蚕丝

指桑蚕丝。桑蚕结茧时吐出的丝缕及用以加工成的纤维。蚕丝在天然纤维中最为细长,是织制各种绸缎、针织品和工艺品的优良纺织原料,在化学、医药和国防工业上也有用途。

结构

蚕丝由桑蚕丝腺分泌的丝物质形成,是动物性蛋白纤维。缫丝时将几个蚕茧的茧丝抽出捻合胶着而成生丝,再经精练脱胶而成熟丝(即练丝)。茧丝由2根断面呈钝三角形的单丝(纤丝)并列粘合而成,单丝的中轴是丝素,约占单丝重的70~80%;外覆的保护物质为丝胶,约占20~30%;此外尚有少量蜡质、色素、碳水化合物和无机物等主要存在于丝胶内。丝素为纤维蛋白质,基本的结构单元是多肽折叠长链,由18种氨基酸组成,其中甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸和酪氨酸4种约占90%,其含量、排列顺序和分子高级结构对蚕丝的强力、伸度、柔软性、多孔性和吸湿性等起决定作用。丝素因分子侧链端基非极性氨基酸较多,为疏水性,故不溶于水。丝胶分层紧包于丝素周围,不仅对丝纤维起胶粘作用,且对外界损害丝素的热、光、酶、酸、碱及氧化等作用有强大抵抗力。丝胶系球形蛋白质,亦由18种氨基酸组成,以丝氨酸、天冬氨酸和谷氨酸为主,其侧链端基含极性氨基酸较多,为亲水性,易溶于水;在湿热环境中,其分子结构可逐步由无规则线团态(不稳定的球状)向β结构(稳定的摺叠片状)结晶态转化,丝胶由可逆的变性渐呈不可逆的变质,使水溶性降低。这种变化,在常温(如20℃)条件下决定于空气湿度。相对湿度为35%时丝胶为非晶态水溶性,相对湿度增至50%时开始变性,当相对湿度达80%时,即渐成为β结构的难溶性丝胶。湿度愈大,变性愈快,程度愈烈。故上蔟、鲜茧堆放和干茧贮藏的环境,宜保持干燥。

物理性状

主要表现为:

(1)熟丝有珍珠光泽,鲜丽雅致,手感柔软丰满而富弹性。

(2)纤维细长。茧丝纤度一般为2~3.3旦〔1旦(D)=0.1111特克期(tex)=0.111 112×10-6千克/米〕,3旦的茧丝横切面的长径约为30~32微米,短径约为8~10微米。生丝的粗细,因缫丝捻合时根据织物需要确定的蚕茧粒数而异,有14旦、21旦、28旦不等;有效茧丝长一般为700~1500米。

(3)强力和伸度。茧丝加力拉伸至切断的强力平均为3.3~4.5克力/旦,熟丝高于生丝。加力至切断的伸长度,茧丝为13~18%,生丝为18~23%,熟丝为17~20%,湿润时伸度增加,强力下降。

(4)茧丝具有多孔性。空隙约占体积的25~30%,故吸收性能良好,可吸贮大量气体,并能吸收大气中的水分达自重的1/3以上。浸水会发生膨润,丝素为有限膨润,体积增大约30~35%;丝胶为无限膨润。对染料和极性气体的吸附力亦较强。

(5)导热率低。比热超过其他纺织纤维,故丝织衣着冬暖夏凉。

(6)温度极限:丝织物最适的洗涤温度为30~40℃;干热100℃时水分蒸发强烈; 130℃时开始发散挥发性物质,丝胶变硬,丝色泛黄,强力降低; 280℃左右发烟碳化。生丝发火点为366℃,熟丝为352℃,自燃温度为456℃。

(7)绝缘性能良好,干蚕丝摩擦后带正电荷。

(8)织物湿态易皱,洗后免烫性差。

化学性状

主要表现为:

(1)在水中的溶解度随温度而增加。浸水后有少量丝胶和盐类溶解;煮沸15~20小时,可除去绝大部分丝胶,而丝素只受轻微影响;用2个大气压、121℃温度处理时丝胶充分溶解,强伸力、光泽和手感均受损害;温度达180℃时,丝素亦全部溶解。

(2)耐酸力较强,但不耐强酸。苦味酸能使丝色染黄;单宁酸固化丝胶,可作增量剂。

(3)耐碱力较弱,强碱有显著水解作用,弱碱在高温长时间作用下,也损伤丝素。

(4)中性盐能使蚕丝脆化,浓液、高温的长时间作用可使其溶解。

(5)受日光照射时易致酰氨键断裂,强度下降,造成脆化;日晒200小时,强力损失约50%。酪氨酸经紫外线辐射,可使丝色泛黄。

(6)在常温干燥下氧化慢,如遇高温、多湿条件,氧化作用增强,亦易脆化。

(7)易受微生物侵染繁殖,所产生的酶,能使蚕丝变色变质。

参考文章