蚕丝的组成和形态结构

桑蚕丝的纤维结构与性能分析桑蚕丝是一种天然纤维，以其独特的结构和优良的性能而闻名于世。

本文将对桑蚕丝的纤维结构和性能进行分析，探讨其在纺织和材料领域中的应用前景。

首先，让我们了解一下桑蚕丝的纤维结构。

桑蚕丝是由桑蚕的腺体分泌物组成的，其主要成分是由二聚体组成的丝胶蛋白，这些丝胶蛋白通过丝腺分泌出来后，在接触空气中迅速凝固形成纤维。

桑蚕丝的纤维由内外两层结构组成，内层被称为纺丝液层，外层被称为纤维膜层。

纺丝液层由无规则排布的丝胶蛋白纳米纤维构成，而纤维膜层则是由有序排列的纤维蛋白构成。

这种双层结构赋予了桑蚕丝优异的力学性能和稳定性。

接下来，我们将对桑蚕丝的性能进行分析。

桑蚕丝具有很高的强度和韧性，比强度和比模量分别是钢的6倍和木材的2倍。

这使得桑蚕丝成为一种理想的纺织材料，可以用于制作高质量的衣物和织品。

此外，桑蚕丝还具有优异的吸湿性和透气性，使得穿着桑蚕丝制成的衣物舒适而且不易产生静电。

桑蚕丝还具有良好的染色性能，可以在染色过程中吸收染料并保持色牢度。

此外，桑蚕丝还具有较低的密度和较好的耐腐蚀性能，使其在航空航天和医疗器械等领域中有广泛的应用前景。

桑蚕丝的纤维结构和性能使其成为一种多功能材料，适用于各种领域的应用。

在纺织领域，桑蚕丝被广泛应用于高档面料、丝巾和内衣等制品。

由于其优异的机械性能和良好的弯曲性能，桑蚕丝也被应用于医疗领域，例如制作人工血管和缝合线等。

此外，桑蚕丝还具有良好的生物相容性，使其在组织工程中有潜在的应用价值。

此外，桑蚕丝还可以用于制作高性能的复合材料，在航空航天领域和汽车制造业中有广泛的应用前景。

然而，尽管桑蚕丝具有许多优异的性能和应用前景，但也存在一些问题和挑战。

首先，桑蚕丝的生产过程相对复杂，需要大量的人工操作和时间。

此外，桑蚕丝的生产过程还涉及到桑蚕的养殖和桑树的种植等问题，对环境和资源的需求较大。

此外，由于桑蚕丝是一种天然纤维，其生产量较低，价格相对较高。

这些问题限制了桑蚕丝的规模化应用以及普及度。

桑蚕丝面料知识蚕丝（包括桑蚕丝、柞蚕丝、木薯蚕丝等）是一种蛋白质纤维，它含有丝氨酸、赖氨酸、天门氨酸、谷氨酸、苏氨酸、组氨酸、酪氨酸、色氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸和胱氨酸等十八种氨基酸。

由于这些氨基酸的分子结构上大多含有亲水性的基团，因此蚕丝具有良好的吸湿性和抗静电性。

蚕丝的蛋白质和人体皮肤的化学组成近似，所以与皮肤接触时感觉柔软舒适，无异物感。

此外，蚕丝纤维中的色氨酸和酪氨酸能吸收紫外线，可防止皮肤遭受过多的紫线侵袭。

蚕丝，是熟蚕结茧时分泌丝液凝固而成的连续长纤维，也称“天然丝”。

它与羊毛一样，是人类最早利用的动物纤维之一，根据食物的不同，又分桑蚕、柞蚕、木薯蚕、樟蚕、柳蚕和天蚕等。

从单个蚕茧抽得的丝条称为茧丝，它由两根单纤维借丝胶粘合包覆而成。

将几个蚕茧的茧丝抽出，借丝胶粘合包裹而成的丝条，有桑蚕丝（也称生丝）与柞蚕丝之分，统称为蚕丝。

除去丝胶的蚕丝，叫做精炼丝。

以它们为原料，就可用织机加工成各类品种的织物了。

蚕丝纤维由两根呈三角形或半椭圆形的丝素外包丝胶组成，横截面呈椭圆形。

蚕丝纤维为蛋白质纤维，丝胶和丝素是其主要组成部分，其中丝素约占3/4，丝胶约占1/4。

丝胶和丝素由18种氨基酸组成，约含97%的纯蛋白质。

丝胶是水溶性较好的的球状蛋白质，将蚕丝溶解于热水中脱胶精练，就是利用了丝胶的这一特性。

由于丝胶和丝素的氨基酸组成不同，丝素为纤蛋白，丝胶为球蛋白。

桑蚕所吐之丝全长可达1000米以上。

以桑蚕丝为原料，将若干根茧丝抱合胶着缫制而成的长丝，又称真丝。

机器缫制的丝称为厂丝，白茧缫的丝称为白厂丝。

用简易机械和工艺，以次茧为原料缫制的丝称为土丝。

经精练脱胶后的丝，称为熟丝。

而未精练的丝，则叫作生丝。

由于桑蚕丝从栽桑养蚕至缫丝织绸的生产过程中未受到污染，因此是世界推崇的绿色产品。

又因其为蛋白质纤维，属多孔性物质，透气性好，吸湿性极佳，而被世人誉为“纤维皇后”。

第二节天然丝一、丝的特点：蚕丝是高级的纺织原料，，有较好的强伸度，纤维细而柔软，平滑、富有弹性、光泽好、吸湿性好。

柞蚕丝具有坚牢、耐晒、富有弹性、滑挺等优点，在我国丝绸产品中占有相当的地位。

二、蚕丝的分子结构：蚕丝纤维主要由丝素和丝胶两种蛋白质组成，此外还有一些非蛋白性物质如脂蜡物质、碳水化合物、色素、矿物质等。

其化学组成和各种α氨基酸含量见表2-2与2-3。

柞蚕丝与桑蚕丝略有差异，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，柞蚕丝含有较多支链的二氨基酸，如天门冬酸、精氨酸等，使分子结构轨整性差，结晶性也较差。

三、蚕丝的形成和形态结构（一）桑蚕丝1.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。

绢丝腺是透明的管状器管，左右各一条，分别位于食管下面蚕体两侧，呈细而弯曲状，在蚕的头部内，两管合并为一根吐丝管。

2.蚕茧的构成：蚕到老熟后停止吃叶，开始上簇吐丝结茧。

茧的表面包围着不规则的茧丝，丝细而脆弱，称为茧衣。

茧衣里面是茧层，茧层结构紧密，茧丝排列重叠规则，粗细均匀，形成10多层重叠密接的薄丝层，是组成茧层的主要部分，约占全部丝量的70~80%。

薄丝层由丝胶胶着，其间存在有许多微小的空隙，使茧层具有一定的通气性与透水性。

最里面的茧丝纤度最细，结构松散，叫蛹衬。

茧层可剿丝，茧衣和蛹衬因丝细而脆弱不能剿丝，只能作绢纺材料。

茧层主要成分是丝素和丝胶，一般丝素占72~81%，丝胶占19~28%。

由于茧层内外部位不同，丝素与丝胶的比例也不同，外层丝胶比例较大，特别是茧衣的丝胶含量更高，而中层丝胶含量较少。

其它物质有蜡类物质、醣类物质、色素及矿物质等，约占3%。

3.蚕丝的结构形态：茧丝是由两根单丝平行粘合而成。

中心是色素，外围为丝胶。

茧丝的横截面形状呈半椭圆形或略成三角形。

三角形的高度从茧的外层到内层逐渐降低。

即从外到内渐趋扁平。

茧丝的粗细，用纤度（又称条份、即旦数）表示。

纤度因蚕的品种、饲养条件不同而有差异。

分析蚕丝丝光的结构因素
蚕丝的丝光是由其特殊的结构因素所决定的。

以下是对蚕丝丝光的结构因素进行简要分析：
三层结构：蚕丝由内到外分为三层，分别是内层纤丝、中层纤丝和外层纤维状构造。

这种三层结构使得蚕丝具有很高的光学反射率，即丝光效果。

分子排列：蚕丝是由蛋白质纤丝素组成的，纤丝素分子呈β-折叠结构和α-螺旋结构交替排列，形成了规则的晶格结构。

这种有序排列使得入射光在不同晶面间发生散射和干涉现象，产生丝光效果。

斜向结构：蚕丝纤维状构造的表面呈现出一种微小呈斜角的结构，在光线照射下会发生多次反射和折射，从而增加了光的扩散和散射效果，进一步增强了丝光的表现。

折射率差异：蚕丝的不同层次具有略微不同的折射率，如内层纤丝比外层纤维状构造的折射率略高。

这种差异也是形成丝光效果的因素之一。

纺织材料学(于伟东-中国纺织出版社)课后答案第一章纤维的分类及发展2、棉，麻，丝，毛纤维的主要特性是什么？试述理由及应该进行的评价。

棉纤维的主要特性：细长柔软，吸湿性好（多层状带中腔结构，有天然扭转），耐强碱，耐有机溶剂，耐漂白剂以及隔热耐热（带有果胶和蜡质，分布于表皮初生层）；弹性和弹性恢复性较差，不耐强无机酸，易发霉，易燃。

麻纤维的主要特性：麻纤维比棉纤维粗硬，吸湿性好，强度高，变形能力好，纤维以挺爽为特征，麻的细度和均匀性是其特性的主要指标。

（结构成分和棉相似单细胞物质。

）丝纤维的特性：具有高强伸度，纤维细而柔软，平滑有弹性，吸湿性好，织物有光泽，有独特“丝鸣”感，不耐酸碱（主要成分为蛋白质）毛纤维的特性：高弹性（有天然卷曲），吸湿性好，易染色，不易沾污，耐酸不耐碱（角蛋白分子侧基多样性），有毡化性（表面鳞片排列的方向性和纤维有高弹性）。

3、试述再生纤维与天然纤维和与合成纤维的区别，其在结构和性能上有何异同？在命名上如何区分？答：一、命名再生纤维：“原料名称+浆+纤维” 或“ 原料名称+黏胶”。

天然纤维：直接根据纤维来源命名，丝纤维是根据“植物名+蚕丝”构成。

合成纤维：以化学组成为主，并形成学名及缩写代码，商用名为辅，形成商品名或俗称名。

二、区别再生纤维：已天然高聚物为原材料制成浆液，其化学组成基本不变并高纯净化后的纤维。

天然纤维：天然纤维是取自植物、动物、矿物中的纤维。

其中植物纤维主要组成物质为纤维素，并含有少量木质素、半纤维素等。

动物纤维主要组成物质为蛋白质，但蛋白质的化学组成由较大差异。

矿物纤维有SiO2 、Al2O3、Fe2O3、MgO。

合成纤维：以石油、煤、天然气及一些农副产品为原料制成单体，经化学合成为高聚物，纺制的纤维7、试述高性能纤维与功能纤维的区别依据及给出理由。

高性能纤维（HPF）主要指高强、高模、耐高温和耐化学作用纤维，是高承载能力和高耐久性的功能纤维。

功能纤维是满足某种特殊要求和用途的纤维，即纤维具有某特定的物理和化学性质。

（完整版）纺织材料学（于伟东-纺织出版社）课后答案第⼀章纤维的分类及发展2、棉，⿇，丝，⽑纤维的主要特性是什么？试述理由及应该进⾏的评价。

棉纤维的主要特性：细长柔软，吸湿性好（多层状带中腔结构，有天然扭转），耐强碱，耐有机溶剂，耐漂⽩剂以及隔热耐热（带有果胶和蜡质，分布于表⽪初⽣层）；弹性和弹性恢复性较差，不耐强⽆机酸，易发霉，易燃。

⿇纤维的主要特性：⿇纤维⽐棉纤维粗硬，吸湿性好，强度⾼，变形能⼒好，纤维以挺爽为特征，⿇的细度和均匀性是其特性的主要指标。

（结构成分和棉相似单细胞物质。

）丝纤维的特性：具有⾼强伸度，纤维细⽽柔软，平滑有弹性，吸湿性好，织物有光泽，有独特“丝鸣”感，不耐酸碱（主要成分为蛋⽩质）⽑纤维的特性：⾼弹性（有天然卷曲），吸湿性好，易染⾊，不易沾污，耐酸不耐碱（⾓蛋⽩分⼦侧基多样性），有毡化性（表⾯鳞⽚排列的⽅向性和纤维有⾼弹性）。

3、试述再⽣纤维与天然纤维和与合成纤维的区别，其在结构和性能上有何异同？在命名上如何区分？答：⼀、命名再⽣纤维：“原料名称+浆+纤维”或“原料名称+黏胶”。

天然纤维：直接根据纤维来源命名，丝纤维是根据“植物名+蚕丝”构成。

合成纤维：以化学组成为主，并形成学名及缩写代码，商⽤名为辅，形成商品名或俗称名。

⼆、区别再⽣纤维：已天然⾼聚物为原材料制成浆液，其化学组成基本不变并⾼纯净化后的纤维。

天然纤维：天然纤维是取⾃植物、动物、矿物中的纤维。

其中植物纤维主要组成物质为纤维素，并含有少量⽊质素、半纤维素等。

动物纤维主要组成物质为蛋⽩质，但蛋⽩质的化学组成由较⼤差异。

矿物纤维有SiO2 、Al2O3、Fe2O3、MgO。

合成纤维：以⽯油、煤、天然⽓及⼀些农副产品为原料制成单体，经化学合成为⾼聚物，纺制的纤维7、试述⾼性能纤维与功能纤维的区别依据及给出理由。

⾼性能纤维（HPF）主要指⾼强、⾼模、耐⾼温和耐化学作⽤纤维，是⾼承载能⼒和⾼耐久性的功能纤维。

功能纤维是满⾜某种特殊要求和⽤途的纤维，即纤维具有某特定的物理和化学性质。