Главная > Одежда

Волокна растительного и живого происхождения, химические волокна

Волокна растительного происхождения. К волокнам растительного происхождения относят хлопковые и лубяные.

Хлопок — это волокна, покрывающие семена растения хлопчатника. Основным веществом (94-96 %), из которого состоит хлопковое волокно, является целлюлоза. К сопутствующим веществам (4—6 %) относятся вода, пектиновые (склеивающие), жировосковые, зольные вещества и др.

Хлопковое волокно нормальной зрелости под микроскопом имеет вид плоской ленточки со штопорообразной извитостью и с каналом, заполненным внутри воздухом.

Хлопковое волокно обладает многими положительными свойствами. Прежде всего, оно имеет высокую гигроскопичность (8~12%), поэтому хлопчатобумажные ткани и изделия из них обладают хорошими гигиеническими свойствами.

Хлопок обладает способностью быстро впитывать влагу и быстро ее испарять, т. е. быстро высыхает. При погружении в воду волокна набухают, и их прочность увеличивается на 10-20 %. Хлопок устойчив к действию щелочей, но разрушается даже разбавленными кислотами.

На способность хлопка набухать в щелочах и повышать при этом прочность, окрашиваемость и приобретать шелковистость и блеск основано проведение специальной операции отделки - мерсеризации. Волокна достаточно прочные. Хлопок имеет сравнительно высокую термостойкость — разрушения волокна при температуре до 130 °С не происходит. Хлопковое волокно более стойкое, чем вискозное и натуральный шелк, к действию света, но по светостойкости уступает лубяным и шерстяным волокнам. Волокна хлопка горят желтым пламенем, образуя серый пепел, ощущается запах жженой бумаги. Отрицательными свойствами хлопкового волокна являются высокая сминаемость (из-за малой упругости), большая усадка, низкая стойкость к действию кислот.

Лен. Волокна, которые получают из стеблей, листьев или оболочек плодов растений, называются лубяными. Из стеблей конопли вырабатывают прочные грубые волокна - пеньку, которая используется для тарных тканей и веревочно-канатных изделий. Грубые технические волокна (джут, кенаф, рами) получают из стеблей одноименных растений. Из всех лубяных волокон наибольшее применение получило льняное.

Льняные волокна получают из лубяной части стебля. Лен - однолетнее травянистое растение.

Характерной особенностью лубяных волокон в отличие от других является то, что они представляют собой пучки волокон, соединенных пектиновыми веществами. При длительном кипячении в мыльно-содовых растворах пектиновые вещества вымываются и лен делится на отдельные волокна.

Отдельное волокно льна представляет собой одну растительную клетку. Под микроскопом волокно в продольном виде представляет собой цилиндр с толстыми стенками. Поперечный срез волокна — многоугольник с 5-6 гранями.

Поверхность волокна более ровная и гладкая, в результате чего льняные ткани меньше, чем хлопчатобумажные, загрязняются и легче отстирываются. Эти свойства льна особенно ценны для бельевых полотен.

В составе волокна 80% целлюлозы и 20% примесей - воскообразных, жировых, красящих, минеральных и лигнина (5%). Лигнин -продукт одревеснения клетки, придающий льну повышенную жесткость. Содержание лигнина в льняном волокне делает его устойчивым к действию света, погоды, микроорганизмов.

Прочность элементарных волокон в 3-5 раз превышает прочность хлопка, а растяжимость - во столько же раз меньше, поэтому льняные прокладочные ткани лучше сохраняют форму изделий, чем хлопчатобумажные. Волокна блестят, так как имеют гладкую поверхность, Физико-химические свойства льна и хлопка достаточно близки. Льняное волокно уникально тем, что при высокой гигроскопичности (12%), оно быстрее других текстильных волокон поглощает и выделяет влагу. Особенностью льна является его высокая теплопроводность, поэтому на ощупь волокна всегда прохладные. Термического разрушения волокна не происходит до температуры 160 °С. Химические свойства льняного волокна аналогичны хлопковому, т. е. оно устойчиво к действию щелочей, но не устойчиво к кислотам. В связи с тем, что льняные ткани имеют свой естественный красивый достаточно шелковистый блеск, мерсеризации их не подвергают. Отрицательным свойством льняного волокна является его сильная сминаемость из-за низкой упругости. Волокна льна отбеливаются и окрашиваются, так как имеют более интенсивную природную окраску, толстые стенки.

Волокна животного происхождения. К волокнам животного происхождения относят шерсть и натуральный шелк.

Шерсть — это волокна снятого волосяного покрова овец коз, верблюдов, кроликов и других животных. Шерсть получают в основном с овец (97-98%), в меньшем количестве с коз (до 2%), верблюдов (до 1 %). Шерстяные волокна состоят из белка кератина.

Шерстяные волокна под микроскопом легко можно отличить от других волокон - их наружная поверхность покрыта чешуйками. Под микроскопом видна своеобразная извитость шерстяных волокон. Их извитки волнообразны в отличие от хлопковых волокон, извитки которых штопорообразные. Сильную извитость имеет тонкая шерсть.

Шерсть может быть следующих видов: пух, переходный волос, ость и мертвый волос. Пух - тонкое, сильно извитое, шелковистое волокно; переходный волос неравномерен по толщине, прочности, имеет меньшую извитость; ость и мертвый волос характеризуются большей толщиной, отсутствием извитости, повышенной жесткостью и хрупкостью, малой прочностью, мертвый волос плохо окрашивается, легко ломается и выпадает из готовых изделий.

Шерсть может быть однородной (из волокон преимущественно одного вида, например, пуха) и неоднородной (из волокон разных видов — пуха, переходного волоса и др.). В зависимости от толщины волокон и однородности их состава шерсть подразделяют на тонкую, полутонкую, полугрубую и грубую. Тонкая шерсть состоит из тонких волокон пуха, полутонкая состоит из более толстого пуха или переходного волоса; полугрубая может быть однородной и неоднородной и состоять из пуха, переходного волоса и небольшого количества ости; грубая — неоднородная и включает в себя все виды волокон, в том числе ость и мертвый волос.

Шерстяное волокно имеет высокую упругость, а следовательно, малую сминаемость. Шерсть - достаточно прочное волокно, удлинение при разрыве высокое. В мокром состоянии волокна на 30 % теряют прочность.

Блеск шерсти определяется формой и размером покрывающих ее чешуек: крупные плоские чешуйки придают шерсти максимальный блеск; мелкие, сильно отстающие чешуйки делают ее матовой.

Свойства шерсти уникальны — ей присуща высокая свойлачиваемость, что объясняется наличием на поверхности волокна чешуйчатого слоя. Это свойство учитывается при отделке (валке) суконных тканей, фетра, войлока, одеял, при производстве валяной обуви.

Шерсть обладает низкой теплопроводностью, поэтому ткани отличаются высокими теплозащитными свойствами.

По гигроскопичности шерсть превосходит все волокна. Она медленно впитывает и испаряет влагу и поэтому не охлаждается, оставаясь на ощупь сухой. На способности шерсти менять свою растяжимость и усадку при влажно-тепловой обработке основано проведение ряда операций: сутюживание, оттягивание и декатировка. При высыхании шерсть дает максимальную усадку, поэтому изделия из нее рекомендуется подвергать химической чистке.

К действию света шерстяное волокно более устойчиво, чем хлопковое и льняное. Но при длительном облучении оно разрушается.

Щелочи на шерсть действуют разрушающе, к кислотам она устойчива. Поэтому если шерстяные волокна, содержащие растительные примеси, обработать раствором кислоты, то эти примеси, состоящие из целлюлозы, растворятся, и шерстяные волокна останутся в чистом виде. Такой процесс очистки шерсти называют карбонизацией,

В пламени волокна шерсти спекаются, но при вынесении из пламени не горят, образуя на конце волокон спекшийся черный шарик, который легко растирается, при этом ощущается запах жженого пера. Недостатком шерсти является малая термостойкость - при температуре 100—110 С волокна становятся ломкими и жесткими, снижается их прочность.

Натуральный шелк по своим свойствам и себестоимости - ценнейшее текстильное сырье. Получают его разматыванием коконов, образуемых гусеницами шелкопрядов. Наибольшее распространение и ценность имеет шелк тутового шелкопряда, на долю которого приходится 90% мирового производства шелка.

При рассмотрении коконной нити под микроскопом четко видны две шелковины, неравномерно склеенные серицином. В составе коконной нити два белка: фиброин (75 %), из которого состоят шелковины, и серицин (25 %).

Из всех природных волокон натуральный шелк самое легкое волокно и наряду с красивым внешним видом обладает высокой гигроскопичностью (11%), мягкостью, шелковистостью, малой сминаемостью, является незаменимым сырьем для изготовления летней одежды (платьев, блузок).

Натуральный шелк обладает высокой прочностью. Разрывная нагрузка шелка в мокром состоянии снижается примерно на 15%.

Химические свойства натурального шелка аналогичны шерсти, т. е. к кислотам устойчив, к щелочи - нет.

Натуральный шелк имеет самую низкую светостойкость, поэтому в домашних условиях изделия на свету не сушат, особенно при солнечном свете. К другим недостаткам натурального шелка относят низкую термостойкость (такая же, как у шерсти) и высокую усадку, особенно у крученых нитей.

Химические волокна. Химические волокна получают путем химической переработки природных (целлюлозы, белков и др.) или синтетических высокомолекулярных веществ (полиамидов, полиэфиров и др.).

Основным исходным сырьем для получения химических волокон служат древесина, отходы хлопка, стекло, металлы, нефть, газы и каменный уголь.

Волокна формуют из расплавов или растворов высокомолекулярных соединений. Расплав или прядильный раствор высокомолекулярного вещества (полимера) фильтруется и продавливается через тончайшие отверстия в фильерах. Фильеры представляют собой рабочие органы прядильных машин, осуществляющие процесс формования волокон. Струйки прядильных растворов или расплавов, вытекающие из фильеры, затвердевая, образуют нити. Используя фильеры с отверстиями сложной конфигурации, можно получить профилированные и полые волокна.

1. Искусственные волокна. К искусственным относят волокна, получаемые переработкой природных высокомолекулярных соединений - целлюлозы, белков. Более 99 % этих волокон вырабатывают из целлюлозы.

Вискозное волокно - одно из первых химических волокон, вырабатываемых в промышленных масштабах. Для его изготовления используют обычно древесную, преимущественно еловую, целлюлозу, которую путем обработки химическими реагентами превращают в прядильный раствор — вискозу.

Вискозные волокна отличаются высокой гигроскопичностью (11 — 12%), поэтому изделия из них хорошо впитывают влагу и являются гигиеничными; в воде волокна сильно набухают, при этом площадь поперечного сечения увеличивается в 2 раза. Они достаточно устойчивы к истиранию, поэтому их целесообразно использовать для выработки изделий, для которых важными характеристиками являются высокие износостойкость и гигиенические свойства (например, для подкладочных и сорочечных тканей).

Вискозное волокно имеет высокую термостойкость, средние прочность и удлинение, по отношению к кислотам и щелочам - аналогично хлопку и льну.

Однако вискозное волокно имеет ряд существенных недостатков, проявляющихся в изделиях из него, - это сильная сминаемость из-за низкой упругости и высокая усадка (6-8%). Другим недостатком вискозного волокна является большая потеря прочности в мокром состоянии (50-60%). Для снижения недостатков вискозное волокно физически или химически модифицируют, получая полинозные волокна, мтилон, сиблон и др. Полинозное волокно напоминает тонковолокнистый хлопок и применяется при производстве сорочечных, бельевых и др. тканей. Мтилон - шерстоподобное вискозное волокно, которое применяется для ворса ковров. Сиблон - заменитель средне волокнистого хлопка.

Ацетатные волокна получают из хлопкового пуха или облагороженной древесной целлюлозы.

При воздействии на целлюлозу уксусным ангидридом, уксусной и серной кислотами образуется ацетил целлюлоза, из раствора которой получают ацетатные волокна или нити. В зависимости от применяемых растворителей и других химических реагентов получают диацетатные, называемые ацетатными, и триацетатные волокна.

Некоторые из свойств ацетатных и триацетатных волокон являются общими, а некоторые имеют свои особенности. Так, к общим положительным свойствам относят малую сминаемость и усадку (до 1,5 %), а также способность сохранять в изделиях эффекты гофре, плиссе даже после мокрых обработок; к недостаткам, сдерживающим их применение в ассортименте изделий, - низкую устойчивость к истиранию, в результате чего нецелесообразно их применение в ассортименте подкладочных, сорочечных, костюмных тканей. Лучше эти волокна использовать в ассортименте галстучных тканей, для которых износостойкость большого значения не имеет. К другим общим недостаткам волокон относят высокую электризуемость и склонность изделий к образованию заломов в мокром состоянии.

Различия в свойствах ацетатного и триацетатного волокон состоят в следующем. Гигроскопичность у ацетатного волокна выше (6,2 %), чем у триацетатных (4,5%), однако последние лучше окрашиваются и имеют, большую свето- и термостойкость (180 X против 140-150*С).

Из других искусственных волокон в производстве тканей используют алюнит (люрекс), пластилекс, метанит.

2. Синтетические волокна. Синтетические волокна получают из природных низкомолекулярных веществ (мономеров), которые путем химического синтеза превращаются в высокомолекулярные (полимеры).

Синтетические волокна по сравнению с искусственными обладают высокой износостойкостью, малыми сминаемостью и усадкой, но их гигиенические свойства невысокие.

Полиамидные волокна (капрон). Волокно капрон, применяющееся наиболее широко, получают из продуктов переработки каменного угля.

К положительным свойствам капронового волокна относят высокую прочность, а также самую большую из текстильных волокон устойчивость к истиранию по изгибам. Эти ценные свойства капронового волокна используют при введении его в смеску с другими волокнами для получения износостойких материалов, введение 5-10% капронового волокна в шерстяную ткань в 1,5-2 раза повышает ее стойкость к истиранию. Капроновое волокно также обладает малой сминаемостью и усадкой, устойчивостью к действию микроорганизмов.

При внесении в пламя капрон плавится, загорается с трудом горит голубоватым пламенем. Если расплавленная масса начинает капать, горение прекращается, на конце образуется оплавленный бурый шарик, ощущается запах сургуча.

Однако капроновое волокно мало гигроскопично (3,5-4%), поэтому гигиенические свойства изделий из таких волокон невысокие. Кроме этого, капроновое волокно жесткое, сильно электризуется, неустойчиво к действию света, щелочей, минеральных кислот, имеет низкую термостойкость. На поверхности изделий выработанных из капроновых волокон, образуются пилли, которые из-за высокой прочности волокон сохраняются в изделии и в процессе носки не исчезают.  

Полиэфирные волокна, полиэтилентерефшалат ПЭТФ (лавсан или полиэстер). Исходным сырьем для получения лавсана служат продукты переработки нефти. 

В общемировом производстве синтетических волокон эти волокна выходят на первое место. Лавсановое волокно характеризуется отличной несминаемостью, превосходящей все текстильные волокна, в том числе и шерсть. Так изделия из лавсановых волокон в 2-3 раза меньше сминаются, чем шерстяные. Чтобы изделия с целлюлозными волокнами стали малосминаемыми, в смеску к этим волокнам добавляют 45-55 % лавсановых волокон.

Лавсановое волокно обладает очень хорошей стойкостью к свету и атмосферным воздействиям (уступает только нитроновому волокну). По этой причине его целесообразно использовать в гардинно-тюлевых, тентовых, палаточных изделиях. Лавсановое волокно - одни из термостойких волокон. Оно термопластично благодаря, чему изделия хорошо сохраняют эффекты плиссе и гофре. По стойкости к истиранию и изгибам лавсановое волокно несколько уступает капроновому. Но прочность на разрыв и удлинение при разрыве высокие. Волокно стойко к разбавленным кислотам, шелочам, но разрушается при воздействии концентрированной серной кислотой и горячей щелочью. Горит лавсан желтым коптящим пламенем, образуя на конце черный нерастирающийся шарик.

Однако лавсановое волокно обладает низкой гигроскопичностью (до 1 %), плохой окрашиваемостью, повышенной жесткостью, электризуемостью и пиллингуемостью. Причем пилли длительно сохраняются на поверхности изделий.

Полиакрилонитрильные (ПАН) волокна (акрил или нитрон). Исходным сырьем для изготовления нитрона служат продукты переработки каменного угля, нефти, газа.

Нитрон - наиболее мягкое, шелковистое и теплое синтетическое волокно. По теплозащитным свойствам превосходит шерсть, но по стойкости к истиранию уступает даже хлопку. Прочность нитрона вдвое ниже прочности капрона, гигроскопичность низкая (1,5%). Нитрон отличается кислостойкостью, устойчив к действию всех органических растворителей, но разрушается щелочами.

Обладает малой сминаемостью и усадкой. По светостойкости превосходит все текстильные волокна. Горит нитрон желтым коптящим пламенем со вспышками, образуя на конце твердый шарик.

Волокно хрупкое, плохо окрашивается, сильно электризуется и пиллингуется, но пилли из-за невысоких прочностных свойств в процессе носки исчезают.

Поливинилхлоридные волокна вырабатывают из поливинилхлорида — волокно ПВХ и из перхлорвинила - хлорин. Волокна отличаются высокой химической стойкостью, малой теплопроводностью, очень низкой гигроскопичностью (0,1-0,15%), способностью накапливать при трении о кожу человека электростатические заряды, имеющие лечебный эффект при болезнях суставов. Недостатками являются низкая теплостойкость и неустойчивость к действию света.

Поливинилспиртовые волокна (винол) получают из поливинилацетата. Винол имеет самую высокую гигроскопичность (5%), обладает высокой устойчивостью к истиранию, уступая только полиамидным волокнам, хорошо окрашивается.

Полиолефиновые волокна получают из расплавов полиэтилена и полипропилена. Это самые легкие текстильные волокна, изделия из них в воде не тонут. Они устойчивы к истиранию, действию химических реагентов, отличаются высокой прочностью на разрыв. Недостатками являются малая светостойкость и низкая теплостойкость.

Полиуретановые волокна (спандекс ими лайкра) относятся к эластомерам, так как обладают исключительно высокой эластичностью (растяжимость до 800%). Обладают легкостью, мягкостью, устойчивостью к действию света, стирке, поту. К недостаткам относятся: низкая гигроскопичность (1 — 1,5%), невысокая прочность, низкая теплостойкость.

<<< Основы производства материалов для одежды
Текстильные материалы >>>

Рейтинг:
  • Итоги рейтинга 2.40/5
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
2.4/5 (10 голосов)
Светлана 2016-10-20 16:27:18
очень помогло с домашкой для 5го класса спасибо

[Ответить] [Ответить с цитатой]
↑ 0 ↓
зайченок 2011-05-09 06:17:36
очень полезная статья...))

[Ответить] [Ответить с цитатой]
↑ +2 ↓

Страницы: [1]

Оставить комментарий

Ваше имя:
Ваша почта:

RSS
Комментарий:
Введите символы: *
captcha
Обновить