸和中草药原料等。1.皮肤用化妆品皮肤不仅是躯体外表的保护层,而且具有吸收营养、排除废料、呼吸空气、调节体温等作用。人的面部皮肤,还能反映出人的风姿、仪态和精神面貌,护理好皮肤,对保持人体的健美十分重要。常见的皮肤用化妆品种类繁多,根据其使用性能,可分为清洁皮肤用化妆品、护肤用化妆品、美容用化妆品、药用化妆品4大类。爱美是人的天性,清洁、白嫩的皮肤能给予人美的享受,给予自我轻松、愉快、清秀之感。清洁皮肤用化妆品不仅能清除皮肤上的污垢、油污等,达到洁净皮肤、毛孔的作用,而且能促进皮肤的生理作用,保持皮肤健美。常见种类①香波; ②清洁霜; ③清洁奶液 ; ④面膜香波是以表面活性剂为主要原料,用于清洁皮肤、头发及头皮并保持头发美观的一类洗涤用品。香波特点:洗后留有芳香。香波从原料性质上可分为不透明液体型香波和透明液体型香波;按用途可分洗发香波和沐浴香波。香波的质量要求:■有适度的去污性,但不能过多去掉自然的皮脂;■洗后的头发有光泽和柔软性;■对头发、眼睛的安全性高为什么不用肥皂洗发?去污力强,但皮脂去掉太多,使头发干枯和皮肤干痒;使头发失去自然光泽,蓬松而不易梳理。香波主要有三种基本材料组成:洗涤剂、助洗剂和添加剂。洗涤剂主要是各类表面活性剂,常见的洗涤剂有: ★脂肪酸硫酸盐:香波配方中最主要的成分之一,包括钠盐、钾盐、一乙醇胺盐、二乙醇胺盐和三乙醇胺盐。其中以月桂醇硫酸钠的发泡力最强,去污性能良好。脂肪醇醚硫酸盐:配制透明液体香波的主要成分之一,有优良的去污能力。 ★烷基苯磺酸盐:廉价的洗涤剂,有极好的发泡和较强的脱脂能力。助洗剂:一类表面活性剂,可增加了香波的去污力和泡沫稳定性,改善香波的洗涤性能和调理作用。主要助洗剂种类: ★脂肪酸单甘油酯硫酸盐:优点在于其比脂肪酸硫酸盐更易溶解,在硬水中性能稳定,有良好的泡沫,使头发洗后柔软而富有光泽; 缺点是能被水解成脂肪酸皂,必须保持pH值在弱酸性或中性。★环氧乙烷缩合物:非离子表面活性剂,包括脂肪酸乙氧基化合物、聚氧乙烯山梨醇月桂酸单脂等。 特点:对眼睛的刺激非常小,能减少体系中其他洗涤剂的刺激性。常用于低刺激香波和儿童香波之中。 阳离子表面活性剂:易被头发吸收而具有良好的柔软性。由于其去污力和发泡力较差,通常只作头发调理剂。 多为长链基的季胺化合物,具有抗静电效应和润滑作用,是一种良好的杀菌剂。添加剂:赋予香波以各种不同的功能:★整理剂:为使头发洗后易于梳理,适当补充油脂,从而使头发有光泽和柔顺滑润感。用作整理剂的有脂肪醇、多元醇、羊毛脂等。 ★增稠剂:使液体香波增稠的有脂肪酸醇胺、氯化钠、硫酸钠等,使膏霜状香波增稠的有硬脂酸钠、十六醇、十八醇、聚乙烯醇、羧甲基纤维素等。 ★增溶剂:增加难溶物香精、防腐剂、羊毛脂等的溶解性,常用异丙醇、丙二醇、甘油等。 ★防腐剂:防止微生物生长,主要有尼泊金乙酯、尼泊金丙酯、0.05%~0.1%对氯间苯二酚、0.2%甲醛等。★抗头屑剂:硫化硒、硫化镉、六氯代苯羟基喹啉,十一碳烯酸的衍生物以及某些季铵化合物等。 功能:可除去皮肤上的油污、皮屑等异物,可在化妆前或卸妆时用于清洁。使用方法:以手指将清洁霜均匀地涂于面部及颈部,轻揉按摩,使油污、皮屑、粉脂等异物移人清洁霜内,然后用软纸将清洁霜除去。③清洁奶液 功能:可除去面部和头颈的污垢、油腻和皮屑;用于卸妆,可除去香粉、胭脂、辱膏和眉笔迹等。制备方法:将甘油加人水中并加热至95℃,经20min灭菌,冷却至80℃。所有油脂及乳化剂放在同一容器中加热至80℃,将水和甘油混合物加人到油脂中。用均质机搅拌,搅拌时间随均质机功率大小而定,一般搅拌3~10min,再用冷却水回流冷却,逐渐降温,慢速搅拌冷却,约1h降温至35℃,停止搅拌。在40℃时加入香精等,稠度通过加十六醇的量来调节。④面膜功能:又称为剥离型润肤面膜,主要用于面部皮肤的清洁和美容。涂擦后能迅速形成一层皮膜,利用皮膜的收缩力绷紧皮肤,使皮肤与外界空气隔绝,表皮角质层柔软,毛孔扩大,皮肤表面温度上升,血液循环得到改善,并能增强皮肤对面膜中各种添加剂的吸收,达到增进皮肤生理功能的效果。卸除面膜时,可揭下一张膜,黏附在毛孔及皮肤表面的尘埃和油腻同时除去,起到除垢润肤的作用。又能使皮肤白嫩舒适。面膜是由聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纤维素、聚乙烯醇和甘油、乙醇、香精、防腐剂、蒸馏水等组成。2)护肤用化妆品皮肤是靠皮脂膜和皮脂腺分泌的脂肪物来滋润的。但人到了一定的年龄,皮脂腺的代谢功能衰退,皮脂分泌减少,肌肉纤维萎缩,会引起皮肤枯粗,? 展开更多...... 收起↑ 资源预览