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1、第四章蛋白質(zhì)纖維羊毛、蠶絲第四章蛋白質(zhì)纖維第一節(jié)蛋白質(zhì)的基礎(chǔ)知識第二節(jié)羊毛第三節(jié)蠶絲本章要求掌握的內(nèi)容1、等電點的概念2、羊毛的形態(tài)結(jié)構(gòu)3、羊毛的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)4、蠶絲的形態(tài)結(jié)構(gòu)5、蠶絲的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)第一節(jié)蛋白質(zhì)的基礎(chǔ)知識一、蛋白質(zhì)的化學組成及分子結(jié)構(gòu)二、蛋白質(zhì)的兩性性質(zhì)一、蛋白質(zhì)的化學組成及分子結(jié)構(gòu)1、元素組成蛋白質(zhì)是有機含氮高分子物,分子量很高,結(jié)構(gòu)復雜,但是,組成蛋白質(zhì)的元素并不很多。主要元素:C、H、O、N其他元素:S、P微量元素:Fe、Cu、Zn、I一、蛋白質(zhì)的化學組成及分子結(jié)構(gòu)概況2.氨基酸組成
2、蛋白質(zhì)完全水解的最終產(chǎn)物是氨基酸,因此蛋白質(zhì)的基本組成單位是氨基酸。天然蛋白質(zhì)中的氨基酸主要有20種左右,它們的共同特點都是α-氨基酸,可用下列通式表示:一、蛋白質(zhì)的化學組成及分子結(jié)構(gòu)概況3、分子結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)可看作是由氨基酸彼此通過氨基與羧基脫水縮合,以酰胺鍵連接起來的大分子肽鍵:蛋白質(zhì)分子中的酰胺鍵肽:由肽鍵相連接的縮氨酸多肽:多個肽鍵連接的縮氨酸主鏈:多肽的長鏈側(cè)鏈:主鏈上的分支蛋白質(zhì)的初級結(jié)構(gòu):多肽鏈中的氨基酸排列順序蛋白質(zhì)的高級結(jié)構(gòu):蛋白質(zhì)分子的空間構(gòu)象一、蛋白質(zhì)的化學組成及分子結(jié)構(gòu)概況一、蛋白質(zhì)的化學組成及分
3、子結(jié)構(gòu)概況4、副鍵的作用蛋白質(zhì)分子的空間構(gòu)象主要靠主鏈及側(cè)鏈上的各種基團間的相互作用形成,這些結(jié)合力統(tǒng)稱為副鍵。氫鍵:肽鏈中的亞氨基和羰基之間:鹽鍵(又稱離子鍵):大分子側(cè)基的酸性和堿性基團之間一、蛋白質(zhì)的化學組成及分子結(jié)構(gòu)概況4、副鍵的作用二硫鍵:本身屬共價鍵,可存在于不同肽鏈之間或同一肽鏈之中:二、蛋白質(zhì)的兩性性質(zhì)蛋白質(zhì)分子中除末端的氨基與羧基外,側(cè)鏈上還含有許多酸、堿性基團。因而,蛋白質(zhì)具有既象酸又象堿一樣的性能,是典型的兩性高分子電解質(zhì)。蛋白質(zhì)中所含的酸堿性基團如下:末端:-NH2,-COOH側(cè)基:-NH2
4、,-COOH,-OH…二、蛋白質(zhì)的兩性性質(zhì)1、酸堿性條件下的電離平衡:其中"P"表示多肽鏈由上式可以明顯地看出,這三種狀態(tài)之間的關(guān)系,是由溶液的氫離子濃度決定的。二、蛋白質(zhì)的兩性性質(zhì)2、等電點蛋白質(zhì)分子上所帶的正負電荷數(shù)相等時的pH值羊毛和蠶絲的等電點:??羊毛4.2~4.8蠶絲3.5~5.2等電點時的性質(zhì):蛋白質(zhì)在等電狀態(tài)時,呈現(xiàn)一系列特殊的也是極為重要的性質(zhì),如:溶脹、溶解度、滲透壓、電泳以及電導率都最低;染整加工時盡可能在等電點附近,以使損傷最小。二、蛋白質(zhì)的兩性性質(zhì)3、最大吸酸值pH值3~5,開始結(jié)合酸p
5、H值1.3~1.8,結(jié)合酸量最大pH值小于0.8,過量吸酸,蛋白質(zhì)開始水解pH值大于10,蛋白質(zhì)水解破壞(很難測定吸堿值)蛋白質(zhì)上結(jié)合酸的堿性基團氨基:是主要吸酸基團亞氨基:pH很低時(<0.8)也能吸酸(屬于過量吸酸)最大吸酸值:概念:蛋白質(zhì)結(jié)合酸的最大值影響因素:蛋白質(zhì)上的堿性基團的多少影響最大吸酸值注意:可用最大吸酸值測定蛋白質(zhì)上的氨基含量二、蛋白質(zhì)的兩性性質(zhì)4、膜平衡原理在不同pH介質(zhì)中,纖維內(nèi)部和外部的pH值不一致纖維的表面具有類似半透膜性質(zhì)??膜內(nèi)體系:蛋白質(zhì)分子上帶有的離子與其中的溶液??膜外體系
6、:纖維外面的溶液膜內(nèi)膜外溶液的分配系數(shù)λ:二、蛋白質(zhì)的兩性性質(zhì)與蛋白質(zhì)離子電荷相同的可遷移離子的濃度:纖維內(nèi)低于纖維外與蛋白質(zhì)離子電荷相反的可遷移離子的濃度:纖維內(nèi)高于纖維外等電點以下:????蛋白質(zhì)存在狀態(tài)為H3N+PCOOH????[H+]外>[H+]內(nèi),pH外pH內(nèi)二、蛋白質(zhì)的兩性性質(zhì)羊毛的酸滴定曲線:從圖中可以看出,溶液中鹽的濃度越高時,所得到的滴定曲線形狀,越接近于內(nèi)滴定曲線(即蛋白質(zhì)結(jié)合酸或結(jié)合堿量對纖維內(nèi)P
7、H值所做的曲線)。在某一PH值,有鹽存在時,結(jié)合酸量較無鹽存在時為大。第二節(jié)羊毛一、羊毛的形態(tài)結(jié)構(gòu)及分類二、羊毛的化學組成與分子結(jié)構(gòu)三、羊毛的超分子結(jié)構(gòu)四、羊毛的主要機械性能五、羊毛的主要化學性質(zhì)一、羊毛的形態(tài)結(jié)構(gòu)及分類1、形態(tài)結(jié)構(gòu)截面:接近圓形縱向:鱗片三個組成部分鱗片層皮質(zhì)層髓質(zhì)層一、羊毛的形態(tài)結(jié)構(gòu)鱗片層外殼組成:片狀角質(zhì)細胞根部附著于毛干,梢部則伸出毛干表面細羊毛鱗片可見高度低于粗羊毛細羊毛鱗片層厚度大于粗羊毛一、羊毛的形態(tài)結(jié)構(gòu)皮質(zhì)層主體決定性質(zhì)組成:紡錘型皮質(zhì)細胞,分為O皮質(zhì)細胞和P皮質(zhì)細胞兩種。O皮質(zhì)細胞:
8、含S低,易于染色,位于羊毛卷曲波形的外側(cè)P皮質(zhì)細胞:位于羊毛卷曲波形的內(nèi)側(cè)雙側(cè)結(jié)構(gòu):O、P細胞的雙側(cè)異構(gòu)分布一、羊毛的形態(tài)結(jié)構(gòu)髓質(zhì)層組成:薄膜細胞結(jié)構(gòu)疏松、內(nèi)部充有空氣細胞之間聯(lián)系很弱髓質(zhì)多,則彈性和強度較低2、羊毛分類細絨毛:直徑<30μm,無髓質(zhì)層粗毛:直徑>52.5μm,有連續(xù)的髓質(zhì)層兩型毛:52.5μm<直徑<30μm,有斷續(xù)的髓質(zhì)層死