【正文】 日常生活中的化學 生命科學與醫(yī)藥化工學院：梁華定 本章主要內(nèi)容 ? 著裝化學 ? 煙、酒、茶、奶、醋化學 ? 飲水與健康 ? 毒品簡介 第一節(jié) 著裝與化學 ? 人類物質文明的標志之一是人們的衣著 。 衣著不僅是為了御寒 ， 更是為了美觀 。 隨著社會的進步 ， 人類對衣裝的要求愈來愈高 。 穿著的形式和品種 ， 在人類歷史的發(fā)展過程中千變?nèi)f化 ， 但是著裝材料總是離不開纖維和皮革兩大類 。 ? 纖維是一種柔韌而纖細的絲狀物質 。 具有一定強度和可撓曲性或具有一定包纏性 ， 可以生產(chǎn)紡織制品的纖維稱為紡織纖維 。 紡織纖維的種類繁多 ， 一般可分為天然纖維 、 人造纖維和合成纖維三大類 。 ? 皮革是動物毛皮經(jīng)加工而成的材料 。 動物屠宰后剝下的鮮皮稱為生皮 。 生皮經(jīng)脫毛鞣制而成的產(chǎn)品稱為革 ，帶毛鞣制的產(chǎn)品稱為毛皮 。 通常所說的皮革就是指革和皮 。 皮革可制成各種衣 、 帽 、 鞋 、 包 、 帶等日品和工業(yè)用品 。 一、天然纖維 ? 在 20世紀以前 ， 天然纖維是人類所利用的紡織纖維的唯一來源 。 它具有許多優(yōu)點 ， 如柔軟性 、 吸水性 、 保暖性 、 透氣性及抗靜電性等是化學纖維所不能達到的 。因而用作內(nèi)衣等衣料受到人們的青睞 。 ? 用于衣物的天然纖維 ， 主要是棉麻纖維和毛絲纖維 。前者為植物纖維 ， 后者為動物纖維 。 植物纖維的化學成分是天然高分子 ―― 纖維素 ， 其分子式為 (C6H10O5) n或寫作 [C6H7O2(OH) 3] n， 是葡萄糖分子縮合聚合而成的鏈狀高分子多糖 。 動物纖維的化學成分是天然高分子化合物 ―― 蛋白質 。 蛋白質是由 α －氨基酸縮聚而成的多肽 。 １、棉麻纖維 ? （ １ ） 棉纖維 棉纖維屬種子纖維 。 棉花經(jīng)開花 、 結鈴 、 棉鈴裂開吐絮形成成熟的棉纖維 ， 它是在棉花生長過程中由二氧化碳水經(jīng)光合作用形成的 。 ? 從構造式可以看出 ， 每個葡萄糖單體中還含有３個游離的羥基 ， 羥基的親水性使棉麻纖維織物具有很強的吸濕性 。 在棉纖維的生長過程中 ， 分子鏈自然螺旋扭曲 ， 稱為天然轉曲 ， 形成纖維素束 。 天然轉曲是棉纖維與其它纖維形態(tài)上的特征區(qū)別 。 ? 棉織物的最大優(yōu)點是透氣性好 ， 吸濕性強 ， 既可吸汗 ，又可保暖 ， 穿著舒適 。 所以 ， 棉布是深受人們喜愛的最理想的內(nèi)衣衣料 。 ? 棉布的缺點：Ａ 、 縮水性比較大 。 特別是新棉布浸水后縮水率相當大 ， 會使衣物洗后走型 ， 起皺折 ， 影響美觀 。 ? Ｂ 、 與羊毛 、 絲稠 、 合成纖維相比 ， 其強度 、 耐磨 、耐穿程度差 。 （２）麻纖維 ? 麻纖維是一年或多年草本雙子葉植物的韌皮纖維和單子葉植物的葉纖維的總稱 ， 即是麻類植物纖維 。 紡織用得最多的麻類植物有黃麻 、 槿麻 、 亞麻 、 苧麻等 ， 而用作衣料的主要是亞麻和苧麻纖維 。 ? 由于其加工品麻布具有涼爽 、 吸濕 、 透氣的特性 ， 而且剛度高 、 硬而挺括 、 不貼身 ， 特別適合于 夏 季衣物 。 ? 與棉纖維相比 ， 麻纖維比較直 、 不卷曲 、 縮水性小 ，用麻制品制作的衣服表面光滑 、 透氣性更好 （ 組織比較疏松 ， 散熱快 ） ， 洗后仍很挺括無折皺 、 不易變型 （ 纖維比較直 ， 不卷曲 ） 。 ? ２ 、 毛絲纖維 ? （ １ ） 天然絲 天然絲分家蠶絲和野蠶絲兩種 ， 家蠶絲即桑蠶絲 ， 屬動物纖維 。 野蠶絲種類較多 ， 有柞蠶絲 、 蓖麻蠶絲 、 樟蠶絲等 。 通常所說的天然蠶絲主要指桑蠶絲和柞蠶絲 ，統(tǒng)稱蠶絲或真絲 。 ? 蠶絲是高級紡織原料 ， 有較好的伸度 ， 纖維細而柔軟 ， 平滑 ， 富有彈性 ， 光澤好 ， 吸濕性好 ， 加工成綾羅綢緞 ， 既可輕薄似羽 ，也可厚實豐滿 ， 盡顯富貴華麗 。 用其制作夏衣輕盈涼爽不粘身 。 天然絲衣服也有缺點，如不夠挺括，洗后易皺折，因其成分是蛋白質，所以易被蟲蛀。 ? （ ２ ） 動物毛 動物毛屬天然蛋白纖維 ， 其主要成分是蛋白質 。 用于毛紡工業(yè)的主要有羊毛 、 羊絨 、 馬海毛 、兔毛 、 駱駝絨等 。 其中 ， 尤以羊毛絨資源最豐 ， 用量最大 。 ? 紡織用的毛類纖維中 ， 最大量的是綿羊毛 ， 通稱為羊毛 。 構成羊毛的蛋白質成分與人發(fā) 、 指甲中的蛋白質相同 。 它由兩種組分構成 ， 一種是含有較多硫元素的細胞間蛋白質；另一種是含硫元素較少的纖維質蛋白質 。 ? 用羊毛可以織制各種衣服 ， 有質地細膩 、 手感活絡有彈性 、 挺爽的夏季織物 ， 如薄花呢等；有手感滑糯 、豐厚有身骨 、 彈性好的春秋織物 ， 如中厚花呢等；有質地豐厚 、 手感豐滿 、 保暖性強的冬季織物 ， 如各類大衣呢等 。 羊毛也可制成呢絨 、 呢氈 、 毛毯 、 襯墊等工業(yè)和日用品 。 用羊毛織制的各種裝飾品如壁毯 、 地毯等 ， 名貴華麗 ， 深受人們的喜愛 。 羊毛制品優(yōu)點： ? Ａ透氣性好、吸濕性適度，沾上一些汗水不會產(chǎn)生不舒服的感覺，即使完全浸濕了以后，再與皮膚接觸也不會感到陰涼和太粘濕。 ? Ｂ、羊毛表面光滑，不易沾污，即使積存了灰塵了也易彈打除去，故不需經(jīng)常洗滌。 ? Ｃ、羊毛的熱塑性較好，回彈性好，不易折皺，熨燙后，可長時間保持平整挺括、褲縫筆直 。 ? Ｄ、羊毛比重小且很耐磨。 ? 羊毛制品的缺點： ? Ａ易被蟲蛀；Ｂ、不耐堿，所以，不宜用堿性皂或洗衣粉洗滌；Ｃ、不耐熱水，當水溫高于 80℃ 時，易縮皺變型，因此，洗滌水溫不宜太高 (4050℃ 為宜 )，熨燙時要特別注意。Ｄ、羊毛對光的作用敏感，因此，洗滌后在陰涼通風處晾干，收藏時，第一要晾干，第二要晾涼； Ｅ、拉力大，拉伸時間長，難于恢復原狀。所以，穿著毛衣切勿硬拉硬套，穿著一段時間以后，應放置一段時間讓它“休息”，以恢復疲勞和彈性。 二、人造纖維 ? 所謂人造纖維就是用化學處理的方法 ， 使不能紡絲的天然纖維變成可紡絲的纖維 。 人造纖維可紡織成長絲或切成短絲 。 像化學纖維一樣 ， 凡是以天然高分子為原料 ， 經(jīng)化學處理和機械加工而制得的具有絲一樣性能的長纖維 ， 統(tǒng)稱為人造纖維 ， 或人造絲 。 長絲與蠶絲可混紡成各種綢緞 ， 與棉紗混紡可制成綈面料 。 將人造絲切成短纖維與棉花混紡即為人造棉 。 若把短切成羊毛一樣長短 ， 即可織成人造毛面料即人造毛 。 ? 根據(jù)構成纖維的高分子化合物的化學組成 ， 可把人造纖維分為再生纖維素纖維 ， 如粘膠纖維 、 銅纖維等；纖維素酯纖維 ， 如二醋酸酯纖維 、 三醋酸酯纖維等；人造蛋白質纖維 ， 如酪素纖維 、 玉米蛋白纖維等 。 下面介紹幾種常見的人造纖維 。 １、粘膠纖維 ? 粘膠纖維是化學纖維中工業(yè)生產(chǎn)較早的一個品種 。 通常以自然界中含有纖維素 、 但不能直接用來紡織加工的木材 、 棉短絨為原料 ， 經(jīng)化學加工提取出較純的纖維素 ―― 漿粕 ， 再經(jīng)過與堿液反應 、 與二硫化碳反應 、在酸浴中 （ 主要含硫酸 、 硫酸鈉 、 硫酸鋅 ） 噴制成粘膠纖維素 （ 再生纖維素 ） 。 ? 粘膠纖維的化學組成與棉纖維相似 ， 性能也接近于棉纖維 。 Ａ 、 由于粘膠纖維的聚合度 、 結晶度較棉纖維低 ， 因而沾膠纖維的吸濕性比棉纖維好 ， 所以 ， 穿著粘膠纖維縫制的衣服不會感到氣悶 。 ? Ｂ 、 在紡織加工過程中不易發(fā)生靜電積聚 ， 染色性更好 ， 所以 ， 花色品種齊 ， 色彩艷 。 ? Ｃ 、 可是粘膠纖維的強度不及棉纖維 ， 彈性回復能力差 ， 不耐磨 ， 特別在濕態(tài)下的強度耐磨性能更差且變硬 ， 故很不好洗 。 粘膠纖維 ? 粘膠纖維在紡織工業(yè)中應用很多 ， 如結實 、 漂亮的線綈被面就是粘膠纖維和棉線交結而成；由于人造絲平滑 、 柔軟 ， 做衣服襯里最為相宜 ， 常用的美麗綢 、 羽紗等產(chǎn)品 ， 幾乎全是粘膠纖維制品；大部分混紡織物中幾乎都混有不同比例的粘膠纖維短絲 （ 人造毛 ） ， （ 人造毛 ） ， 如常見的滌粘花呢 、 粘棉華達呢 、 毛粘棉三合一華達呢 、 毛粘花呢 、 毛粘大衣呢等等 ， 都含有粘膠纖維的混紡織品 。 ? 含粘膠纖維的織物均有織物柔軟 、 輕飄舒適 、 美觀 、 便宜等優(yōu)點 。 但共同的缺點是縮水大 、 濕強度小 、 彈性差 、 不耐堿等 .是因為在粘膠纖維制造過程中 ， 纖維素分子受到多次強烈的化學作用 ， 致使聚合度變低 ， 分子排列疏松零亂 ， 分子間隙大 ， 水分子很容易鉆到空隙中使纖維膨脹無力 ， 強度下降 。 ? 使用和保養(yǎng)時要注意以下幾點： ① 洗滌時不要長時間浸泡 ，以免降低其強度； ② 洗滌時不可用力搓擦 ， 不能用搓衣板搓 、 硬刷子刷； ③ 洗后不能用力擰干 ， 宜放在搓衣板上用手擠干； ④ 洗后不要曝曬 ， 應放在陰涼處陰干； ⑤ 熨燙的溫度應低一些 ， 保持在 120℃ 左右； ⑥ 剪裁縫制以前先下水 ， 讓它充分縮水； ⑦ 收藏時 ， 應避免重壓 ， 以免引起折皺 。 ２、富強纖維 ? 為了克服粘膠纖維的缺點 ， 把合成高分子樹脂加入到粘膠纖維中 ， 制成一種高強度粘膠纖維 ， 稱之為富強纖維 ， 簡稱富纖 。 富纖的濕強度明顯增加 ， 浸水后不易收縮和起皺 ， 其織物的尺寸穩(wěn)定 ， 不易走樣 ， 耐堿性能良好 。 但富纖的斷裂伸長度小 ， 鉤接強度比普通粘膠纖維低 ， 而耐磨性較差 ， 纖維發(fā)脆 。 ? 樹指處理的具體方法是：二羥甲基脲 （ O=C(NHCH2OH)2）或單羥甲基脲 （ H2NCONHCH2OH） 為主劑 ， 氯化銨或磷酸氫銨為催化劑 ， 配成水溶液 。 將粘皎纖維浸漬在上述水溶液中 ， 取出后干燥 ， 并在 140℃ 溫度下烘干 5分鐘 ， 此時滲入纖維內(nèi)部的羥甲基脲與纖維素中游離羥基發(fā)生交聯(lián)而使得纖維素樹脂化 。 ３、 其它人造纖維 ? 纖維素不溶于水 ， 但可溶于銅氨溶液中 ， 以此制成粘膠液再噴絲制得的人造纖維稱為銅氨纖維 。 它顏色潔白 ， 光澤柔和 ， 手感柔軟 。 濕纖維強度也比粘膠纖維略好 ， 但由于生產(chǎn)過程中要消耗一定的銅 ， 成本較高 ，所以生產(chǎn)量較少 。 ? 用混酸 （ 硝酸和硫酸 ） 處理自然界的纖維素 ， 得到硝化纖維素 ， 然后將其溶解在酒精或乙醚中制成粘液 ，再用玻璃管吹空氣中凝固而成細絲 ， 這就是最早的人造纖維 ―― 硝酸纖維 。 它可以用于制造無煙火藥 、 火棉膠 、 各種賽璐珞制品 。 ? 用醋酐將纖維素酯化成三醋酸酯 （ １個纖維分子與３個分子醋酸反應生成的酯 ） ， 再部分分解為較低的醋酸酯 （ 如二醋酸酯 ） ， 然后溶解于丙酮內(nèi)成為紡絲液 ，在細孔中壓出 ， 經(jīng)熱空氣將丙酮揮發(fā)掉即成醋酸纖維 。醋酸纖維用作電影膠片或照相機的片基 、 電絕緣材料 、清漆 、 香煙過濾嘴的過濾棒等 。 三、合成纖維 ? 合成纖維是以低分子化合物為原料，用有機合成的方法制得的高分子化合物，再經(jīng)機械加工所得的纖維。合成纖維一般都是以煤、石油、天然氣或農(nóng)副產(chǎn)品為基本原料。這些原料蘊藏量大，品種多，性能優(yōu)異，成本低廉，因此，合成纖維有著無限的發(fā)展前途。 ? 說起合成纖維，它們的名字都有同一個字 :“綸 ” 。如錦綸、絳綸、腈綸、維綸、芳綸 …… 。它們的出現(xiàn)，為人類的衣食住行立下了汗馬功勞。 ? 俗話說， “ 民以食為天 ” ，當然也是 “ 民以衣遮體 ” 。糧棉爭田是幾千年來一直捆擾人類的大問題，特別是人多地少的中國。但 “ 綸 ” 字輩眾姊妹來到人間后，我們不出兩代人便解決了人們的穿衣問題，我國還成了世界紡織大國。 合成纖維 ? 目前 ， 世界上已經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)的合成纖維品種達百余種 ， 按它們的化學結構不同可分為碳鏈纖維和雜鏈纖維兩大類 。 碳鏈合成纖維通常是通過加成聚合（ 加聚 ） 反應制得的纖維 。 如腈綸 （ 聚丙烯腈纖維 ） 、 丙綸 （ 聚丙烯類纖維 ） 、 維尼綸 （ 聚乙烯醇類纖維 ） 、 氯綸 （ 聚氯乙烯類纖維 ） 等 。 雜鏈合成纖維通常是由雙官能團單體通過縮合聚合 （ 縮聚 ）反應或由雜環(huán)化合物通過開環(huán)聚合制得的纖維 。 如錦綸 （ 聚酰胺類纖維 ） 、 滌綸 （ 聚酯類纖維 ） 等 。 ? 合成纖維具有強度高 、 耐磨 、 彈性好 、 保暖性好 ，不會發(fā)霉 、 不受蟲蛀等優(yōu)點 ， 合成纖維的粗細和長短 ， 可以按照人們不同需要而生產(chǎn) ， 花色品種特別齊全 。 其最大的缺點是吸濕性差 ， 可通過形成混紡織物來解決 。 １、錦綸（聚酰胺類纖維） ? 錦綸是聚酰胺類纖維 。 英文商品名為 Nylon，音譯為尼龍或耐綸 。 我國錦州化工廠最早大量生產(chǎn) ， 故我國統(tǒng)稱為 “ 錦綸 ” 。 而卡普綸是前蘇聯(lián)同類商品名的譯音 。 ? 它的分子主鏈由酰胺鍵 （ CONH） 連接起來 ，其一是由一種內(nèi)酰胺單體縮聚而成 ， 其分子構造可用下式表示： [ NH(CH2)xCO ]n ,如錦綸－ 6；另有一種