亚麻纤维截面形态_天然丝纤维蚕丝

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我国是蚕丝的发源地。近年来&＃xff0c;对出土文物的考古研究指出&＃xff0c;蚕丝在我国已有六千多年的历史。柞蚕丝也起源于我国&＃xff0c;根据历史记载&＃xff0c;已有三千多年的历史。远在汉、唐时代&＃xff0c;我国的丝绸就畅销于中亚和欧洲各国&＃xff0c;在世界上享有盛名。
蚕丝是高级的纺织原料&＃xff0c;有较好的强伸度&＃xff0c;纤维细而柔软&＃xff0c;平滑&＃xff0c;富有弹性&＃xff0c;光泽好&＃xff0c;吸湿性好。采用不同组织结构&＃xff0c;丝织物可以轻薄似纱&＃xff0c;也可厚实丰满。丝织物除供衣用外&＃xff0c;还可以做日用品及装饰品&＃xff0c;在工业及国防上也有重要用途。柞蚕丝具有坚牢&＃xff0c;富有弹性&＃xff0c;滑挺等优点。柞蚕丝绸在我国丝绸产品中占有重要的地位。

图1 蚕丝

一、蚕丝的组成及结构

蚕丝纤维主要是由丝素和丝胶两种蛋白质组成的&＃xff0c;主要组成元素为C、H、0、N。丝素蛋白质呈纤维状&＃xff0c;不溶于水&＃xff0c;在桑蚕丝中占70&＃xff05;&＃xff5e;80&＃xff05;。丝胶为球形蛋白质&＃xff0c;较易溶于水&＃xff0c;占20&＃xff05;~30&＃xff05;&＃xff0c;柞蚕丝中丝素约占85&＃xff05;&＃xff0c;丝胶含量少些&＃xff0c;约占1&＃xff05;。除此以外&＃xff0c;蚕丝中还含有少量色素、矿物质(灰分)、蜡质、碳水化合物等&＃xff0c;它们主要分布在丝胶中。蚕丝的大分了是由多种α-氨基酸剩基以酰胺键联结构成的长键大分子&＃xff0c;又称肽链。在丝素中&＃xff0c;乙氨酸、丙氨酸、丝氨酸和酪氨酸含量约占90&＃xff05;以上。其中乙氨酸和丙氨酸含量约占70&＃xff05;&＃xff0c;含侧基小&＃xff0c;因而使蚕丝分子结构较为简单。长链大分子的规整性好&＃xff0c;呈β-折叠形状&＃xff0c;有较高的结晶性&＃xff0c;如图2所示。

图2丝素肽链间配置情况柞蚕丝与桑蚕丝略有差异&＃xff0c;桑蚕丝中乙氨酸含量多于丙氨酸。而柞蚕丝中丙氨酸含量多于乙氨酸。此外&＃xff0c;柞蚕丝中含有较多支链的二氨基酸&＃xff0c;如天冬门酸、精氨酸等&＃xff0c;使其分子结构规整性差&＃xff0c;结晶性也较差。

二、蚕丝的形成和形态结构

(一)蚕丝的形成桑蚕丝是由蚕体内绢丝腺分泌出的丝液凝固而成的。绢丝腺是透明的管状器官&＃xff0c;左右各一条。分别位于食管下面蚕体两侧。呈细而弯曲状&＃xff0c;在蚕的头部内两管合并为一根吐丝管。如图3所示&＃xff0c;绢丝腺分为叶丝口 4、前部输丝管3、中部贮丝部2和后面最长的泌丝部1&＃xff0c;绢丝腺各部分的长度比例为1&＃xff1a;2&＃xff1a;6。泌丝部分泌出丝素和丝胶。丝胶包覆在丝素周围&＃xff0c;起保护丝素的作用。贮丝部2分泌出色素&＃xff0c;使丝胶染色。丝素、丝胶一起并人输丝管。左右两条绢丝腺在头部合并&＃xff0c;由吐丝口将丝液叶出体外。丝液由输丝管分泌出的酸性反应物质的作用而凝固成丝。

    图3桑蚕绢丝腺图  图4桑蚕丝的截面形态(二)茧层的构成蚕老熟后停止食叶&＃xff0c;开始上簇叶丝结茧。茧的表面包围着不规则的茧丝&＃xff0c;丝细而脆弱&＃xff0c;称为茧衣。茧衣里面是茧层&＃xff0c;茧层结构较紧密&＃xff0c;茧丝排列重叠规则&＃xff0c;粗细均匀&＃xff0c;形成10多层重叠密集的薄丝层&＃xff0c;是组成茧层的主要部分&＃xff0c;约占全部丝量的70%~80&＃xff05;。薄丝层由丝胶胶着&＃xff0c;其间存在有许多微小的空隙&＃xff0c;使茧层具有一定的通气性与透水性。最里层茧丝纤度最细&＃xff0c;结构松散&＃xff0c;叫蛹衬。茧层可缫丝。茧衣、蛹衬因丝细向脆弱不能缫丝&＃xff0c;只能用做纺原料。茧层主要成分是丝素和丝胶&＃xff0c;一般丝素占72&＃xff05;~81&＃xff05;&＃xff0c;丝胶占19&＃xff05;~28&＃xff05;。由于茧层内外部位不同&＃xff0c;丝素与丝胶的比例也不同&＃xff0c;外层丝胶比例较大&＃xff0c;特别是茧衣的丝胶含量更高&＃xff0c;而中层丝胶含量较少。其他物质有蜡类物质、酪类物质、色素及矿物质等&＃xff0c;约占3&＃xff05;。(三)茧丝的形态结构茧丝是由两根单丝平行粘合而成的&＃xff0c;中心是丝素&＃xff0c;外围为丝胶。茧丝的横截面形状呈半椭圆形或略成三角形。三角形的高度&＃xff0c;从茧的外层到内层逐渐降低&＃xff0c;因此&＃xff0c;自茧层外层、中层至内层&＃xff0c;茧丝横截面从圆钝渐趋扁平&＃xff0c;如图37所示。包覆在丝素外面的丝胶结构&＃xff0c;由于对热水溶解性的差异&＃xff0c;一般把它分为溶解度大的丝胶和溶解度小的丝胶。茧丝的粗细用纤度(又称条份&＃xff0c;即旦数)表示。纤度因蚕的品种、饲养条件不同而有差异。一粒茧上的茧丝纤度也有差异&＃xff0c;一般外层较粗&＃xff0c;中层最粗&＃xff0c;内层最细。内层纤度比外层细约40&＃xff05;~60&＃xff05;。在光学显微镜下观察。可以发现茧丝上有很多异状的根节&＃xff0c;如环辐、小糠辐、茸状辐、毛羽等&＃xff0c;这是由于蚕叶丝结茧时温度变化、簇架振动、吐丝不规则等造成的。这些粒节的存在&＃xff0c;不仅影响生丝的净度&＃xff0c;同时使其在缫丝过程中容易切断&＃xff0c;降低了生丝的匀度。生丝是由数根茧丝依靠丝胶粘合构成的。粘合的均匀程度&＃xff0c;影响生丝结构的均匀性。生丝的外观结构包括横截面结构和纵向结构。生丝的横截面结构是不均一的。没有特定的形状&＃xff0c;有近似三角形、四角形、多角形、椭圆形等。据测定&＃xff0c;大部分生丝的横截面呈椭圆形&＃xff0c;约占65&＃xff05;~73&＃xff05;&＃xff0c;呈不规则圆形的占26&＃xff05;~18&＃xff05;&＃xff0c;呈扁平形的约占9&＃xff05;。生丝的截面形状与缫丝速度、丝鞘长度有关。一般在缫制21旦生丝时。以7~8粒茧较好&＃xff0c;在缫制14旦生丝时&＃xff0c;以5~7粒为宜。21旦生丝横截面如图5所示。   

图5 21旦生丝的横截面生丝的纵向结构和茧丝相似。由于经过煮茧、缫丝等工艺&＃xff0c;促使丝胶分布均匀&＃xff0c;又由于茧丝的并合作用&＃xff0c;生丝比茧丝光滑而均匀。茧丝沿长度方向的排列情况&＃xff0c;比短纤维纺成纱的形态要简单得多。因为缫成一根生丝的茧粒少、茧丝长&＃xff0c;加上丝胶的作用&＃xff0c;茧丝一经粘合&＃xff0c;位置就被固定下来。茧丝在生丝中的位置变化是比较显著的、一根茧丝在生丝截面中的分布&＃xff0c;时而在截面外部&＃xff0c;时而在截面内部&＃xff0c;以不规则的圆锥螺旋线排列。而且有轻微的曲折状。茧丝之间互相扭转&＃xff0c;彼此靠紧又重新分散。这是由于缫丝过程屮新茧替换。茧子位置变化和茧子翻动张力变化所造成的。在显微镜下观察生丝&＃xff0c;丝素呈透明状&＃xff0c;丝胶呈黑色。由于茧丝在生丝中位置的变化&＃xff0c;因此观察到明暗线条的数目与位置都不断变化。丝条纵向有各种疵点&＃xff0c;如糙粒、环节、丝胶块、裂纹等&＃xff0c;这些都会影响丝绸的外观。柞蚕丝和桑蚕丝一样&＃xff0c;也是由蚕体的绢丝腺所集储的丝胶和丝素&＃xff0c;通过吐丝口而分泌出来的物质。柞蚕的绢丝腺分为前、中、后三部分。后部丝腺较粗&＃xff0c;它的直径和长度远远超过中部丝腺&＃xff0c;成为占全部丝腺的主要部分&＃xff0c;迂回曲折地分布在消化管腹面的两侧。中部丝腺向前逐渐变粗。柞蚕结茧时&＃xff0c;都做有茧柄&＃xff0c;以便把茧子缠骁在柞树枝条上&＃xff0c;防止茧子坠落。在茧柄下部留有细小的出蛾孔&＃xff0c;这里的茧丝结构疏松&＃xff0c;煮漂时易造成“破口茧”&＃xff0c;给缫丝造成困难。柞蚕丝是由两根丝素合并组成的&＃xff0c;丝素周围附有很多丝胶颗粒。柞蚕丝横截面基本与桑蚕丝相同&＃xff0c;只是更为扁平&＃xff0c;一般长径约为65μm&＃xff0c;短径约为12μm&＃xff0c;长径约为短径的5~6倍&＃xff0c;越向内层&＃xff0c;长短径差异越大&＃xff0c;形态越为扁平&＃xff0c;如图6所示。柞蚕丝内部有毛细孔&＃xff0c;这些毛细孔越靠近纤维屮心越粗&＃xff0c;靠近纤维表面的较细。

图6柞蚕茧丝横截面柞蚕丝的丝胶含量比桑蚕丝少&＃xff0c;约为12&＃xff05;~15&＃xff05;。它分布在丝素外围&＃xff0c;并扩展到丝素的内部。柞蚕丝中还含有微量的单宁&＃xff0c;它与丝胶或丝素呈化学结合&＃xff0c;丝素内还含有色素。这些杂质较难除去。End

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