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1、蛋白质纤维蛋白质纤维本讲稿第一页，共三十九页第四章第四章蛋白质纤维蛋白质纤维第一节第一节 蛋白质的基础知识蛋白质的基础知识第二节第二节 羊毛羊毛第三节第三节 蚕丝蚕丝本讲稿第二页，共三十九页本章要求掌握的内容本章要求掌握的内容1、等电点的概念、等电点的概念2、羊毛的形态结构、羊毛的形态结构3、羊毛的物理性质和化学性质、羊毛的物理性质和化学性质4、蚕丝的形态结构、蚕丝的形态结构5、蚕丝的物理性质和化学性质、蚕丝的物理性质和化学性质本讲稿第三页，共三十九页第一节第一节蛋白质的基础知识蛋白质的基础知识一、蛋白质的化学组成一、蛋白质的化学组成及分子结构及分子结构二、蛋白质的两性性质二、蛋白质的两性性质
2、本讲稿第四页，共三十九页一、蛋白质的化学组成及分子结构一、蛋白质的化学组成及分子结构1、元素组成、元素组成l蛋白质是有机含氮高分子物，分子量很蛋白质是有机含氮高分子物，分子量很高，结构复杂，但是，组成蛋白质的元高，结构复杂，但是，组成蛋白质的元素并不很多。素并不很多。主要元素：主要元素：C、H、O、N其他元素：其他元素：S、P微量元素：微量元素：Fe、Cu、Zn、I本讲稿第五页，共三十九页一、蛋白质的化学组成及分子结构概况一、蛋白质的化学组成及分子结构概况2.氨基酸组成氨基酸组成l蛋白质完全水解的最终产物是氨基酸，因此蛋白蛋白质完全水解的最终产物是氨基酸，因此蛋白质的基本组成单位是氨基酸。质的
3、基本组成单位是氨基酸。l天然蛋白质中的氨基酸主要有天然蛋白质中的氨基酸主要有20种左右，它们种左右，它们的共同特点都是的共同特点都是-氨基酸，可用下列通式表示：氨基酸，可用下列通式表示：本讲稿第六页，共三十九页一、蛋白质的化学组成及分子结构概况一、蛋白质的化学组成及分子结构概况3、分子结构、分子结构l蛋白质可看作是由氨基酸彼此通过氨基与羧基脱蛋白质可看作是由氨基酸彼此通过氨基与羧基脱水缩合，以酰胺键连接起来的大分子水缩合，以酰胺键连接起来的大分子l肽键：蛋白质分子中的酰胺键肽键：蛋白质分子中的酰胺键l肽：由肽键相连接的缩氨酸肽：由肽键相连接的缩氨酸l多肽：多个肽键连接的缩氨酸多肽：多个肽键连接
4、的缩氨酸l主链：多肽的长链主链：多肽的长链l侧链：主链上的分支侧链：主链上的分支l蛋白质的初级结构：多肽链中的氨基酸排列顺序蛋白质的初级结构：多肽链中的氨基酸排列顺序l蛋白质的高级结构：蛋白质分子的空间构象蛋白质的高级结构：蛋白质分子的空间构象本讲稿第七页，共三十九页一、蛋白质的化学组成及分子结构概况一、蛋白质的化学组成及分子结构概况本讲稿第八页，共三十九页一、蛋白质的化学组成及分子结构概况一、蛋白质的化学组成及分子结构概况4、副键的作用、副键的作用蛋白质分子的空间构象主要靠主链及侧蛋白质分子的空间构象主要靠主链及侧链上的各种基团间的相互作用形成，这链上的各种基团间的相互作用形成，这些结合力统
5、称为副键。些结合力统称为副键。l氢键：肽链中的亚氨基和羰基之间：氢键：肽链中的亚氨基和羰基之间：l盐键（又称离子键）：大分子侧基的酸盐键（又称离子键）：大分子侧基的酸性和碱性基团之间性和碱性基团之间本讲稿第九页，共三十九页一、蛋白质的化学组成及分子结构概况一、蛋白质的化学组成及分子结构概况4、副键的作用、副键的作用l二硫键：二硫键：本身属共价键，本身属共价键，可存在于不同可存在于不同肽链之间或同肽链之间或同一肽链之中：一肽链之中：本讲稿第十页，共三十九页二、蛋白质的两性性质二、蛋白质的两性性质l蛋白质分子中除末端的氨基与羧基外，蛋白质分子中除末端的氨基与羧基外，侧链上还含有许多酸、碱性基团。因
6、而，侧链上还含有许多酸、碱性基团。因而，蛋白质具有既象酸又象碱一样的性能，蛋白质具有既象酸又象碱一样的性能，是典型的两性高分子电解质。是典型的两性高分子电解质。蛋白质中所含的酸碱性基团如下：蛋白质中所含的酸碱性基团如下：末端：末端：-NH2，-COOH侧基：侧基：-NH2，-COOH，-OH本讲稿第十一页，共三十九页二、蛋白质的两性性质二、蛋白质的两性性质1、酸碱性条件下的电离平衡：、酸碱性条件下的电离平衡：l其中其中P表示多肽链表示多肽链由上式可以明显地看出，这三种状态之间的关由上式可以明显地看出，这三种状态之间的关系，是由溶液的氢离子浓度决定的。系，是由溶液的氢离子浓度决定的。本讲稿第十二
7、页，共三十九页二、蛋白质的两性性质二、蛋白质的两性性质2、等电点、等电点蛋白质分子上所带的正负电荷数相等时的蛋白质分子上所带的正负电荷数相等时的pH值值l羊毛和蚕丝的等电点：羊毛和蚕丝的等电点：羊毛羊毛4.24.8蚕丝蚕丝3.55.2l等电点时的性质：蛋白质在等电状态时，呈现等电点时的性质：蛋白质在等电状态时，呈现一系列特殊的也是极为重要的性质，如：溶胀、一系列特殊的也是极为重要的性质，如：溶胀、溶解度、渗透压、电泳以及电导率都最低；溶解度、渗透压、电泳以及电导率都最低；染染整加工时尽可能在等电点附近，以使损伤最小。整加工时尽可能在等电点附近，以使损伤最小。本讲稿第十三页，共三十九页二、蛋白质
8、的两性性质二、蛋白质的两性性质3、最大吸酸值、最大吸酸值lpH值值35，开始结合酸，开始结合酸lpH值值1.31.8，结合酸量最大，结合酸量最大lpH值小于值小于0.8，过量吸酸，蛋白质开始水解，过量吸酸，蛋白质开始水解lpH值大于值大于10，蛋白质水解破坏（很难测定吸碱值），蛋白质水解破坏（很难测定吸碱值）l蛋白质上结合酸的碱性基团蛋白质上结合酸的碱性基团氨基：是主要吸酸基团氨基：是主要吸酸基团亚氨基：亚氨基：pH很低时很低时(H+内，内，pH外外pH内内l等电点以上：等电点以上：蛋白质存在状态为蛋白质存在状态为H2NPCOO-H+外外pH内内本讲稿第十七页，共三十九页二、蛋白质的两性性质二
9、、蛋白质的两性性质l羊毛的酸滴定曲线：羊毛的酸滴定曲线：l从图中可以看出，溶液中盐的浓度越高时，所得到的滴定曲从图中可以看出，溶液中盐的浓度越高时，所得到的滴定曲线形状，越接近于内滴定曲线（即蛋白质结合酸或结合碱量线形状，越接近于内滴定曲线（即蛋白质结合酸或结合碱量对纤维内对纤维内PH值所做的曲线）。在某一值所做的曲线）。在某一PH值，有盐存在时，值，有盐存在时，结合酸量较无盐存在时为大。结合酸量较无盐存在时为大。本讲稿第十八页，共三十九页第二节第二节羊毛羊毛一、羊毛的形态结构及分类一、羊毛的形态结构及分类二、羊毛的化学组成与分子结构二、羊毛的化学组成与分子结构三、羊毛的超分子结构三、羊毛的超
10、分子结构四、羊毛的主要机械性能四、羊毛的主要机械性能五、羊毛的主要化学性质五、羊毛的主要化学性质本讲稿第十九页，共三十九页一、羊毛的形态结构及分类一、羊毛的形态结构及分类1、形态结构、形态结构l截面：接近圆形截面：接近圆形l纵向：鳞片纵向：鳞片l三个组成部分三个组成部分鳞片层鳞片层皮质层皮质层髓质层髓质层本讲稿第二十页，共三十九页一、羊毛的形态结构一、羊毛的形态结构l鳞片层鳞片层外壳外壳组成：片状角质细胞组成：片状角质细胞根部附着于毛干，梢部则伸出毛干表面根部附着于毛干，梢部则伸出毛干表面细羊毛鳞片可见高度低于粗羊毛细羊毛鳞片可见高度低于粗羊毛细羊毛鳞片层厚度大于粗羊毛细羊毛鳞片层厚度大于粗羊
11、毛本讲稿第二十一页，共三十九页一、羊毛的形态结构一、羊毛的形态结构l皮质层皮质层主体主体决定性质决定性质组成：纺锤型皮质细胞，分为组成：纺锤型皮质细胞，分为O皮质细胞和皮质细胞和P皮质细胞两种。皮质细胞两种。O皮质细胞：含皮质细胞：含S低，易于染色，位于羊毛低，易于染色，位于羊毛卷曲波形的外侧卷曲波形的外侧P皮质细胞：位于羊毛卷曲波形的内侧皮质细胞：位于羊毛卷曲波形的内侧双侧结构：双侧结构：O、P细胞的双侧异构分布细胞的双侧异构分布本讲稿第二十二页，共三十九页一、羊毛的形态结构一、羊毛的形态结构l髓质层髓质层组成：薄膜细胞组成：薄膜细胞结构疏松、内部充有空气结构疏松、内部充有空气细胞之间联系很
12、弱细胞之间联系很弱髓质多，则弹性和强度较低髓质多，则弹性和强度较低本讲稿第二十三页，共三十九页2、羊毛分类、羊毛分类l细绒毛：直径细绒毛：直径52.5m，有连续的髓质层，有连续的髓质层l两型毛两型毛:52.5m直径直径皮质层皮质层髓质层髓质层P皮质细胞皮质细胞O皮质细胞皮质细胞l结构：由大量结构：由大量-氨基酸以一定顺氨基酸以一定顺序首尾连结而形成的多肽。序首尾连结而形成的多肽。低硫蛋白质的多肽链具有低硫蛋白质的多肽链具有-螺旋构螺旋构象象高硫蛋白质的多肽链是无规卷曲的高硫蛋白质的多肽链是无规卷曲的本讲稿第二十五页，共三十九页三、羊毛的超分子结构三、羊毛的超分子结构l低硫蛋白质的多肽链低硫蛋白
13、质的多肽链本讲稿第二十六页，共三十九页三、羊毛的超分子结构三、羊毛的超分子结构l低硫蛋白质的多肽链低硫蛋白质的多肽链本讲稿第二十七页，共三十九页四、羊毛的主要机械性能四、羊毛的主要机械性能1、拉伸与回复性能、拉伸与回复性能断裂强力不高，断裂延伸率高，断裂功较大断裂强力不高，断裂延伸率高，断裂功较大本讲稿第二十八页，共三十九页四、羊毛的主要机械性能四、羊毛的主要机械性能l拉伸与回复性能拉伸与回复性能断裂强力不高，断裂延伸率高，断裂功较大断裂强力不高，断裂延伸率高，断裂功较大l温湿度对拉伸性能的影响温湿度对拉伸性能的影响相对湿度相对湿度，初始模量、屈服应力、断裂强力，初始模量、屈服应力、断裂强力，
14、断裂延伸度，断裂延伸度温度温度，初始模量、屈服应力、断裂强力，初始模量、屈服应力、断裂强力，断裂延伸度，断裂延伸度l回复性能与聚集态结构有关回复性能与聚集态结构有关卷曲，螺旋构象：可由卷曲，螺旋构象：可由-构象转为构象转为-构象构象二硫键：阻止分子链间相对滑移二硫键：阻止分子链间相对滑移本讲稿第二十九页，共三十九页四、羊毛的主要机械性质四、羊毛的主要机械性质2、羊毛可塑性、羊毛可塑性概念：指羊毛在湿热条件下，可使其内应力概念：指羊毛在湿热条件下，可使其内应力迅速衰减，并右按外力作用改变现有形态，迅速衰减，并右按外力作用改变现有形态，再经冷却或烘干使形态保持下来。再经冷却或烘干使形态保持下来。效
15、果：过缩、暂定、永定效果：过缩、暂定、永定应用：毛织物的定形（煮呢、蒸呢、电压和应用：毛织物的定形（煮呢、蒸呢、电压和定幅烘燥等）定幅烘燥等）本讲稿第三十页，共三十九页四、羊毛的主要机械性质四、羊毛的主要机械性质3、羊毛的缩绒性、羊毛的缩绒性概念：指羊毛在湿热条件下经外力的反复作概念：指羊毛在湿热条件下经外力的反复作用，纤维之间互相穿插纠缠，纤维集合体逐用，纤维之间互相穿插纠缠，纤维集合体逐渐收缩变得紧密。渐收缩变得紧密。应用：缩绒或缩呢应用：缩绒或缩呢原因：顺鳞片方向和逆鳞片方向的摩擦片不原因：顺鳞片方向和逆鳞片方向的摩擦片不同。同。本讲稿第三十一页，共三十九页五、羊毛的主要化学性质五、羊毛
16、的主要化学性质1、水的作用、水的作用l良好的吸湿性：相对湿度良好的吸湿性：相对湿度6080%，回潮率可达，回潮率可达1418%l异性溶胀异性溶胀l条件激烈，肽键水解，纤条件激烈，肽键水解，纤维失重，机械性能恶化维失重，机械性能恶化本讲稿第三十二页，共三十九页五、羊毛的主要化学性质五、羊毛的主要化学性质2、酸的作用、酸的作用l比较稳定，可用强酸性染料比较稳定，可用强酸性染料l抑制羧基电离并与游离的氨基结合，拆抑制羧基电离并与游离的氨基结合，拆散盐键，使纤维强度降低散盐键，使纤维强度降低l肽键不同程度的水解肽键不同程度的水解本讲稿第三十三页，共三十九页五、羊毛的主要化学性质五、羊毛的主要化学性质3
17、、碱的作用、碱的作用l具有较大的破坏作用具有较大的破坏作用l拆散盐键，催化水解拆散盐键，催化水解影响因素：影响因素：碱的种类和浓度：烧碱最强烈碱的种类和浓度：烧碱最强烈作用温度和时间作用温度和时间电解质的总浓度电解质的总浓度l促进二硫键的分解和新交联键的建立，促进二硫键的分解和新交联键的建立，提高羊毛形态的稳定性提高羊毛形态的稳定性本讲稿第三十四页，共三十九页五、羊毛的主要化学性质五、羊毛的主要化学性质4、氧化剂的作用、氧化剂的作用l羊毛对氧化剂敏感羊毛对氧化剂敏感l因素：因素：氧化剂种类和浓度氧化剂种类和浓度溶液溶液PH值：最主要因素值：最主要因素处理温度和时间处理温度和时间铜镍等金属离子：
18、催化作用铜镍等金属离子：催化作用l不易氯漂，可用不易氯漂，可用H2O2并严格控制条件并严格控制条件本讲稿第三十五页，共三十九页五、羊毛的主要化学性质五、羊毛的主要化学性质5、还原剂的作用、还原剂的作用l破坏二硫键，碱性介质尤为严重破坏二硫键，碱性介质尤为严重6、卤素的作用、卤素的作用l特别强烈的破坏作用特别强烈的破坏作用截面膨胀，强度、延伸度下降，纤维泛黄截面膨胀，强度、延伸度下降，纤维泛黄光泽增强，对染料吸附能力提高光泽增强，对染料吸附能力提高缩绒性大大降低缩绒性大大降低l工业应用：增强地毯光泽，防毡整理等工业应用：增强地毯光泽，防毡整理等本讲稿第三十六页，共三十九页五、羊毛的主要化学性质五、羊毛的主要化学性质7、光氧化作用、光氧化作用l日光的照射对羊毛有破坏作用日光的照射对羊毛有破坏作用绵羊背部的毛尖发黄，手感粗糙，弹性下降绵羊背部的毛尖发黄，手感粗糙，弹性下降紫外线作用下，二硫键发生氧化和水解紫外线作用下，二硫键发生氧化和水解l在天然纤维中，羊毛还是最耐晒的纤维在天然纤维中，羊毛还是最耐晒的纤维本讲稿第三十七页，共三十九页作业作业lP11712345本讲稿第三十八页，共三十九页其它节请点击下列链接其它节请点击下列链接l第三节第三节蚕丝蚕丝本讲稿第三十九页，共三十九页