Классификация текстильных волокон

Волокно - это протяженное, гибкое и прочное тело с малыми попереч­ными размерами, ограниченной длины, пригодное для изготов­ления пряжи и текстильных изделий.

Натуральные волокна, формируются в природе без непосредственного участия человека. Могут быть растительного, животного и минерального происхождения.

К химическим относятся нити и волокна, создаваемые в заводских условиях путём формирования их из природных или синтетических полимеров.

Натуральные волокна

Натуральные волокна растительного происхождения в зависимости от их расположения в растении делят на:

Семенные (получаемые из семян хлопчатника) – хлопок;

Лубяные (стеблевые) – лен, пенька, джут, кенаф, канатник, рами и др.;

Листовые (добываемые из листьев растений) – манильская пенька, сизаль и др.;

Плодовые (добываемые из скорлупы кокосовых орехов) – кокосовые волокна (койр).

Хлопком называютволокна, растущие на поверхности семян растения хлопчатника.

По виду волокно хлопка делят на средневолокнистый – длиной 30…35 мм (наиболее урожайный) и тонковолокнистый – тонкие волокна длиной 35…50 мм.

Волокно хлопка (рис. 2.2) имеет трубчатое строение. По мере созревания изменяется длина и форма волокна (извитость) и соотношение между внешним и внутренним диаметрами. Толщина стенок и извитость волокна зависят от степени зрелости (Z ), которая определяется отношением наружного (D ) и внутреннего (d ) диаметров волокна: Z  D/d . Наиболее пригодными для изготовления текстильных материалов считаются волокна хлопка со степенью зрелости 2,5…3,5.

Для производства текстильных материалов применяют волокна следующей длины: до 27 мм – короткие; 27…35 мм – средние; 35…50 мм – длинные.

Хлопковое волокно до 98% состоит из -целлюлозы (), относящейся к классу полисахаридов. Кроме-целлюлозы в состав полимерного вещества волокна входят: до 1,5% низкомолекулярные фракции целлюлозы ; до 1% воска и жиры, которые расположены на наружной поверхности волокна; до 0,5% азот, зольные, белковые и другие вещества, которые расположены между надмолекулярными образованиями основного полимерного вещества.

Наличие 3-х гидроксильных групп ( ОН) в элементарном звене -целлюлозы обеспечивает волокнам и материалам способность взаимодействовать с влагой.

Свойства:

высокие гигиенические свойства;

высокая прочность;

низкая кислотоустойчивость (особо сильное разрушающее воздействие на хлопковые волокна оказывают серная, соляная и азотная кислоты);

высокая щелочеустойчивость;

под действием световых лучей ухудшаются механические свойства, увеличивается жест кость и ломкость;

при увлажнении целлюлозные волокна набухают, становятся прочнее на 10-20 %;

выдерживают нагревание без изменения свойств до 150 0 С; легко воспламеняются.

Льняное волокно (-целлюлоза ) получают из растения льна-долгунца путем механического выделения волокна из стебля растения. Элементарное волокно льна имеет сильно вытянутую веретенообразную форму с узким каналом посередине (рис. 2.4) с закрытыми заострёнными концами. Волокна залегают в паренхиме коры стебля льна, который расположен между наружной покрывной тканью и слоем камбия , лежащим около слоя древесины , являющейся остовом стебля. Центральная часть стебля растения называется сердцевиной . Все слои стебля льна, от покрывной ткани до слоя камбия, называют корой стебля или лубом . Длина элементарного волокна льна колеблется в пределах от 10…24 мм, поперечник 12…20 мкм (1 мкм  10 -6 м). Элементарные волокна льна соединяются между собой в пучки при помощи срединных пластинок, состоящих из пектиновых веществ и лигнина. В пучке от 15…30 элементарных волокон, а в поперечном сечении стебля 20…25 пучков. Выделенные из стебля пучки элементарных волокон образуют технические волокна, длина которых составляет 170…250 мм, а поперечник 150…250 мкм.

Льняные волокна содержат меньше целлюлозы и больше других примесей, чем хлопок. Это затрудняет отделку льняных тканей.

Свойства:

похожи на свойства хлопковых волокон. Но льняные волокна прочнее, имеют большую светостойкость; имеют меньшую растяжимость при удлинении; большую сминаемость.

Также натуральные волокна растительного происхождения получают из рами, джута, конопли, кенафа и других растений.

Строение волокон конопли (пеньки) аналогично льняным, но элементар­ные волокна ее при той же длине более толстые и грубые. Применяют для изготовления канатов и технических тканей, а также в виде пряжи для текстильной и трикотажной промышленности. В зависимости от условий обработки волокна могут иметь зеле­ный, серый или коричневый цвет.

Джут - теплолюбивая и влаголюбивая культура семейства липовых. Комплексное волокно джута более тонкое, чем пень­ка. Основное применение джута - упаковочные ткани и мешки. Однако в последнее время предлагается использовать волокно джута для изготовления бытовых тканей - портьерных, обивочных и даже бельевых и джинсовых (в смеси с шерстью, льном, вискозным волокном и шелком).

Рами к ак и лен относится к тонкостеблевым волокнам, которое получается из стеблей многолетнего субтро­пического растения семейства крапивных. Техническое волокно рами - наиболее тонкое из всех лубяных, оно отличается высокими сорбционными свойствами. Волокна рами хорошо окрашиваются, прочны и эластичны, имеют красивый внешний вид. Рами используют в чистом виде и в смесках с хлопком для изготовления одежных и бельевых тканей. Недостатком рами является возможность аллерги­ческих реакций в виде зуда и жжения при контакте с кожей.

Волокна крапивы двудомной прочны, шелковисты, имеют высокую белизну и блеск. Используются для производства грубых тканей и веревок. Но пока не разработана экономически выгодная технология промышленного производства.

Шерстяным волокном, шерстью , называют волосяной покров животных – овец, коз, лам, верблюдов и других млекопитающих.

Шерсть, состриженную, счесанную или собранную с животных при линьке, называют натуральной . Шерсть, снятую со шкур, называют заводской или шубной . Шерсть, полученную при разделении на волокна шерстяного лоскута или тряпья, называют восстановленной.

Волокно шерсти состоит из чешуйчатого – 1, коркового – 2 и сердцевинного – 3 слоев (рис. 2.5). Чешуйчатый слой выполняет защитную функцию. Корковый слой состоит из веретёнообразных клеток, состоящих из фибрилл белка кератина, соединенных между собой межклеточным веществом. Сердцевина появляется в волокне шерсти при его росте и состоит из высохших пластинчатых клеток, расположенных перпендикулярно фибриллам коркового слоя. Расстояние между пластинчатыми клетками заполнено воздухом. В зависимости от зрелости и характера строения шерстяное волокно делят на четыре типа: пух, переходный волос, ость, мертвый волос.

Пух – состоит из чешуйчатого и коркового слоёв; волокно короткое, сильно извитое; толщина волокна – 14…30 мкм. Покрыто кольцеобразными чешуйками, которые представляют собой ороговевшие клетки.

Переходный волос  содержит чешуйчатый, корковый слои и слаборазвитую сердцевину, имеет малую извитость, толщина – 25…35 мкм.

Ость – имеет все три слоя, толщина – 40…60 мкм. Толще и грубее пуха, почти не имеет извитости. Покрыт пластинчатыми чешуйками.

Мертвый волос  имеет чешуйчатый и сердцевинный слои, корковый слой практически отсутствует, толщина  более 60 мкм. Наиболее грубое неизвитое волокно, жесткое, ломкое, плохо окрашивается.

Для производства текстильных полотен наибольшее применение нашли шерстяные волокна толщиной: 14…25 мкм  тонкие волокна, 25…31 мкм  полутонкие волокна, 31…40 мкм  полугрубые волокна.

Мертвый волос в текстильном производстве не применяется из-за его высокой хрупкости и ломкости.

Длина волокон тонкой шерсти лежит в пределах 50…80 мм, а грубой 50…200 мм.

Основным полимерным веществом шерсти (до 90%) является белок кератин .

Макромолекулы, агрегируясь, образуют элементарные нитевидные структуры спиралевидной формы – прото - и микрофибриллы . В результате дальнейшего взаимодействия микрофибриллы агрегируются в фибриллы , которые образуют волокна: шерсти, шелка, коллагена и др. Наличие у белков таких групп, как  NH,  OH и других, обеспечивает материалам, изготовленных из белковых волокон, способность взаимодействовать с влагой.

Свойства:

малая сминаемость;

в мокром состоянии на 30 % теряет прочность;

высокая свойлачиваемость из-за чешуйчатой поверхности;

низкая теплопроводность; самая высокая гигроскопичность;

достаточно высокая устойчивость к действию света%;

низкая термостойкость – при температуре 100-110 0 С волокна становятся ломкими и жесткими, снижается прочность.

Шёлковые волокна получают из коконов тутового или дубового шелкопряда. Тутовый шелкопряд в своем развитии проходит 4 стадии: яички (грена), гусеница, куколка, бабочка.

Бабочка шелкопряда откладывает от 400 до 600 яичек, из которых появляются гусеницы. Через 28-34 дня гусеница завивает кокон. В коконе гусеница превращается в куколку, а куколка – в бабочку. Бабочка, проделав в коконе отверстие, выходит наружу. Затем после спаривания самка откладывает грену и погибает.

В момент образования кокона (рис. 2.7 а) гусеница выпускает через шелкоотделительные железы две тонкие нити 1 из белка фиброина , которые соединяет между собой веществом 2, состоящим из белка серицина (рис.2.7 в ). Поперечный срез нитей шёлка изображен на рис. 2.7 б .

Шёлковое волокно имеет монолитную структуру и может достигать в длину нескольких сотен метров. Толщина шелкового волокна составляет 10-15 мкм. Шелк дубового шелкопряда более прочный, но менее мягкий и ровный, чем шелк тутового шелкопряда.

Свойства:

высокая гигроскопичность;

высокая прочность, мягкость, шелковистость;

в мокром состоянии на 15 % теряет прочность;

высокая устойчивость к кислотам и низкая – к щелочам;

самая низкая светостойкость (нельзя сушить на солнце!);

низкая термостойкость;

высокая усадка.

Асбест (греч. asbestos, буквально ‒ неугасимый, неразрушимый), название, объединяющее группу тонковолокнистых минералов из класса силикатов, образующих агрегаты, сложенные тончайшими, гибкими волокнами. Этими свойствами обладают минералы двух групп ‒ серпентина и амфибола, известные под названием хризотил-асбеста и амфибол-асбеста, различные по атомной структуре. По химическому составу асбестовые минералы ‒ водные силикаты магния, железа и отчасти кальция и натрия. Наибольшее значение имеет хризотил-асбест (95%).

Хризотил-асбест‒ минерал из группы серпентина, состав Mg 6 (OH) 8 ; Цвет в куске зеленовато-серый. Блескшелковистый. Твердость по минералогической шкале 2‒2,5, плотность 2500 кг/м 2 . Волокна гибки, обладают высокой прочностью на разрыв [около 3 ГН/м 2 (300 кгс/мм2)], высокой огнестойкостью (t пл около 1500°C), плохо проводят тепло и электричество. Длинаволокон варьирует от долей мм до 50 мм, редко более, толщина‒ доли мкм. В РФ добывается на Урале.

Основу всех материалов, тканей и трикотажных полотен составляют волокна. Друг от друга волокна отличаются по химическому составу, строению и свойствам. В основу существующей классификации текстильных волокон положено два основных признака – способ их получения (происхождение) и химический состав, так как именно они определяют основные физико-механические и химические свойства не только самих волокон, но и изделий, полученных из них.

Классификация волокон

С учетом классификационных признаков волокна делятся на:

• натуральные;
• химические.

К натуральным волокнам относят волокна природного (растительного, животного, минерального) происхождения: хлопок, лен, шерсть и шелк.

К химическим волокнам относят волокна, изготовленные в заводских условиях. При этом химические волокна подразделяются на искусственные и синтетические.

Искусственные волокна получают из природных высокомолекулярных соединений, которые образуются в процессе развития и роста волокон (целлюлоза, фиброин, кератин). К тканям из искусственных волокон относятся: ацетат, вискоза, модал, штапель. Эти ткани прекрасно пропускают воздух, очень долго остаются сухими и приятны на ощупь. Сегодня все эти ткани активно используются производителями текстильной промышленности, а, благодаря новейшим технологиям, способны заменять натуральные.

Синтетические волокна получают путем синтеза из природных низкомолекулярных соединений (фенола, этилена, ацетилена, метана и др.) в результате реакции полимеризации или поликонденсации в основном из продуктов переработки нефти, каменного угля и природные газов.

Натуральные волокна растительного происхождения

Хлопок(Cotton) - хлопком называют волокна, растущие на поверхности семян однолетних растений хлопчатника. Он является основным видом сырья текстильной промышленности. Собранный с полей хлопок-сырец (семена хлопчатника, покрытые волокнами) поступает на хлопкоочистительные заводы. Здесь происходит его первичная обработка, которая включает в себя следующие процессы: очистку хлопка-сырца от посторонних сорных примесей (от частиц стеблей, коробочек, камней и др.), а также отделение волокна от семян (джинирование), прессование волокон хлопка в кипы и их упаковку. В кипах хлопок поступает на дальнейшую переработку на хлопкопрядильные фабрики.

Хлопковое волокно представляет собой тонкостенную трубочку с каналом внутри. Волокно несколько скручено вокруг своей оси. Поперечный срез его имеет весьма разнообразную форму и зависит от зрелости волокна.

Для хлопка характерны относительно высокая прочность, теплостойкость (130-140 °С), средняя гигроскопичность (18-20%) и малая доля упругой деформации, вследствие чего изделия из хлопка сильно сминаются. Хлопок отличается высокой устойчивостью к действию щелочей. Стойкость хлопка к истиранию невелика.

К хлопчатобумажным тканям относятся ситец, бязь, сатин, поплин, тафта, толстая байка, тонкий батист и шифон, джинсовое полотно.

Льняное волокно - льняное волокно получают из стебля травянистого растения – льна. Для получения волокна стебли льна замачивают с целью разъединения лубяных пучков друг от друга и от соседних тканей стебля путем разрушения пектиновых (клеящих) веществ микроорганизмами, развивающимися при намокании стебля, а затем мнут для размягчения древесной части стебля. В результате такой обработки получают лен-сырец, или мятый лен, который подвергают трепанию и чесанию, после чего получают техническое льняное волокно (трепаный лен).

Элементарное волокно льна имеет слоистое строение, что является результатом постепенного отложения целлюлозы на стенках волокна, с узким каналом посередине и поперечными сдвигами по длине волокна, которые получаются в процессе образования и роста волокна, а также в процессе механических воздействий при первичной обработке льна. В поперечном сечении элементарное волокно льна имеет пяти- и шестиугольную форму с закругленными углами.

Изделия изо льна очень прочные, долго не изнашиваются, хорошо впитывают влагу и при этом быстро сохнут. Но при носке очень быстро мнутся.. Чтобы уменьшить «помятость» к льняной нити добавляют полиэстер. Или смешивают лен, хлопок, вискозу и шерсть.

Льняные ткани выпускаются суровыми, полубелыми, белыми и крашеными.

Натуральные волокна животного происхождения

Шерсть(wool) - шерстью называют волосяной покров овец, коз, верблюдов и других животных. Основную массу шерсти (94-96%) для предприятий текстильной промышленности поставляет овцеводство.

Шерсть, снятая с овец, обычно очень сильно загрязнена и, кроме того, весьма неоднородна по качеству. Поэтому, прежде чем отправить шерсть на текстильное предприятие, ее подвергают первичной обработке. Первичная обработка шерсти включает следующие процессы: сортировку по качеству, разрыхление и трепание, мойку, сушку и упаковку в кипы. Овечья шерсть состоит из волокон четырех типов:

• пуха – очень тонкого, извитого, мягкого и прочного волокна, круглого в поперечном сечении;
• переходного волоса – более толстого и грубого волокна, чем пух;
• ости – волокна, более жесткого, чем переходный волос;
• мертвого волоса – очень толстого в поперечнике и грубого неизвитого волокна, покрытого крупными пластинчатыми чешуйками.

Шерсть, которая состоит преимущественно из волокон одного типа (пуха, переходного волоса), называют однородной. Шерсть, содержащая волокна всех указанных типов, называют неоднородной. Особенностью шерсти является ее способность к свойлачиванию, что объясняется наличием на ее поверхности чешуйчатого слоя, значительной извитостью и мягкостью волокон. Благодаря этому свойству из шерсти вырабатывают довольно плотные ткани, сукна, драпы, фетр, а также войлочные и валяные изделия. Шерсть обладает малой теплопроводностью, что делает ее незаменимой при производстве одежды зимнего ассортимента.

Шелк - шелком называют тонкие длинные нити, вырабатываемые шелкоотделительными железами шелковичного червя (шелкопряда) и наматываемые им на кокон. Коконная нить представляет собой две элементарные нити (шелковины), склеенные серицином – природным клеящим веществом, вырабатываемым шелкопрядом. Особенно чувствителен шелк к действию ультрафиолетовых лучей, поэтому срок службы изделий из натурального шелка при солнечном освещении резко уменьшается. Натуральный шелк используется при изготовлении тканей и, кроме этого, широко используется при выработке швейных ниток. Шелковые ткани легкие и прочные. Крепость шелковой нити равна крепости стальной проволоки того же диаметра. Шелковые ткани создают, скручивая нити различным образом. Так получаются крепы, атлас, газ, фай, чесуча, бархат. Они хорошо впитывают влагу (равную половине собственного веса) и очень быстро сохнут.

Химические волокна

Производство химических волокон и нитей включает в себя несколько основных этапов:

• получение сырья и его предварительную обработку;
• приготовление прядильного раствора и расплава;
• формование нитей и волокон;
• их отделку и текстильную переработку.

При производстве искусственных и некоторых видов синтетических волокон (полиакрилонитрильных, поливинилспиртовых и поливинилхлоридных) применяют прядильный раствор, при производстве полиамидных, полиэфирных, полиолефиновых и стеклянных волокон – прядильный расплав.

При формовании нитей прядильный раствор или расплав равномерно подается и продавливается через фильеры – мельчайшие отверстия в рабочих органах прядильных машин.

Струйки, вытекающие из фильер, затвердевают, образуя нити, которые затем наматываются на приемные устройства. При получении нити из расплава их затвердевание происходит в камерах, где они охлаждаются потоком инертного газа или воздуха. При получении нитей из растворов их затвердевание может происходить в сухой среде в потоке горячего воздуха (этот способ формования называется сухим), или в мокрой среде в осадительной ванне (такой способ называется мокрым). Фильеры могут быть различной формы (круглые, квадратные, в виде треугольников) и размеров. При производстве волокон в фильере может быть до 40 000 отверстий, а при получении комплексных нитей – от 12 до 50 отверстий.

Сформованные из одной фильеры нити соединяются в комплексные и подвергаются вытягиванию и термообработке. В результате этого нити становятся более прочными благодаря лучшей ориентации их макромолекул вдоль оси, но менее растяжимыми вследствие большей распрямленности их макромолекул. Поэтому после вытягивания нити подвергаются термофиксации, где молекулы приобретают более изогнутую форму при сохранении их ориентации.

Отделка нитей проводится с целью удаления с их поверхности посторонних примесей и загрязнений и придания им некоторых свойств (белизны, мягкости, шелковистости, снятия электризуемости).

После отделки нити перематываются в паковки и сортируются.

Искусственные волокна

Вискозные волокна – это волокна из щелочного раствора ксантогената. По своему строению вискозное волокно неравномерно: внешняя его оболочка имеет лучшую ориентацию макромолекул, чем внутренняя, где они располагаются хаотически. Вискозное волокно представляет собой цилиндр с продольными штрихами, образующимися при неравномерном затвердевании прядильного раствора.

Вискоза пользуется популярностью во всем мире среди ведущих модельеров и покупателей из-за своего шелковистого блеска, возможности окрашивания в яркие тона, мягкости и высокой гигроскопичности (35-40%), ощущении прохлады в жару.

Волокно Модал(Modal) – это модернизированное 100% вискозное прядильное волокно, удовлетворяющее всем экологическим требованиям, производится исключительно без применения хлора, не содержит вредных примесей. Разрывная прочность его выше, чем у вискозы, а по гигроскопичности он превосходит хлопок (почти в 1,5 раза) - качества, столь необходимые для тканей для постельного белья. Модал и ткани с Модалом остаются мягкими и эластичными даже после многократных стирок. Это происходит благодаря тому, что гладкая поверхность Модала не позволяет примесям (извести или моющему средству) оставаться на ткани, делая ее жесткой на ощупь. Изделия с Модалом не требуют применения при стирке смягчителей и сохраняют свои певоначальные цвета и мягкость, давая ощущение «кожа к коже» даже после многочисленных стирок.

Бамбуковое волокно(Bamboo) - регенерированное целлюлозное волокно, изготовленное из мякоти бамбука. Тонкостью и белизной напоминает вискозу, обладает высокой прочностью. Бамбуковое волокно устраняет запахи, останавливает рост бактерий и убивает их. Выделено антибактериальное вещество бамбука («бамбу бан»). Способность бамбукового волокна останавливать рост и убивать бактерии сохраняется даже после пятидесяти стирок.

Существуют два способа производства бамбукового волокна из бамбука, каждому из которых предшествует измельчение бамбука.

Химическая обработка - гидролиз-подщелачивание: Едкий натр (NaOH) преобразует мякоть бамбука в регенерированное целлюлозное волокно (размягчает её). Сероуглерод (CS2) используется для гидролиза-подщелачивания, комбинированного с многофазным отбеливанием. Этот метод не является экологически чистым, но используется наиболее часто благодаря скорости выработки волокна. Токсичные остатки процесса вымываются из пряжи в ходе последующей обработки.

Механическая обработка (такая же, как при обработке льна и конопли): Мякоть бамбука размягчается ферментами, после чего из нее вычёсываются отдельные волокна. Это дорогостоящий метод, но экологически чистый.

Волокно Лиоце́лл (Lyocell) - это целлюлозные волокна. Впервые изготовлены в 1988 году компанией Courtaulds Fibres UK на опытном заводе S25. Лиоцелл выпускается под различными коммерческими названиями: Tencel® (Тенцель) - компания Lenzing, Орцел® - ВНИИПВ (Россия, г. Мытищи).

Получение волокна лиоцелл основано на процессе прямого растворения целлюлозы в N-метилморфолин-N-оксиде.

Ткани с волокнами Лиоцелл используются при изготовлении различной одежды, чехлов для матрасов и подушек, постельного белья.

Ткани из лиоцелла имеют ряд преимуществ: они приятные на ощупь, прочные, гигиеничные и экологически чистые, более эластичные и гигроскопичные, чем хлопок. Считается, что ткани из лиоцелла могут составить серьёзную конкуренцию тканям из природных волокон.

Лиоцелл относится к новому поколению целлюлозных волокон. Хорошо впитывает влагу и пропускает воздух, обладает высокой прочностью в сухом и влажном состоянии, хорошо держит форму. Имеет мягкий блеск, присущий натуральному шёлку. Хорошо окрашивается, не скатывается, не меняет форму после стирки. Не требует особого ухода.

Синтетические волокна

Полиамидные волокна – капрон, анид, энант – наиболее широко распространены. Исходным сырьем для него являются продукты переработки каменного yгля или нефти – бензол и фенол. Волокна имеют цилиндрическую форму, поперечное сечение их зависит от формы отверстия фильеры, через которое продавливаются полимеры. Полиамидные волокна отличаются высокой прочностью при растяжении, стойки к истиранию, многократному изгибу, обладают высокой химической стойкостью, морозоустойчивостью, устойчивостью к действию микроорганизмов. Основными их недостатками являются низкая гигроскопичность и светостойкость, высокая электризуемость и малая термостойкость. В результате быстрого “старения” они на свету желтеют, становятся ломкими и жесткими. Полиамидные волокна и нити широко используются при производстве трикотажных изделий в смеси с другими волокнами и нитями.

Полиэфирное волокно - лавсан , вырабатываются из продуктов переработки нефти. В поперечном сечении лавсан имеет форму круга. Одним из отличительных свойств лавсана является его высокая упругость, при удлинении до 8% деформации полностью обратимы. В отличие от капрона лавсан разрушается при действии на него кислот и щелочей, гигроскопичность его ниже, чем капрона (0,4 %), поэтому для выработки тканей бытового назначения лавсан в чистом виде не применяется. Волокно является термостойким, обладает низкой теплопроводностью и большой упругостью, что позволяет получать из него изделия, хорошо сохраняющие форму; имеют малую усадку. Недостатками волокна являются его повышенная жесткость, способность к образованию пиллинга на поверхности изделий и сильная электризуемость.

Лавсан широко применяется при выработке тканей в смеси с шерстью, хлопком, льном и вискозным волокном, что придает изделиям повышенную стойкость к истиранию и упругость.

Полиакрилонитрильное волокно - нитрон . Полиакрилонитрильные волокна вырабатываются из акрилонитрила – продукта переработки каменного угля, нефти или газа. Акрилонитрил полимеризацией превращается в полиакрилонитрил, из раствора которого формуется волокно. Затем волокна вытягивают, промывают, замасливают, гофрируют и сушат. Волокна вырабатываются в виде длинных нитей и штапеля. По внешнему виду и на ощупь длинные волокна похожи на натуральный шелк, а штапельные – на натуральную шерсть. Изделия из этого волокна после стирки полностью сохраняют форму, не требуют глажения. Волокно нитрон обладает рядом ценных свойств: по теплозащитным свойствам оно превосходит шерсть, имеет низкую гигроскопичность (1,5%), мягче и шелковистее капрона и лавсана, стойко к действию минеральных кислот, щелочей, органических растворителей, бактерий, плесени, моли, ядерным излучениям. По стойкости к истиранию нитрон уступает полиамидным и полиэфирным волокнам.

Полиуретановое волокно – эластан или спандекс . Волокно, обладающее низкой гигроскопичностью. Особенностью всех полиуретановых волокон является их высокая эластичность - разрывное удлинение их достигает 800%, доля упругой и эластичной деформации - 92-98%. Именно эта особенность и определяет область их использования. Спандекс применяется в основном при изготовлении эластичных изделий. С использованием этого волокна вырабатывают ткани и трикотажные полотна для предметов женского туалета, спортивной одежды.

Язык проекта:

Натуральные волокна Волокна состоят из непряденых нитей материала или длинных тонких отрезков нити. Волокна используются в природе как животными так и растениями, для удержания тканей (биологических). Натуральные волокна - это волокна, которые существуют в природе в готовом виде, они образуются без непосредственного участия человека. В эту группу входят волокна растительного, животного и минерального происхождения. Основными признаками для классификации являются: химический состав волокон и область их происхождения.

Натуральные волокна

Шелк - состоит из волокна животного (белкового) происхождения. Шелковые нити получают из коконов гусениц тутового шелкопряда. К шелковой группе относятся такие ткани, как - вуаль, шифон, крепдешин, атлас чесуча, креп, креп-жоржет, туаль, фай, тафта, парча, фуляр и др. Традиционно, шелк считается одним из самых дорогих разновидностей ткани. Изделия из шелковой ткани очень легкие, прочные, красивые. Имеют приятный блеск, хорошо регулируют температуру тела. К недостаткам шелка можно отнести то, что ткань сильно мнется и чувствительна к действию ультрафиолетовых лучей. Часто к натуральному шелковому волокну добавляют другого рода волокна для получения новых интересных фактур и различных эффектных переплетений. Стоит отметить, что также выпускается искусственные и синтетические шелковые ткани.

Шерсть - натуральные волокна животного (белкового) происхождения. В качестве сырья используется волосяной покров животных - овечья шерсть, верблюжья шерсть, шерсть ламы, кролика и др. В группу шерстяных тканей входят: саржа, сукно, твид, бостон, коверкот, шевиот, дюветин и пр. Шерсть различных животных отличается по качеству, свойствам и области применения. Единственная общая характеристика всех типов шерсти - это исключительное качество удерживать тепло. Значительную массу шерсти (94-96%) для предприятий текстильной промышленности поставляет овцеводство. Натуральные шерстяные ткани мягкие, эластичные, лёгкие, воздухопроницаемые. Толщина тканей может быть разной, существуют как толстые, так тонкие шерстяные материи. Ткани из шерсти практически не сминаются.

Натуральное волокно минерального происхождения: асбест

натуральный волокно минеральный растительный

Асбест (греч.неразрушимый) - собирательное название группы тонковолокнистых минералов из класса силикатов. В природе это агрегаты с пространственной структурой в виде тончайших гибких волокон. Применяется в самых различных областях, например в строительстве, автомобильной промышленности и ракетостроении. По химическому составу асбест представляет собой водные силикаты магния, железа, кальция и залегает в горных породах в виде жил и прожилок.

Натуральные волокна растительного происхождения

Основным веществом, составляющим волокна растительного происхождения, является целлюлоза. Это твердое трудно растворимое вещество, состоит из звеньев С6Н10О5. Помимо целлюлозы в растительных волокнах присутствуют воски, жиры, белковые, красящие вещества и др.

Хлопок - это натуральное волокно растительного происхождения. Производят хлопок из волокон семян растений хлопчатника. На основе хлопка производятся: сатин, батист, марлевка, ситец, деним, фланель, канифас, тик, бязь, маркизет, перкаль, нансук, органди, пике, поплин, вуаль и прочие ткани. Достоинствами хлопчатобумажной ткани являются: прочность, высокая износостойкость, устойчивость к действию щелочей и эластичность. Ткань теплая, мягкая и приятная на ощупь, хорошо впитывает влагу, не электризуется. К недостатком ткани относят высокуюсминаемость из-за малой доли упругой деформации. Иногда к тканям хлопчатобумажной группы добавляют вискозу, и тогда на их матовой поверхности появляется изумительный блеск либо узор.

Лен - это натуральное и экологически чистое волокно растительного происхождения. Сырьем для производства льна служит стебель травянистого растения с одноименным названием. Льняные ткани гигиеничные, прочные, мягкие на ощупь, с хорошими влаго- и воздухопроницаемыми свойствами. Однако, ткани изо льна из-за незначительной растяжимости и слабой упругости волокна чрезвычайно сильно мнутся и плохо гладятся, а также изрядно садятся при стирки. Чаще всего изделия из льняной ткани выпускаются естественного цвета (от серого до бежевого). Имеют приятный блеск.

Джут издавна используется для изготовления веревок и мешковины, а также в качестве натуральной основы для ковров и линолеума. Джутовое волокно получают из одноименного растения, произрастающего главным образом в Индии и Бангладеш. Тканое джутовое напольное покрытие мягче, чем кокосовое или сизалевое, поэтому подходит только для помещений, где нет оживленного движения, например спален. Здесь текстура изделий из джута станет дополнительным преимуществом - по ним приятно ходить босиком.

Кокосовое волокно (койр) получают из орехов кокосовой пальмы. Из койра делают прочные и упругие напольные покрытия - ковры, циновки и придверные коврики. Кокосовое волокно отличается чрезвычайной износостойкостью, но оно колючее и с трудом поддается окраске.

Пенька (волокна стеблей конопли) необычайно прочна, не подвержена гниению и не боится соленой воды, а также не выцветает и не портится на ярком свету. В конопле, выращиваемой для текстильной промышленности, отсутствуют активные наркотические компоненты. Она великолепно разрастается и не нуждается в химической защите или подкормке. Из нее делают пеньку и грубое сукно. В сочетании с другими, более мягкими натуральными волокнами конопля является сырьем для легких и удобных тканей, которые можно использовать самыми разными способами

Волокна минерального происхождения

К волокнам минерального происхождения относятся асбесты (наиболее широко используют хризолит-асбест), расщепляя которые получают технические волокна. Перерабатывают их (обычно в смеси с 15-20% хлопка или химических волокон) в пряжу, из которой изготовляют огнезащитные и химически стойкие ткани, фильтры и др. Непрядомое короткое асбестовое волокно используют в производстве композитов (асбопластиков), картонов и др.

Объём мирового производства природных волокон в 1980 г. составил (млн. т/год): хлопок – 14,1, лен – 0,6, джут – 3,0, прочие грубостебельные и жесткие – 1,0, шерсть (мытая) – 1,6, шелк-сырец – 0,05.

Химические волокна

Полиамидные волокна

Полиамидные волокна, во многих отношениях превосходящие по качеству все природные и искусственные волокна, завоевывают все большее и большее признание. К наиболее распространенным полиамидным волокнам, выпускаемым промышленностью, относятся капрон и нейлон. Сравнительно недавно получено полиамидное волокно энант.

Капрон – полиамидное волокно, получаемое из поликапроамида, образующегося при полимеризации капролактама (лактама аминокапроновой кислоты):

Исходный капролактам практически получается двумя путями:

1. Из фенола:

Окисление циклогексана проводят кислородом воздуха в жидкой фазе при 130-140o С и 15-20 кгс / см2 в присутствии катализатора – стеарата марганца. При этом образуются циклогексанон и циклогексанол в соотношении 1:1.

Достоинства и недостатки натуральных волокон.

Достоинства:
- Не накапливают статического электричества (не электролизуются)
- Паропроницаемы
- Воздухопроницаемы
- Гигроскопичны (т.е. хорошо впитывают влагу)
- Имеют высокие теплоизоляционные свойства (не жарко летом, не холодно зимой)
- Престижны и обычно более дороги
Недостатки:
- Легко мнутся
- Плохо держат краску (редко могут быть окрашены в яркие цвета и могут линять при стирке)
- Деформируются при носке и грубой стирке (растягиваются, меняют форму). Могут сесть при неправильной стирке.
- Впитывают влагу (при этом заметно темнеют) и долго сохнут
- Могут пилинговаться (появляются «катышки»), однако это определяется в большей степени особенностями ткани, а не волокна.

Достоинства и недостатки синтетических волокон.

Достоинства:
- Обычно имеют низкую сминаемость
- Позволяют добиться более эффектной выделки и окраски (блеск, глянец, яркие цвета)
- Мало деформируются при носке (локти, колени)
- Мало деформируются после стирки
- Могут быть эластичными, что позволяет подчеркивать фигуру и даже немного «формировать» ее
- Быстро сохнут и не темнеют от влаги
- Меньше линяют и выгорают
Недостатки:
- Синтетика обычно хуже, чем натуральные ткани пропускает влагу и воздух (более низкая паро- и воздухопроницаемость).
- Многие покупатели утверждают, что синтетика вызывает раздражения или аллергию на коже, однако это довольно редкое явление и чаще всего связано с трением жесткой тканью.
- Синтетика электролизуется. Этот недостаток легко исправить с помощью аэрозольных антистатиков или опаласкивателей
- Низкие теплозащитные свойства

Исследование на гигиенические свойства

Качества одежды зависят от многих условий и в первую очередь от свойств ткани. Взаимодействие между кожей ребенка и тканями одежды определяется гигиеническими свойствами ткани: толщиной, массой, воздухо-и паропроницаемостью, гигроскопичностью, влагоёмкостью, гидро- и липофильностью, гидрофобностью, а также теплопроводностью и тд.

Теплопроводность характеризует теплозащитные свойства материалов: чем она ниже, тем теплее материал.

Толщина тканей измеряется в миллиметрах и влияет на теплозащитные свойства ткани (например, батист-0.1 миллиметра, драп-5 мм, натуральный мех-30-50 мм).В материалах имеющих большую толщину содержится больше воздуха, который обладает низкой теплопроводностью. Следовательно, чем толще материал, тем он теплее.

Масса ткани измеряется в граммах по отношению к единице площади материала (1 кв. м или 1 кв. см) (например, драп-77 г/кв. м, натуральный мех-1000 г/кв. м). Гигиенически оптимальной является ткань с минимальной массой и сохранением всех необходимых ей свойств.

Воздухопроницаемость - измеряется в куб. дм.и означает способность материалов пропускать воздух через 1 кв. м в секунду путем фильтрации через поры. (например, шелк натуральный-341 куб. дм./ кв. м в секунду, капрон-125 куб. дм./кв. м в секунду, мадаполам х/б-111 куб. дм./кв. м). Поверхностный слой зимней и осенней одежды должен иметь низкую воздухопроницаемость в целях защиты от холодного воздуха. Летняя одежда должна обладать максимальной вентилируемостью, то есть большой воздухопроницаемостью.

Паропроницаемость - измеряется в граммах водяного пара, проходящего за 1 час через 1 кв. м ткани, и определяет способность материалов пропускать через себя водяные пары, постоянно образующиеся в пододёжном пространстве, путем диффузии их через волокна. (например, мадаполам х/б-16,2 г/кв. м в час, шелк натуральный- 4,62 г/кв. м в час, капрон- 1,09 г/кв. м в час). В местностях с жарким климатом, когда теплоотдача осуществляется в значительной мере за счет испарения, одежда должна иметь наибольшуюпаропроницаемость.

Гигроскопичность - характеризует способность тканей поглощать водяные пары, выражается в % (например, батист, вольта, ситец > 90%, мадаполам х/б – 18%, драп облегченный – 16,5%, шерсть – 14%, репс – 7-8%, репс с водоотталкивающей пропиткой – 1,2%, капрон – 5,7%, лавсан – 0,5%). Хорошая гигроскопичность является положительным свойством материалов, используемых для внутренних слоев одежды; способствует удалению пота с поверхности кожи. Гигроскопичность тканей, применяемых для верхних слоев зимней и демисезонной одежды, должна быть минимальной, что предотвращает её промокание при атмосферных осадках и снижение теплозащитных свойств.

Влагоёмкость – определяет способность тканей впитывать воду при погружении в неё, выражается в %. Свойства ткани сохранять значительную часть пор свободными после увлажнения имеет большое значение, т.к. при этом достигается определенный уровень воздухопроницаемости и меньше изменяется тепловые свойства данного материала.

Гидрофильность – отражает способность ткани быстро и полно впитывать влагу, выражается в % (например, батист, вольта, ситец > 90%, репс с водоотталкивающей пропиткой – около 0%). Высокая гидрофильность должна быть у тканей, непосредственно соприкасающихся с кожными покровами и поглощающих водяные пары с кожи.

Гидрофобность (“несмачиваемость”) – свойство противоположное гидрофильности. Высокая гидрофобность должна быть у ткани, образующих верхний слой одежды и защищающих её от снега, дождя, тумана.

Липофильность – характеризует способность тканей впитывать в себя жир с поверхности кожи, выражается в %. Высокие её свойства являются отрицательным свойством, присущим в основном синтетическим тканям, т.к. капельки жира заполняют воздушные пространства между волокнами и ухудшают тем самым физико-гигиенические свойства материалов.

Намокаемость - способность тканей впитывать капельно-жидкую влагу. Очень ценные свойства для полотенец, простыней, белья, сорочек, платьев.

Характеристикой намокаемости тканей является их водопоглощаемость и капиллярность.

Водопоглощаемость тканей характеризуется количеством поглощенной воды в процентах к массе ткани при непосредственном соприкосновении ее с водой.

Капиллярность тканей характеризуется высотой, на которую поднимается смачивающая жидкость по капиллярам.

Водоупорность - свойство ткани сопротивляться смачиванию. Большое значение это свойство имеет для специальных тканей (брезентов, парусин, палаточных), плащевых тканей, пальтовых и костюмных шерстяных тканей.

Водоупорность ткани зависит от ее структуры и характера отделки. У тканей плотных, а также у сильно уваленных и обработанных водоупорными пропитками водоупорность выше.

Воздухопроницаемость - это свойство ткани пропускать воздухи обеспечивать вентилируемость одежды.

К тканям различного назначения предъявляются различные требования воздухопроницаемости. Сорочечно-платьевые и бельевые ткани должны обладать наибольшей воздухопроницаемостью. Ткани для верхней и зимней одежды должны обладать ограниченной воздухопроницаемостью, должны быть ветростойкими и не допускать переохлаждения тела человека в результате проникания чрезмерного количества холодного воздуха в пододежное пространство.

Воздухопроницаемость тканей зависит от наличия пор, которых у тканей тонких, малоплотных и неаппретированных больше, а у толстых, плотных, аппретированных - меньше. Проникание воздуха через ткань зависит от скорости движения человека или скорости ветра.

Теплозащитные свойства тканей - это их способность сохранять тепло, выделяемое телом человека. Теплозащитные свойства зависят от вида и качества волокнистого материала и структуры ткани.

Все волокна имеют какой-то коэффициент теплопроводности (наибольшим - целлюлозные волокна, особенно льняное; низким - белковые волокна; шерсть всегда считалась «теплым» волокном. По уменьшению теплопроводности волокна можно расположить с следующей последовательности: капроновые, искусственные, лен, хлопок, натуральный шелк, шерсть, нитрон. Кроме теплопроводности волокон, имеет значение их толщина, длина, извитость, упругость. Лучшими теплозащитными свойствами будут обладать ткани невысокой объемной плотности (0,2-0,35 г/см 3).

Большое значение для характеристики теплозащитных свойств имеют толщина и плотность ткани. Чем выше эти показатели, тем выше теплозащитные свойства ткани.

Пылеемкость и пылепроницаемость . Пылеемкость ткани - ее способность удерживать пыль и другие загрязнения.

Пылеемкость ткани зависит от структуры ткани, вида волокон и характера отделки ткани. Ткани плотные, с гладкой поверхностью загрязняются меньше, чем рыхлые, шероховатые. Больше всего загрязняются шерстяные ткани, потому что волокна шерсти имеют чешуйчатый слой, способствующий скоплению частиц пыли. Хлопчатобумажные ткани также легко загрязняются вследствие извитости волокон хлопка. Шелковые и льняные ткани загрязняются меньше, это объясняется тем, что волокна шелка и льна имеют гладкую поверхность, слабо удерживающую загрязнения. Мало загрязняются также аппретированные ткани.

Пылепроницаемость ткани - способность ее пропускать пыль в пододежный слой. Чем толще и плотнее ткань, тем меньше ее пылепроницаемость; это особенно важно при изготовлении спецодежды для рабочих пыльных производств (шахт, цементных заводов, мукомольных производств).

Электризуемость - это способность материалов накапливать на своей поверхности статическое электричество. При трении текстильных материалов на их поверхности протекают одновременно два процесса: процесс возникновения зарядов статического электричества определенной полярности и процесс рассеивания зарядов. Когда равновесие между этими процессами нарушается, происходит электризация.

Электризуемость текстильных материалов имеет суточные и сезонные колебания, связанные с ионизацией атмосферы. Например, летом электризуемость материалов выше, так как солнечная активность в этот период сильнее. В большинстве случаев электризуемость текстильных материалов представляет собой отрицательное явление: она осложняет технологические процессы производства материалов и изготовления из них швейных изделий. Электризуемость материалов в одежде при ее носке вызывает у человека неприятные ощущения, прилипание изделия к телу, быстрое загрязнение в результате прилипания частиц пыли и т.д. Кроме того, оказывает биологические воздействия на человеческий организм. Однако механизм этих воздействий еще до конца не выяснен. Известно, что положительное электрическое поле на поверхности кожи человека вызывает ряд патологических реакций. Отрицательное электрическое поле оказывает благоприятное воздействие на организм.

Правила при работе с кислотами и щелочами

Работа с концентрированными кислотами и щелочами проводится только в вытяжном шкафу и с использованием защитных средств (перчаток, очков). При работе с дымящей азотной кислотой с удельной плотностью 1,51 - 1,52 г/куб. см, а также с олеумом следует надевать также резиновый фартук.

Используемые для работы концентрированные азотная, серная, соляная кислоты должны храниться в вытяжном шкафу в стеклянной посуде емкостью не более 2 куб. дм. В местах хранения кислот недопустимо нахождение легковоспламеняющихся веществ.

Разбавленные растворы кислот (за исключением плавиковой) также хранят в стеклянной посуде, а щелочей - в полиэтиленовой таре.

Работа с плавиковой кислотой требует особой осторожности и проводится обязательно в вытяжном шкафу. Хранить плавиковую кислоту необходимо в полиэтиленовой таре.

Переносить бутыли с кислотами разрешается вдвоем и только в корзинах, промежутки в которых заполнены стружкой или соломой. Более мелкие емкости с концентрированными кислотами и щелочами следует переносить в таре, предохраняющей от ожогов (специальные ящики с ручкой).

Концентрированные кислоты, щелочи и другие едкие жидкости следует переливать при помощи специальных сифонов с грушей или других нагнетательных средств.

Для приготовления растворов серной, азотной и других кислот их необходимо приливать в воду тонкой струей при непрерывном помешивании. Для этого используют термостойкую посуду, так как процесс растворения сопровождается сильным разогреванием.

Приливать воду в кислоты запрещается!

В случае попадания кислоты на кожу пораженное место следует немедленно промыть в течение 10 - 15 минут быстротекущей струей воды, а затем нейтрализовать 2 - 5% раствором карбоната натрия.

Пролитую кислоту следует засыпать песком. После уборки песка место, где была разлита кислота, посыпают известью или содой, а затем промывают водой.

Пролитые концентрированные растворы едкого натра, едкого калия и аммиака можно засыпать как песком, так и древесными опилками, а после их удаления обработать место слабым раствором уксусной кислоты.

Использованную химическую посуду и приборы, содержащие кислоты, щелочи и другие едкие вещества, перед сдачей на мойку необходимо освободить от остатков и обязательно ополоснуть водопроводной водой.

Нанотехнологии

Нанотехнологии - комплекс областей науки и технологий, который стремительно меняется под влиянием новых открытий, происходящих практически каждый месяц.

Наноматериалы в текстиле. Текстиль на основе наноматериалов приобретает уникальные по своим показателям водонепроницаемость, грязеотталкивание, теплопроводность, способность проводить электричество и другие свойства.

Наноматериалы могут иметь в своем составе наночастицы, нановолокна и другие добавки. Например, компания Nano-Tex успешно производит ткани, улучшенные с помощью нанотехнологий. Одна из таких тканей обеспечивает абсолютную водонепроницаемость : благодаря изменению молекулярной структуры волокон, капли воды полностью скатываются с полотна, которое при этом «дышит».

Биомиметика в текстиле. В современных нанотехнологих широко используется прием, назвываемый биомиметикой, суть котрого состоит в том, чтобы «подсмотреть» и повторить успешное рещение проблемы, которое использует сама природа. Так были получены ткани-«липучки», принцип действия которых был взят у геккона, сверхпрочные нити и «самоочищающаяся» ткань, секрет которой подсказал цветок лотоса. Ниже мы расскажем подробнее об этих достижениях.

Американские исследователи из университета Клемсона (Clemson University ) на основе детальных исследований структуры листьев лотоса создали «самоочищающееся» покрытие , которое отталкивает гораздо больше воды и грязи, чем обычные ткани. По словам химика-текстильщика Фила Брауна, покрытие не очищает само себя, оно просто отталкивает грязь лучше, чем любая существующая сегодня ткань. Принцип действия позаимствован у природы. Как было установлено, листья лотоса обладают свойством «самостоятельного очищения», их поверхность отталкивает большую часть грязи и воды. Поверхность листа лотоса устроена таким образом, что капля воды катится по нему, собирая грязь. А на гладкой поверхности, наоборот, капля воды, сползая, оставляет грязь на месте.

Исследователи повторили этот механизм, нанеся разработанное покрытие на волокна ткани. Для этого ткань обработали специальным связующим полимером (полиглицидилом метакрилатом), который затем покрыли наночастицами серебра, остановив на них свой выбор из-за их противомикробного действия. Далее на поверхности наночастиц был выращен еще один полимерный гидрофобный слой, который отталкивает капли воды, заставляя их катиться по ткани и собирать грязь. Покрытие устойчиво и не разрушается при очистке и механическом воздействии.

Созданная ткань, использующая этот принцип, даже если ее пытаться сильно испачкать, будет отталкивать большинство мокрой грязи. А оставшуюся можно будет легко смыть обычной водой. Использование различных наночастиц в составе нового покрытия, безвердного для окружающей среды, позволит ткани приобрести ряд полезных свойств: от поглощения неприятных запахов до уничтожения микроорганизмов.

Новое запатентованное покрытие пока не имеет официального названия. Его можно нанести практически на любую ткань, включая шелк, полиэфир и хлопок. Однако технологический процесс достаточно сложен и не может быть реализован в промышленности, пока не будет создан простой и надежный принцип обработки ткани в несколько этапов.

Производство нановолокон
Нановолокна можно производить, наполняя традиционные волокнообразующие полимеры отличающимися по конфигурации наночастицами различных веществ или путем выработки ультратонких (диаметром в рамках наноразмеров) волокон.
Наполненные наночастицами волокна начали производить с 1990 года. Такие волокна малоусадочны, имеют пониженную горючесть, повышенную прочность на разрыв и истирание и в зависимости от природы вводимых наночастиц могут приобретать другие защитные свойства, требующиеся человеку.
В качестве наполнителей волокон широко используют углеродные нанотрубки с одной или несколькими стенками. Волокна, наполненные нанотрубками, приобретают уникальные свойства – они в 6 раз прочнее стали и в 100 раз легче ее. Наполнение волокон углеродными наночастицами на 5-20% от массы придает им также сопоставимую с медью электропроводность и химическую устойчивость к действию многих реагентов.
Углеродные нанотрубки используются в качестве армирующих структур, блоков для получения материалов с высокими прочностными свойствами: экранов дисплеев, сенсоров, хранилищ жидкого топлива, воздушных зондов и т.д. Например, при наполнении углеродными нанотрубками поливинилспиртового волокна, получаемого по коагуляционной технологии прядения, оно становится в 120 раз выносливее, чем стальная проволока и в 17 раз легче, чем волокно Кевлар (самое известное и прочное арамидное химволокно, получаемое по традиционной технологии и используемое в бронежилетах). Подобные нановолокна уже сейчас начинают применять для производства взрывозащищающей одежды и одеял, защиты от электромагнитных излучений.
Очень ценные и полезные свойства химические волокна приобретают при наполнении их наночастицами глинозема. Наночастицы глинозема в виде мельчайших хлопьев обеспечивают высокую электро- и теплопроводность, химическую активность, защиту от УФ-излучения, огнезащиту и высокую механическую прочность. У полиамидных волокон, содержащих 5% наночастиц глинозема, на 40% повышается разрывная нагрузка и на 60% – прочность на изгиб. Такие волокна используют в производстве средств защиты от ударов, например защитных касок. Известно, что полипропиленовые волокна очень трудно окрашиваются, что существенно ограничивает область их применения в производстве материалов бытового назначения. Введение 15% наночастиц глинозема в структуру полипропиленовых волокон обеспечивает возможность крашения их различными классами красителей с получением окрасок глубоких тонов.
Интенсивно развиваются исследования и производство синтетических волокон, наполненных наночастицами оксидов металлов: ТiO2, Al2O3, ZnO, MgО. Волокна приобретают следующие свойства:
- фотокаталитическую активность;
- УФ-защиту;
- антимикробные свойства;
- электропроводность;
- грязеотталкивающие свойства;
- фотоокислительную способность в различных химических и биологических условиях.
Еще одним интересным направлением в производстве нановолокон является придание им ячеистой, пористой структуры с наноразмерами пор. При этом достигается резкое снижение удельной массы (получение легких материалов), хорошая теплоизоляция, устойчивость к растрескиванию. Образующиеся нанопоры волокон могут быть заполнены различными жидкими, твердыми и даже газообразными веществами с различным функциональным назначением (медицина, ароматизация текстильных полотен, биологическая защита).
Другой тип нановолокон – ультратонкие волокна, диаметр которых не превышает 100 нм. Эта тонина обеспечивает высокое значение удельной поверхности и, как следствие, высокое удельное содержание функциональных групп. Последнее обеспечивает хорошую сорбционную способность и каталитическую активность материалов из подобных волокон.
В Европе (Англия, Франция), США, Израиле и Японии параллельно идут интенсивные работы по созданию синтетических белковых волокон, имитирующих структуру паутины, имеющей непревзойденные физико-механические свойства. Используя для выработки подобного белка другие продуценты (микроорганизмы, растения), удалось получить полимерные белковые нановолокна толщиной около 100 нм. Мягкий и сверхпрочный «паучий шелк» сможет заменить жесткий и негибкий кевлар в бронежилетах. Области применения «паучьего шелка» разнообразны: это и хирургические нити, и невесомые и чрезвычайно прочные бронежилеты, и легкие удочки, и рыболовные снасти. Пока речь идет о малых партиях, но нанотехнологии развиваются столь бурно и стремительно, что промышленного выпуска изделий, изготовленных из «паучьего шелка», ждать недолго.

Наноматериалы в текстиле Текстиль на основе наноматериалов приобретает уникальные по своим показателям водонепроницаемость, грязеотталкивание, теплопроводность, способность проводить электричество и другие свойства. Наноматериалы могут иметь в своем составе наночастицы, нановолокна и другие добавки. Например, компания Nano-Tex успешно производит ткани, улучшенные с помощью нанотехнологий. Одна из таких тканей обеспечивает абсолютную водонепроницаемость: благодаря изменению молекулярной структуры волокон, капли воды полностью скатываются с полотна, которое при этом «дышит». ПомимоLevi Strauss, ткани использует в своей джинсовой одежде и элементах обуви, в частности, компания Dockers. А американская компания NanoSonic разработала уникальную технологию, позволяющую создавать материалы с невозможными в природе свойствами, в частности, листы полимера, гибкие и упругие, как резина, и проводящие ток, как металл. Новый продукт назвали Metall Rubber – металлизированная резина. Процесс производства Metall Rubber называется электростатической самосборкой. Для его реализации компания даже создала специального робота, ускоряющего создание образцов. Дело в том, что наращивание пластины или какой-либо иной детали из металлического каучука идет буквально по молекулам. Новый материал выдерживает многократное скручивание, нагрев до 200°С и агрессивные химические среды. Компания надеется, что металлический каучук найдет применение в различных областях техники: от аэрокосмической отрасли до электроники, в том числе и в изготовлении текстиля для спецодежды (рис. 1). Из «горячих новинок» текстильного нанорынка следует отметить утеплительный материал Aspen’s Pyrogel AR5401, изготовленный на основе полимерного материала с нанопорами. Благодаря им материал ведет себя как хороший теплоизолятор. Компания Aspen Aerogels в марте 2004 г. начала производство из нового материала утепляющих стелек для обуви. Эти стельки заказывали: команда, выигравшая в 2004 г. марафон к Северному полюсу, одна из канадских лыжных команд и элитное спецподразделение армии США. Отзывы заказчиков о продукте были схожими: это универсальное решение для работы в экстремальных условиях (рис. 2). Новый изолятор сохраняет тепло лучше, чем все существующие современные материалы. По сравнению с ними его тепловые характеристики при одинаковой толщине образцов улучшились с 3 до 20 раз. Не удивительно, что при таких показателях изделия из нового теплоизолятора обладают минимальной материалоемкостью. Так, в армейской обуви слой стелек из Pyrogel AR5401 составил всего 2,5 мм в толщину.

Заключение

Важной составной частью личной гигиены является гигиена одежды.

По выражению Ф. Ф. Эрисмана, одежда является своеобразным кольцом защиты от неблагоприятных природных условий, механических воздействий, предохраняет поверхность тела от загрязнения, избыточного солнечного излучения, других неблагоприятных факторов бытовой и производственной среды.

В настоящее время в понятие пакета одежды входят следующие основные компоненты: белье (1-й слой), костюмы и платья (2-й слой), верхняя одежда (3-й слой).

По назначению и характеру использования различают одежду бытовую, профессиональную (спецодежду), спортивную, военную, больничную, обрядовую и т. д.

Повседневная одежда должна соответствовать следующим основным гигиеническим требованиям:

1) обеспечивать оптимальный пододежный микроклимат и способствовать тепловому комфорту;

2) не затруднять дыхание, кровообращение и движения, не смещать и не сдавливать внутренние органы, не нарушать функций опорно-двигательного аппарата;

3) быть достаточно прочной, легко очищаться от внешних и внутренних загрязнений;

5) иметь сравнительно небольшую массу (до 8-10 % массы тела человека).

Важнейшим показателем качества одежды и ее гигиенических свойств является пододежный микроклимат. При температуре окружающей среды 18-22 °С рекомендуются следующие параметры пододежного микроклимата: температура воздуха – 32,5-34,5 °С, относительная влажность – 55-60 %.

Гигиенические свойства одежды зависят от сочетания ряда факторов. Главные из них – вид ткани, характер ее выделки, покрой одежды. Для изготовления ткани используются различные волокна – натуральные, химические искусственные и синтетические. Натуральные волокна могут быть органическими (растительными, животными) и неорганическими. К растительным (целлюлозным) органическим волокнам относятся хлопок, лен, сизаль, джут, пенька и прочие, к органическим волокнам животного происхождения (белковым) – шерсть и шелк. Для изготовления некоторых видов спецодежды могут использоваться неорганические (минеральные) волокна, например асбест.

В последние годы все большее значение приобретают химические волокна, которые также подразделяют на органические и неорганические. Основную группу волокон химического происхождения составляют органические. Они могут быть искусственными и синтетическими. К искусственным волокнам относятся вискозные, ацетатные, триацетатные, казеиновые и т. д. Их получают при химической переработке целлюлозы и других исходных материалов природного происхождения.

Синтетические волокна получают путем химического синтеза из нефти, угля, газа и другого органического сырья. По происхождению и химической структуре выделяют гетероцидные и карбоцидные синтетические волокна. К гетероцидным относятся полиамидные (капрон, нейлон, перлон, ксилон и др.), полиэфирные (лавсан, терилен, дакрон), полиуретановые, к карбицидным – поливинилхлоридные (хлорин, винол), поливинилспиртовые (винилон, куралон), полиакрилнитрильные (нитрон, орлон).

Гигиенические достоинства или недостатки тех или иных тканей прежде всего зависят от физико-химических свойств исходных волокон. Наиболее важное гигиеническое значение из этих свойств имеют воздухо-, паропроницаемость, влагоемкость, гигроскопичность, теплопроводность.

Воздухопроницаемость характеризует способность ткани пропускать через свои поры воздух, от чего зависят вентиляция пододежного пространства, конвекционная отдача тепла с поверхности тела. Воздухопроницаемость ткани зависит от ее структуры, пористости, толщины и степени увлажнения. Воздухопроницаемость тесно связана со способностью ткани поглощать воду. Чем быстрее заполняются влагой поры ткани, тем менее воздухопроводной она становится. При определении степени воздухопроницаемости стандартным считается давление 49 Па (5 мм вод.ст.).

Воздухопроницаемость тканей бытового назначения колеблется от 2 до 60 000 л/м 2 при давлении 1 мм вод.ст. По степени воздухопроницаемости различают ткани ветрозащитные (воздухопроницаемость 3,57-25 л/м 2) с малой, средней, высокой и очень высокой воздухопроницаемостью (более 1250,1 л/м 2).

Паропроницаемость характеризует способность ткани пропускать через поры водяные пары. Абсолютная паропроницаемость характеризуется количеством водяных паров (мг), проходящих в течение 1 ч через 2 см 2 ткани при температуре 20 °С и относительной влажности 60 %. Относительная паропроницаемость – процентное отношение количества водяных паров, прошедших через ткань, к количеству воды, испарившейся из открытого сосуда. Для различных тканей этот показатель колебания от 15 до 60 %.

Испарение пота с поверхности тела – один из главных способов теплоотдачи. В условиях теплового комфорта с поверхности кожи в течение 1 ч испаряется 40-50 г влаги. Выделение пота более 150 г/ч сопряжено с тепловым дискомфортом. Такой дискомфорт возникает и при давлении пара в пододежном пространстве свыше 2 Гпа. Поэтому хорошаяпаропроницаемость ткани является одним из факторов обеспечения теплового комфорта.

Удаление влаги через одежду возможно путем диффузии водяных паров, испарения с поверхности увлажненной одежды либо испарения конденсата пота из слоев этой одежды. Наиболее предпочтительным путем удаления влаги является диффузия водяных паров (другие пути увеличивают теплопроводность, снижают воздухопроницаемость, уменьшают пористость).

Одним из наиболее важных в гигиеническом отношении свойств ткани является ее гигроскопичность, характеризующая способность волокон ткани поглощать водяные пары их воздуха и с поверхности тела и удерживать их при определенных условиях. Наибольшей гигроскопичностью обладают шерстяные ткани (20 % и более), что позволяет им сохранить высокие теплозащитные свойства даже при увлажнении. Минимальной гигроскопичностью обладают синтетические ткани. Важной характеристикой тканей (особенно используемой для изготовления белья, рубашечно-платьевых изделий, полотенец) является их способность впитывать капельно-жидкую влагу. Оценивают эту способность по капиллярности ткани. Наиболее высокая капиллярность у хлопковых и льняных тканей (110-120 мм/ч и более).

В обычных температурно-влажностных условиях хлопчатобумажные ткани удерживают 7-9 %, льняные – 9-11 %, шерстяные – 12-16 %, ацетатные – 4-5 %, вискозные – 11-13 %, капроновые – 2-4 %, лавсановые – 1 %, хлориновые – менее 0,1 % влаги.

Теплозащитные свойства ткани определяются теплопроводностью, которая зависит от ее пористости, толщины, характера переплетения волокон и т. д. Теплопроводность тканей характеризует тепловое сопротивление, для определения которого необходимо измерить величину теплового потока и температуру кожи. Плотность теплового покрова определяется количеством тепла, теряемого с единицы поверхности тела за единицу времени, конвекцией и радиацией при градиенте температуры на внешней и внутренней поверхности ткани, равном 1 °С, и выражается в Вт/м 2 .

В качестве единицы теплозащитной способности ткани (способность снижать плотность теплового потока) принята величина сlо (от англ. сlothes – «одежда»), которая характеризует теплоизоляцию комнатной одежды, равную 0,18 °С м/ 2 ч/ккал. Одна единица сlо обеспечивает состояние теплового комфорта, если теплообразование спокойно сидящего человека составляет примерно 50 ккал/м 2 ч, а окружающий микроклимат характеризуется температурой воздуха в 21 °С, относительной влажностью 50 %, скоростью движения воздуха 0,1 м/с.

Влажная ткань обладает высокой теплоемкостью и потому значительно быстрее поглощает тепло от тела, способствуя его охлаждению и переохлаждению.

Помимо перечисленных, важное гигиеническое значение имеют такие свойства ткани, как способность пропускать ультрафиолетовое излучение, отражать видимое излучение, время испарения влаги с поверхности тела. Степень прозрачности синтетических тканей для УФ-излучения составляет 70 %, для других тканей эта величина значительно меньше (0,1-0,2 %).

Основным гигиеническим достоинством тканей из натуральных волокон является их высокая гигроскопичность и хорошая воздухопроводность. Именно поэтому хлопчатобумажные и льняные ткани используют для изготовления белья и бельевых изделий. Особенно велики гигиенические достоинства шерстяных тканей – их пористость составляет 75-85 %, у них высокая гигроскопичность.

Вискозные, ацетатные и триацетатные ткани, получаемые путем химической обработки древесной целлюлозы, характеризуются высокой способностью сорбировать на своей поверхности водяные пары, они обладают высокой влагопоглощаемостью. Однако для вискозных тканей характерна длительная испаряемость, что вызывает значительные теплопотери с поверхности кожи и может привести к переохлаждению.

Ацетатные ткани по своим свойствам близки к вискозным. Однако их гигроскопичность и влагоемкость значительно ниже, чем у вискозных, при их носке образуются электростатические заряды.

Особое внимание гигиенистов в последние годы привлекают синтетические ткани. В настоящее время более 50 % видов одежды изготавливаются с их применением. Эти ткани имеют ряд достоинств: они имеют хорошую механическую прочность, устойчивы к истиранию, воздействию химических и биологических факторов, обладают антибактериальными свойствами, эластичностью и т. д. К недостаткам следует отнести низкую гигроскопичность и, как следствие, – пот не впитывается волокнами, а скапливается в воздушных порах, ухудшая воздухообмен и теплозащитные свойства ткани. При высокой температуре окружающей среды создаются условия для перегрева организма, а при низкой – для переохлаждения. Синтетические ткани способности поглощать воду в 20-30 раз меньше, чем шерстяные. Чем выше влагопроницаемость ткани, тем хуже ее теплозащитные свойства. Кроме того, синтетические ткани способны удерживать неприятные запахи, хуже отстирываются, чем натуральные. Возможны деструкция компонентов волокон вследствие их химической нестабильности и миграция соединений хлора и других веществ в окружающую среду и пододежное пространство. Миграция, например, формальдегидсодержащих веществ продолжается в течение нескольких месяцев и способна создавать концентрацию, в несколько раз превышающую ПДК для атмосферного воздуха. Это может привести к кожно-резорбтивному, раздражающему и аллергенному воздействию.

Электростатическое напряжение при ношении одежды из синтетических тканей может быть до 4-5 кВ/см при норме не более 250-300 В/см. Не следует использовать синтетические ткани для белья новорожденных, детей ясельного, дошкольного и младшего школьного возраста. При изготовлении ползунков и колготок допускается добавление не боле 20 % синтетических и ацетатных волоко

Выводы из моей работы

Итак, прочитав различную литературу об истории, видах и свойствах шерсти, я добилась поставленной цели и доказала гипотезу своей исследовательской работы о том, что шерсть овцы имеет не только целебное и оздоровительное свойство, но и является доступным и универсальным материалом в применении даже в домашних условиях.

Овечья шерсть определенно является одним из первых материалов, который человек научился применять себе на пользу.

Можно получить так называемые грубые шерстяные изделия эту в первую очередь всем известные валенки.

Особенно хороши шерстяные вязаные изделия. Они обладают не только красотой привлекательностью, но и сделанные из натуральных шерстяных ниток очень хорошо согревают в холодное время года и легко отводят влагу от тела.

Я рада, что у меня тема проекта очень важна для севременого мира и дляменя. Сама, в домашних условиях, исследовала ткани на гигиенические свойства. В процессе изготовления я пришла к выводу, что любое рукоделие – это кропотливый труд, который требует немало умения, терпения и фантазии. На примере бабушки я поняла, что к любому делу надо относиться добросовестно.

Перспектива дальнейшей деятельности: в будущем я продолжу заниматься своим новым увлечением, и планирую научиться вязать вещи не только для кукол, но и для себя и моих близких. Возможно, сошью стеганое шерстяное одеяло для сестренки. Мне хотелось бы не только самой вязать и делать красивые и полезные вещи, но и научить этому своих подруг.

Предметы:

Текстильными волокнами называют гибкие прочные тела с малыми поперечными размерами, ограниченной длины, пригодные для изготовления текстильных изделий.

Текстильные волокна подразделяют на два класса: натуральные и химические. По происхождению волокнообразующего вещества натуральные волокна подразделяют на три подкласса: растительного, животного и минерального происхождения, химические волокна — на два подкласса: искусственные и синтетические.

Искусственное волокно — химическое волокно, изготовленное из природных высокомолекулярных веществ.

Синтетическое волокно — химическое волокно, изготовленное из синтетических высокомолекулярных веществ.

Волокна могут быть элементарными и комплексными.

Элементарное — волокно, не делящееся в продольном направлении без разрушения (хлопок, лен, шерсть, вискоза, капрон и др.). Комплексное волокно состоит из продольно скрепленных элементарных волокон.

Волокна являются исходным материалом для изготовления текстильных товаров и могут применяться как в естественном, так и в смешанном виде. Свойства волокон влияют на технологический процесс переработки их в пряжу. Поэтому важно знать основные свойства волокон и их характеристики: толщину, Длину, извитость. От толщины волокон и пряжи зависит толщина получаемых из них изделий, которая влияет на их потребительские свойства.

Пряжа из тонких синтетических волокон более склонна к пиллингу — образованию закатанных волокон на поверхности материала. Чем длиннее волокна, тем пряжа из них ровнее по толщине и прочнее.

Натуральные волокна

Хлопок — это волокна, покрывающие семена растений хлопчатника. Хлопчатник — однолетнее растение высотой 0,6—1,7 м, произрастающее в районах с жарким климатом. Основным веществом (94—96 %), из которого состоит хлопковое волокно, является целлюлоза. Хлопковое волокно нормальной зрелости под микроскопом имеет вид плоской ленточки со штопорообразной извитостью и с каналом, заполненным внутри воздухом. Один конец волокна со стороны его отрыва от семени хлопчатника открыт, другой, имеющий коническую форму, закрыт.

Количество волокна зависит от степени его зрелости.

Хлопковым волокном присуща извитость. Волокна нормальной зрелости имеют наибольшую извитость — 40—120 извитков на 1 см.

Длина хлопковых волокон колеблется от 1 до 55 мм. В зависимости от длины волокон хлопок делят на коротковолокнистый (20—27 мм), средневолокнистый (28—34 мм) и длинноволокнистый (35—50 мм). Хлопок длиной менее 20 мм называют непряд-иым, т. е. из него невозможно выработать пряжу. Между длиной и толщиной хлопковых волокон существует определенная зависимость: чем длиннее волокна, тем они тоньше. Поэтому длинноволокнистый хлопок называют и тонковолокнистым, он имеет толщину 125—167 миллитекс (мтекс). Толщина средневолокнистого хлопка составляет 167—220 мтекс, коротковолокнистого — 220— 333 мтекс.

Толщина волокон выражается через линейную плотность в гексах. Текс показывает, сколько граммов весит отрезок волокна длиной в 1 км. Миллитекс = мг/км.

От длины и толщины волокон зависит выбор системы прядения (получения пряжи), что в свою очередь влияет на качество пряжи и ткани. Так, из длинноволокнистого (тонковолокнистого) хлопка получают тонкую, ровную по толщине, с малой ворсистостью, плотную, прочную пряжу 5,0 текс и выше, используемую для изготовления высококачественных тонких и легких тканей: батиста, маркизета, вольты, сатина гребенного и др.

Из средневолокнистого хлопка изготовляют пряжу средней и выше средней линейной плотности 11,8—84,0 текс, из которой вырабатывают основную массу хлопчатобумажных тканей: ситцы, бязи, миткали, сатины кардные, вельветы и др.

Из коротковолокнистого хлопка получают рыхлую, толстую, неровную по толщине, пушистую, иногда с посторонними примесями пряжу — 55—400 текс, используемую для производства фланели, бумазеи, байки и др.

Хлопковое волокно обладает многочисленными положительными свойствами. Оно имеет высокую гигроскопичность (8— 12 %), поэтому хлопчатобумажные ткани обладают хорошими гигиеническими свойствами.

Волокна достаточно прочные. Отличительной особенностью хлопкового волокна является повышенная прочность на разрыв в мокром состоянии на 15—17 %, что объясняется увеличением площади поперечного сечения волокна вдвое в результате его сильной набухаемости в воде.

Хлопок имеет высокую термостойкость — разрушение волокон до 140°С не происходит.

Хлопковое волокно более стойкое, чем вискозное и натуральный шелк, к действию света, но по светостойкости уступает лубяным и шерстяным волокнам. Хлопок обладает высокой устойчивостью к действию щелочей, что используется при отделке хлопчатобумажных тканей (отделка — мерсеризация, обработка раствором едкого натра). При этом волокна сильно набухают, усаживаются, становятся неизвитыми, гладкими, стенки их утолщаются, канал суживается, прочность повышается, блеск усиливается; волокна лучше окрашиваются, прочно удерживая краситель. Из-за малой упругости хлопковое волокно имеет высокую сминаемость, большую усадку, низкую стойкость к воздействию кислотой. Хлопок применяется для производства тканей разного назначения, трикотажа, нетканых полотен, гардинно-тюлевых и кружевных изделий, швейных ниток, тесьмы, шнурков, лент и др. Хлопковый пух применяют в производстве медицинской, одежной, мебельной ваты.

Лубяные волокна получают из стеблей, листьев или оболочек плодов различных растений. Стеблевыми лубяными волокнами являются лен, пенька, джут, кенаф и др., листовыми — сизаль и др., плодовыми — койр, получаемый из покрова скорлупы кокосовых орехов. Из лубяных волокон наибольшую ценность представляют льняные.

Лен — однолетнее травянистое растение, имеет две разновидности: лен-долгунец и лен-кудряш. Из льна-долгунца получают волокна. Основным веществом, из которого состоят лубяные волокна, является целлюлоза (около 75 %). К сопутствующим веществам относятся: лигнин, пектиновые, жировосковые, азотистые, красящие, зольные вещества, вода. Льняное волокно имеет четыре-шесть граней с заостренными концами и характерными штрихами (сдвигами) на отдельных участках, возникшими) результате механических воздействий на волокно при его получении.

В отличие от хлопкового льняное волокно имеет сравнительно толстые стенки, узкий канал, закрытый с обоих концов; поверхность волокна более ровная и гладкая, поэтому льняные ткани меньше, чем хлопчатобумажные, загрязняются и легче отстирываются. Эти свойства льна особенно ценны для бельевых полотен. Льняное волокно уникально и тем, что при высокой гигроскопичности (12 %) оно быстрее других текстильных волокон поглощает и выделяет влагу; оно прочнее, чем хлопковое, удлинение при разрыве — 2—3 %. Содержание в льняном волокне лигнина делает его устойчивым к действию света, погоды, микроорганизмов. Термического разрушения волокна не происходит до + 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 достаточно красивый шелковистый блеск, мерсеризации их не подвергают.

Однако льняное волокно сильно сминается из-за низкой упругости, трудно отбеливается и окрашивается.

Благодаря высоким гигиеническим и прочностным свойствам из льняных волокон получают бельевые ткани (для нательного, столового, постельного белья), летние костюмно-платьевые ткани. При этом около половины льняных тканей вырабатываются в смеси с другими волокнами, значительная часть которых приходится на полульняные бельевые ткани с хлопчатобумажной пряжей по основе.

Из льняных волокон изготавливают также парусины, пожарные рукава, шнуры, обувные нитки, а из очесов льна — более грубые ткани: мешочные, холсты, брезенты, парусины и др.

Пеньку получают из однолетнего растения конопли. Из волокон вырабатывают канаты, веревки, шпагаты, упаковочные и мешочные ткани.

Кенаф, джут получают из однолетних растений семейства мальвовых и липовых. Из кенафа и джута вырабатывают мешочные и тарные ткани; используют для транспортирования и хранения влагоемких товаров.

Шерсть — волокно из снятого волосяного покрова овец, коз, верблюдов, кроликов и других животных. Шерсть, снятую стрижкой в виде цельного волосяного покрова, называют руном. Шерстяные волокна состоят из белка кератина, содержащего, как и другие белки, аминокислоты.

Шерстяные волокна под микроскопом можно легко отличить от других волокон — их наружная поверхность покрыта чешуйками. Чешуйчатый слой состоит из мелких пластинок в форме

конусообразных колец, нанизанных друг на друга, и представляет собой ороговевшие клетки. За чешуйчатым слоем следует корковый — основной, от которого зависят свойства волокна и изделий из них. В волокне может быть и третий — сердцевинный слой, состоящий из рыхлых, заполненных воздухом клеток. Под микроскопом видна и своеобразная извитость шерстяных волокон. В зависимости от того, какие слои в шерсти присутствуют, она может быть следующих видов: пух, переходный волос, ость, мертвый волос.

Пух — тонкое, сильно извитое, шелковистое волокно без сердцевинного слоя. Переходный волос имеет прерывистый рыхлый сердцевинный слой, благодаря чему он неравномерен по толщине, прочности, имеет меньшую извитость.

Ость и мертвый волос имеют большой сердцевинный слой, характеризуются большой толщиной, отсутствием извитости, повышенной жесткостью и хрупкостью, малой прочностью.

В зависимости от толщины волокон и однородности состава шерсть подразделяют на тонкую, полутонкую, полугрубую и грубую. Важными показателями качества шерстяного волокна являются его длина и толщина. Длина шерсти влияет на технологию получения пряжи, ее качество и качество готовых изделий. Из длинных волокон (55—120 мм) получают гребенную (камвольную) пряжу — тонкую, ровную по толщине, плотную, гладкую.

Из коротких волокон (до 55 мм) получают аппаратную (суконную) пряжу, которая, в отличие от камвольной, более толстая, рыхлая, пушистая, с неровностями по толщине.

Свойства шерсти по-своему уникальны — ей присуща высокая свойлачиваемость, что объясняется наличием на поверхности волокна чешуйчатого слоя.

Благодаря этому свойству из шерсти производятся фетр, суконные ткани, войлок, одеяла, валяная обувь. Шерсть обладает высокими теплозащитными свойствами, имеет высокую упругость. Щелочи на шерсть действуют разрушающе, к кислотам она устойчива. Поэтому если шерстяные волокна, содержащие растительные примеси, обработать раствором кислоты, то эти примеси растворяются, а шерстяные волокна остаются в чистом виде. Такой процесс очистки шерсти называют карбонизацией.

Гигроскопичность шерсти высокая (15—17 %), но в отличие от других волокон она медленно поглощает и отдает влагу, оставаясь на ощупь сухой. В воде она сильно набухает, площадь поперечного сечения при этом увеличивается на 30—35 %. Увлажненное волокно в растянутом состоянии можно зафиксировать сушкой, при повторном увлажнении длина волокна снова восстанавливается. Это свойство шерсти учитывается при влажно-тепловой обработке швейных изделий из шерстяных тканей для сутюжки и оттяжки их отдельных деталей.

Шерсть — достаточно прочное волокно, удлинение при разрыве высокое; в мокром состоянии волокна на 30 % теряют прочность. Недостатком шерсти является малая термостойкость — при температуре 100—110°С волокна становятся ломкими, жесткими, снижается их прочность.

Из тонкой и полутонкой шерсти, как в чистом виде, так и в смеси с другими волокнами (хлопковыми, вискозными, капроновыми, лавсановыми, нитроновыми), вырабатывают камвольные и тонкосуконные платьевые, костюмные, пальтовые ткани, нетканые полотна, трикотажные изделия, платки, одеяла; из полугрубой и грубой — грубосуконные пальтовые ткани, валяную обувь, войлок.

Козий пух применяют в основном для выработки платков, трикотажных изделий и некоторых платьево-костюмных, пальтовых тканей; верблюжью шерсть — для производства одеял и национальных изделий. Из восстановленной шерсти получают менее качественные ткани, валяную обувь, нетканые материалы, строительный войлок.

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.

Родина шелка — Китай, где тутовый шелкопряд культивировался за 3000 лет до н. э. Получение шелка проходит следующие стадии: бабочка тутового шелкопряда откладывает яички (грену), из которых выводятся гусеницы длиной около 3 мм. Питаются они листьями тутового дерева, отсюда и название шелкопряда. Через месяц гусеница, накопив в себе натуральный шелк, через шелкоотделительные железы, расположенные по обе стороны тела, окутывает себя непрерывной нитью в 40—45 слоев и образует кокон. Намотка кокона длится 3—4 дня. Внутри кокона гусеница превращается в бабочку, которая, проделав отверстие в коконе щелочной жидкостью, выходит из него. Такой кокон для дальнейшей размотки непригоден. Коконные нити очень тонкие, поэтому разматывают их одновременно с нескольких коконов (6—8), соединяя в одну комплексную нить. Такая нить называется шелком-сырцом. Общая длина разматываемой нити составляет в среднем 1000—1300 м.

Оставшийся после размотки кокона сдир (тонкая, не поддающаяся размотке оболочка, содержащая около 20 % длины нити), бракованные коконы перерабатывают в короткие волокна, из которых получают шелковую пряжу.

Из всех природных волокон натуральный шелк — самое легкое волокно и наряду с красивым внешним видом обладает высокой гигроскопичностью (11 %), мягкостью, шелковистостью, малой сминаемостью.

Натуральный шелк обладает высокой прочностью. Разрывная нагрузка шелка в мокром состоянии снижается примерно на 15 %. Натуральный шелк устойчив к кислотам, к щелочам — нет, имеет низкую светостойкость, относительно низкую термостойкость (100—110°С) и высокую усадку. Из шелка вырабатывают платьевые, блузочные ткани, также швейные нитки, ленты, шнурки.

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

Технологический процесс изготовления химических волокон состоит из трех основных стадий — получения прядильного раствора, формирования из него волокон и отделки волокон. Полученный прядильный раствор поступает в фильеры — металлические колпачки с маленькими отверстиями (рис. 6) — и вытекает из них в виде непрерывных струек, которые сухим или мокрым способом (воздухом или водой) затвердевают и превращаются в элементарные нити.

Форма отверстий фильер обычно круглая, а для получения профилированных нитей используют фильеры с отверстиями в виде треугольника, многогранника, звездочек и др.

При выработке коротких волокон используют фильеры с большим количеством отверстий. Элементарные нити со многих фильер соединяют в один жгут и разрезают на волокна необходимой длины, которая соответствует длине натуральных волокон. Сформированные волокна подвергают отделке.

В зависимости от вида отделки получают волокна белые, окрашенные, блестящие и матированные.

Искусственные волокна

Искусственные волокна получают из природных высокомолекулярных соединений — целлюлозы, белков, металлов, их сплавов, силикатных стекол.

Наиболее распространенное искусственное волокно — вискозное, вырабатывается из целлюлозы. Для изготовления вискозного волокна используют обычно древесную, преимущественно еловую целлюлозу. Древесину расщепляют, обрабатывают химическими реагентами, превращают в прядильный раствор — вискозу.

Вискозные волокна вырабатывают в виде комплексных нитей и волокон, их применение различно.

Вискозное волокно гигиенично, имеет высокую гигроскопичность (11—12 %), изделия из вискозы хорошо впитывают влагу; оно устойчиво к щелочам; термостойкость вискозного волокна высокая.

Но вискозное волокно имеет недостатки:

— из-за низкой упругости сильно сминается;

— высокая усадка волокна (6—8 %);

— в мокром состоянии теряет прочность (до 50—60 %). Изделия не рекомендуется тереть и выкручивать.

Из других искусственных волокон используют ацетатные, триацетатные волокна.

Металлические нити представляют собой мононити круглого или плоского сечений из алюминиевой фольги, меди и ее сплавов, серебра, золота и других металлов. Алюнит (люрекс) — металлическая нить из алюминиевой фольги, покрытой с обеих сторон защитной противоокислительной пленкой.

Синтетические волокна

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

Полиамидные (капроновые) волокна получают из полимера капролактама — низкомолекулярного кристаллического вещества, которое вырабатывают из каменного угля или нефти. В других странах капроновые волокна называются иначе: в США, Англии — нейлон, в Германии — дедерон.

Полиэфирные волокна (лавсан) выпускают под различными названиями: в Англии, Канаде — терилен, в США— дакрон, в Японии — полиэстер. Наличие ценных потребительских свойств полиэфирных волокон обусловило их широкое применение в текстильном, трикотажном производстве, в производстве искусственного меха.

Полиакрилонитрильные волокна (акрил, нитрон): в США — орлон, в Англии — куртель, в Японии — кашмилон. Нитроновое волокно по своим свойствам и внешнему виду напоминает шерсть. Волокна в чистом виде и в смеси с шерстью используют для выработки платьево-костюмных тканей, искусственного меха, различных трикотажных изделий, гардинно-тюлевых изделий.

Поливинилхлоридное (ПВХ), хлориновое волокно вырабатывают из раствора поливинилхлоридной смолы в диметилформамиде (ПВХ) и из хлорированного поливинилхлорида. Эти волокна значительно отличаются от других синтетических волокон: в результате малой теплопроводности обладают высокой теплоизоляционной способностью, не горят, не гниют, очень стойки к химическим воздействиям.

Полиуретановые волокна. Обработкой полиуретановой смолы получают волокно спандекс или лайкра, вырабатываемое в виде мононити. Отличается высокой эластичностью, растяжимость его до 800 %. Применяется вместо резиновой жилки в производстве предметов женского туалета, высокорастяжимого трикотажа.

Алюнит — металлические нити из алюминиевой фольги, покрытые полимерной пленкой, защищающей металл от окисления. Для упрочнения алюнит скручивают с капроновыми нитями.

Аппаратная хлопчатобумажная пряжа — пушистая, рыхлая, толстая пряжа, получаемая из коротких волокон, характеризуется небольшой прочностью.

Аппаратная шерстяная пряжа — вырабатывается по аппаратной системе из коротковолокнистой шерсти и угаров (отходов прядильного производства) толщиной 42-500 текс, рыхлая, пушистая, неравномерная по толщине и прочности.

Армированная нить — текстильная нить, имеющая сложную структуру, состоящую из стержня оплетки, т. е. осевая нить обкручена или плотно оплетена волокнами или другими нитями.

Асбестовое волокно — минеральное волокно, содержится в горных породах. Наиболее длинные волокна (10 мм и более) перерабатываются в пряжу, идущую для изготовления технических тканей, лент, шнуров, используемых главным образом для теплоизоляции.

Ацетатное волокно — искусственное волокно, получают из растворов частично омыленной вторичной ацетилцеллюлозы в ацетате сухим способом (продавливание через фильеру и высушивание).

Вискозное волокно — искусственное волокно, вырабатываемое из древесной целлюлозы, переведенной путем химических преобразований в вязкую жидкость (вискозу), которая продавливается через фильеры и восстанавливается до гидрат-целлюлозы.

Восстановленная (регенированная) шерсть —дополнительный источник сырья для легкой промышленности. Получают из обрывков пряжи при прядении и ткачестве, из лоскутов шерстяных тканей и трикотажа в швейном производстве и утильного сырья (ткани и трикотажные изделия, бывшие в употреблении). Используют в небольших количествах (20-35%) в смеске с обычной шерстью и с добавлением 10-30% синтетического волокна для снижения себестоимости продукции.

Высокообъемная пряжа — пряжа, дополнительная объемность которой получена путем химической и/или тепловой обработки.

Гребенная хлопчатобумажная пряжа — тонкая, гладкая, ровная по толщине пряжа, получаемая из длинноволокнистого хлопка, характеризуется наибольшей прочностью.

Гребенная (камвольная) шерстяная пряжа — тонкая, гладкая, вырабатывается из длинноволокнистого шерстяного волокна по гребенной системе прядения, толщиной 15,5-42 текс.

Грубая шерсть — неоднородная шерсть, состоящая преимущественно из остевых волос толщиной 41 мкм и более. Получают при стрижке овец грубошерстных пород (кавказская, тушинская и др.).

Джут, кенаф — волокна, получаемые из стеблей растений тех же наименований, достигающих роста 3 м и более. В сухих стеблях содержится до 21% волокна, используемого для технических, упаковочных, мебельных тканей и ковров. Наибольшие посевные площади — в Индии, Бангладеше.

Извитое волокно — натуральное или химическое волокно, обладающее извитостью.

Искусственное волокно (нить) — химическое волокно (нить), изготовленное в результате производственного процесса из природных полимеров путем химической переработки.

Кардная хлопчатобумажная пряжа —толстая, неравномерная пряжа, получаемая из хлопка средней длины. Применяется для производства хлопчатобумажных тканей.

Комбинированная нить — текстильная нить, состоящая из комплексных нитей или мононитей, или из комплексных нитей, различающихся по химическому составу или структуре, различных по волокнистому составу и структуре.

Комплексная нить — текстильная нить, состоящая из двух или более продольно соединенных и скрученных элементарных волокон.

Креп-нить — характеризуется высокой (креповой) круткой. Для получения крепа натурального шелка скручивают 2-5 нитей шелка-сырца до 2200-3200 кр/м, а затем запаривают их для фиксации крутки. Креп из комплексных химических нитей получают скручиванием одной нити до 1500-200 кр/м. Благодаря высокой крутке ткани из креповых нитей характеризуются значительной упругостью, жесткостью, шероховатостью.

Крученая нить — текстильная нить, скрученная из одной и более текстильных нитей.

Крученая пряжа — текстильная нить, скрученная из двух и более пряж.

Лен — лубяное волокно, получаемое из стеблей растения того же наименования. На волокно культивируется лен-долгунец с длинным (до 1 м) и тонким (в диаметре 1-2 мм) стеблем.

Лубяное волокно — длинные прозенхимные клетки в стеблях различных растений, лишенные части содержимого растительного стебля. Волокна лубяных культур (льна, крапивы, конопли и др.) используют для выработки пряжи.

Льняная пряжа мокрого прядения — вырабатывается толщиной 24-200 текс из длинного волокна и очесов, при этом ровница (полуфабрикат льняного производства) — тонкая и равномерная по толщине перед прядением смачивается.

Льняная пряжа сухого прядения — вырабатывается из льняного волокна и очесов, неравномерная по толщине, толщиной 33-666 текс.

Люрекс — нить в виде блестящей узкой металлической полоски, покрытой фольгой, или металлизированной пленки.

Медноаммиачное волокно — вырабатывают из раствора целлюлозы в медно-аммиачном комплексе, по свойствам близко к вискозным. Производство ограничено, так как связано со значительным расходом меди (50 г на 1 кг волокна).

Многокруточная нить — крученая нить из двух и более текстильных нитей, одна из которых однокруточная, скрученных вместе за одну и более операций кручения.

Модифицированная нить (волокно) — текстильная нить (волокно) с заданными специфическими свойствами, полученная путем дополнительной химической или физической модификации.

Мооскреп — нить двойной крутки. Мооскреп из натурального шелка вырабатывают скручиванием креповой нити с 2-3 нитями шелка-сырца. Мооскреп из искусственных нитей получают трощением и последующим скручиванием креповой нити и нити пологой крутки. Второе скручивание производится в направлении креповой нити примерно на 200 кр/м. Креповая нить является стержневой, а нить шелка-сырца или нить пологой крутки — нагонной, обвивает стержневую.

Муслин — тонкая нить средней крутки. Муслин из натурального шелка получают скручиванием одной нити шелка-сырца до 1500-1800 кр/м, с последующей запаркой для фиксации крутки. Муслин из комплексной химической нити (вискозной, ацетатной, капроновой) получают скручиванием нити до 600-800 кр/м.

Мэрон (капроновые), мэлан (лавсановые) — растяжимые нити, получают как и высокорастяжимые нити, путем химической обработки, но с дополнительной термообработкой при некотором растяжении. В результате этого спиралеобразная извитость, характерная для эластика, переходит в синусоидальную и фиксируется в таком состоянии. Нити мягкие, пушистые, растяжимость 30-50%.

Натуральное волокно — текстильное волокно природного происхождения.

Натуральный шелк — продукт выделения шелкоотделительных желез гусениц-шелкопрядов — белкового вещества фиброина — в виде тонкой непрерывной нити, завитой в кокон. В момент образования кокона гусеницы выделяют две тонкие шелковины, которые при выходе на воздух застывают. Одновременно выделяется белковое вещество серицин, которое склеивает шелковины вместе.

Неоднородная нить — текстильная нить, состоящая из волокон разной природы.

Одиночная нить — нетрощеная, некрученая нить или нетрощеная крученая нить, получившая крутку за одну операцию кручения.

Однокруточная нить — крученая нить из двух или более одиночных нитей, скрученных вместе за одну операцию кручения.

Однородная нить — текстильная нить, состоящая из текстильных волокон одной природы.

Однородная пряжа — пряжа, состоящая из волокон одного вида.

Пенька — вырабатывается из однолетнего высокого растения конопли. Пеньку подразделяют на ниточную (тонкую), идущую для изготовления пряжи, техническую (толстую, грубую), из которой вырабатывают технические ткани, а также канатную — для канатов.

Переслежистая пряжа — пряжа с чередованием залетных утолщений и утонений.

Пленочная текстильная нить — плоская комплексная нить, полученная расщеплением текстильной пленки или экструдированием в виде полоски.

Полиакрилонитрильное волокно (нитрон) — синтетическое волокно, формуемое из растворов полиакрилонитрила или сополимеров, содержащих более 85% (по массе) акрилонитрила по мокрому или сухому методу. Выпускается под следующими торговыми названиями: орлон, акрилон (США), кашмилон (Япония), дралон (Германия) и др.

Полиамидное волокно — синтетическое волокно, формуемое из расплавов полиамидов. Производится из поликапролактама под следующими торговыми названиями: капрон (Россия), найлон (Япония), перлон, дедерон (Германия), амелан (Япония) и др.

Поливинилспиртовое волокно — синтетическое волокно, формуемое из растворов поливинилового спирта, выпускается во многих странах под следующими названиями: винол (Россия), винилон, куралон (Япония), виналон (КНДР) и др.

Поливинилхлоридное волокно — синтетическое волокно, формуемое из растворов поливинилхлорида, перхлорвиниловой смолы или сополимеров винилхлорида по сухому или мокрому методу; выпускается в виде непрерывных нитей или штапельных волокон под следующими торговыми названиями: хлорин, саран, виньон (США), ровиль (Франция), тевирон (Япония) и др.

Полинозное волокно — разновидность вискозного волокна с высокой степенью ориентации макромолекул в структуре и однородностью структуры в поперечном сечении, в результате чего оно имеют высокую прочность, низкое относительное удлинение.

Полипропиленовое волокно — синтетическое волокно, формуемое из расплава полипропилена. Используется для изготовления из-за низкой плотности нетонущих канатов, сетей, фильтровальных и обивочных материалов; штапельные полипропиленовые волокна — для выпуска одеял, тканей, для верхней одежды. Текстурированные (высокообъемные) полипропиленовые волокна находят применение главным образом в производстве ковров. Выпускаются под различными торговыми названиями: геркулон (США), ульстрен (Великобритания), найден (Япония), мераклон (Италия) и др.

Полиэфирное волокно (лавсан) — синтетическое волокно, формуемое из расплава полиэтилентерефталата (синтеза продуктов перегонки нефти). Техническую нить из полиэфирных волокон используют при изготовлении транспортерных лент, приводных ремней, канатов, парусов и т. д. Из моноволокна делают сетки для бумагоделательных машин, струны для ракеток и т. д. Методом “ложной крутки” получают высокообъемную нить.

Полугрубая шерсть — состоит из волокон переходного волоса и сравнительно тонких волокон ости толщиной 35-40 мкм. Получают ее от тонкорунно-грубошерстных овец (задонские, степные, волжские и др.).

Полутонкая шерсть — однородная шерсть, состоящая из грубых волокон, толщиной 25-35 мкм, относящихся к пуху или переходному волосу. Получают при стрижке полутонкорунных овец (прекосы, казахские, куйбышевские и др.).

Пряжа — текстильная нить, состоящая из волокон ограниченной длины (натуральных или штапельных химических), соединенных в длинную нить путем прядения (ориентации и скручивания волокон).

Пряжа с непсом — пряжа с впряденными включениями волокон другого цвета или вида.

Рами — волокно, вырабатываемое из многолетних трав и полукустарников семейства крапивных, содержащих в сухих стеблях до 21% прочного шелковистого волокна.

Руно — сплошной пласт, получаемый при стрижке овец, состоящий из прочно удерживающихся друг около друга пучков шерсти — штапелей.

Сиблон — модифицированное прочное вискозное волокно с однородными свойствами как внешних, так и внутренних слоев, достигаемыми регенерацией целлюлозы при низких температурах осадительной ванны и вытеканием волокна при высокой температуре (95 °С).

Синтетическое волокно (нить) — химическое волокно (нить), изготовленное из синтетических волокнообразующих полимеров (полиамид, полиэфир и др.).

Смешанная пряжа — пряжа, состоящая из двух или нескольких видов волокон.

Спандекс — полиуретановая мононить с высокой растяжимостью — до 700-800%.

Стеклянные нити — нити, получаемые при продавливании расплавленной стеклянной массы через тонкие отверстия. Вытекающие струйки, остывая, превращаются в гибкие нити. Основное применение — тепло- и электроизоляция, фильтры.

Суровая пряжа — пряжа без какой-либо отделки серожелтого цвета.

Текстильная лента (ровница) — совокупность продольно ориентированных штапельных волокон заданной линейной плотности без крутки, предназначенная для последующей механической обработки (вытягивание, скручивание).

Текстильная мононить (монофиламентная нить) — элементарная нить, используемая для непосредственного изготовления текстильных изделий.

Текстильная нить — текстильный продукт неограниченной длины и относительно малого поперечного сечения, состоящий из текстильных волокон и/или элементарных нитей, с круткой и без крутки.

Текстильное волокно — тонкое, гибкое, протяженное тело ограниченной длины, пригодное для изготовления пряжи и нитей.

Текстурированная нить — извитая текстильная нить, структура которой путем дополнительных обработок имеет повышенный удельный объем и растяжимость.

Термофиксированная нить (волокно) — текстильная нить (волокно), подвергнутая тепловой или термовлажностной обработке с целью приведения ее структуры в равновесное состояние.

Тонкорунная шерсть — однородная шерсть, состоящая только из волокон пуха, толщиной до 25 мкм, с мелкой равномерной извитостью, мягкая, эластичная, одинаковой длины. Ее получают от тонкорунных овец (мериносы, цигайские), используют для высококачественных тканей и трикотажных изделий.

Триацетатное волокно — получают из растворов триацетилцеллюлозы в смеси метиленхлорида и спирта сухим способом.

Трощеная нить — текстильная нить, состоящая из двух или более нитей, соединенных без скручивания.

Фасонная нить — текстильная нить, имеющая периодически повторяющиеся местные изменения структуры в виде узелков, петель и окраски.

Фибриллированная пленочная нить — пленочная текстильная нить с продольными рассечениями, имеющая поперечные связи между фибриллами. Фибриллы в данном случае являются элементами структуры, с тониной того же порядка, что и у текстильных волокон.

Химическое волокно (нить) — текстильное волокно (нить), полученное в результате производственного процесса из искусственных, синтетических полимеров или неорганических веществ.

Хлопок — волокна с поверхности семян хлопчатника — однолетнего кустарника, произрастающего в теплом климате. Различают хлопок длинноволокнистый (34-50 мм), средневолокнистый (24-35 мм) и коротковолокнистый (до 27 мм).

Хлопок-сырец — сырье хлопкоочистительных предприятий, содержит большое количество семян хлопка, покрытых хлопковым волокном, с примесями листьев, частей коробочек и др.

Шелковая пряжа — изготавливается из отходов натурального шелка (сдира бракованных коконов), которые очищаются от примесей, отвариваются и расщепляются на отдельные волокна (до 7 текс).

Шелк-основа — нить двойной крутки из 2-4 нитей шелка-сырца. Сначала нити шелка-сырца закручиваются влево на 400-600 кр/м, а затем 2-3 такие нити тростят и скручивают вправо на 480-600 кр/м. При вторичной обратной крутке первичная крутка несколько уменьшается, вследствие чего получается мягкая крученая нить.

Шелк-сырец — продукт разматывания коконов на специальных кокономотальных автоматах, где несколько (4-9) нитей, сложенных вместе, наматываются на мотовило.

Шелк-уток — нить пологой крутки, полученная скручиванием 2-5 и более нитей шелка-сырца пологой крутки (125 кручений на 1 м). Нить мягкая, ровная, гладкая, толщиной 9,1-7,1 текс.

Шерсть — волокна волосяного покрова различных животных: овец, коз, верблюдов и др.

Штапельное волокно — элементарное волокно ограниченной длины, которое получают путем резки жгута из химических волокон.

Штапельное волокно в массе — беспорядочная масса элементарных волокон ограниченной длины.

Эластик — (от греч. Elastos — гибкий, тягучий) высокорастяжимые текстурированные нити, обладающие большой (до 40%) растяжимостью, спиралеобразной извитостью и пушистостью. Получают на машинах “ложного кручения” путем придания нити крутки 2500-3000 кр/м и последующего снятия образовавшихся внутренних напряжений в термокамере (150-180 °С). В результате этого нить принимает форму спирали. Эластик используется для изготовления чулочно-носочных изделий.

Элементарная нить (филамент) — единичная текстильная нить практически неограниченной длины, рассматриваемая как бесконечная.

Элементарное волокно — текстильное волокно, представляющее собой единичный, неделимый элемент.

Натуральные волокна в зависимости от химического состава подразделяются на два подкласса: органические (растительного и животного происхождения) и м инеральные в олокна растительного происхождения: хлопок, лен, пенька, джут, кенаф, кендырь, рами, канатник, сизаль и др.

Волокна животного происхождения: шерсть овец, коз, верблюдов и других животных, натуральный шелк тутового и дубового шелкопряда.

К минеральным волокнам относится асбест,

Химические волокна делятся на два подкласса: искусственные и синтетические.

Искусственные волокна делятся на органические (вискозное волокно, ацетатное, триацетатное, медно-аммиачное, мти-лон В, сиблоновое, полинозное и др.) и неорганические (стеклянные и металлические волокна и нити).

Синтетические волокна в зависимости от природы исходных материалов делятся на полиамидные (капрон, анид, энант), полиэфирные (лавсан), полиакрилнитрильные (нитрон), полиоле-финовые (полипропилен, полиэтилен), полиуретановые (спан-декс), поливинилспиртовые (винол), поливинилхлоридные (хлорин), фторсодержащие (фторлон), а также полиформальдегид -ные, полибутилентерефталатные и др.

Искусственные волокна

Вискозное волокно — самое натуральное из всех химических волокон, получаемое из природной целлюлозы. В зави-симости от назначения вискозные волокна производят в виде нитей, а также штапельного (короткого) волокна с блестящей или матовой поверхностью. Волокно обладает хорошей гигроскопичностью (35-40%), светостойкостью и мягкостью. Недостатками вискозных волокон являются: большая потеря прочности в мокром состоянии, легкая сминаемость, недостаточная устойчивость к трению и значительная усадка при увлажнении. Эти недостатки устранены в модифицированных вискозных волокнах (полинозное, сиблон, мтилон), которым свойственны значительно более высокая прочность в сухом и мокром состоянии, большая износоустойчивость, меньшая усадка и повышенная несминаемость.

Сиблон, по сравнению с обычным вискозным волокном, имеет меньшую степень усадки, повышенные показатели несминаемости, прочности в мокром состоянии и устойчивости к щелочам. Мтилан обладает антимикробными свойствами и используется в медицине в качестве нитей для временного скрепления хирургических швов. Вискозные волокна применяются при производстве одежных тканей, бельевого и верхнего трикотажа как в чистом виде, так и в смеси с другими волокнами и нитями.

Ацетатные и триацетатные волокна получают из хлопковой целлюлозы. Ткани из ацетатных волокон внешне очень похожи на натуральный шелк, обладают высокой упругостью, мягкостью, хорошей драпируемостью, малой сминаемостью, способностью пропускать ультрафиолетовые лучи. Гигроскопичность меньше, чем у вискозы, поэтому электризуются. Ткани из триацетатного волокна имеют малую сминаемость и усадку, но теряют прочность в мокром состоянии. Благодаря высокой упругости ткани хорошо сохраняют форму и отделки (гофре и плиссе). Высокая термоустойчивость позволяет гладить ткани из ацетатных и триацетатных волокон при 150-160°С.

Натуральное волокно создает сама природа.

С древнейших времен и до конца XIX века единственным сырьем для производства текстильных материалов служили натуральные волокна, которые получали из различных растений. Сначала это были волокна дикорастущих растений, а затем волокна льна и конопли. С развитием земледелия начали возделывать хлопчатник, дающий очень хорошее и прочное волокно.

Большое распространение получили волокна, вырабатываемые из стеблей растений, их называют лубяными. Волокна из стеблей большей частью грубые, прочные и жесткие - это волокна кенафа, джута, конопли и других растений. Изо льна получают более тонкие волокна, из которых вырабатывают ткани для изготовления одежды и белья.

Кенаф возделывается в основном в Индии, Китае, Иране, Узбекистане и других странах. Волокно кенафа отличается высокой гигроскопичностьюи прочностью. Из него изготавливают мешковину, брезент, шпагат и т.д.

Конопля - очень древняя культура, выращивается для получения волокна преимущественно у нас в стране, Индии, Китае и др. В диком состоянии произрастает в России, Монголии, Индии, Китае. Из стеблей конопли получают волокно (пеньку), из которой делают морские канаты, веревки, парусину.

Джут возделывают в тропических районах Азии, Африки, Америки и Австралии. Джут на небольших площадях выращивают в Средней Азии. Волокна джута используют для изготовления технических, упаковочных, мебельных тканей и ковровых изделий.

Из волокон растительного происхождения наиболее известны хлопок и лен .

Хлопок очень древняя культура. Его начали возделывать в Индии более 4000 лет назад. Остатки хлопковых тканей нашли в могилах древних перуанцев, раскопанных в пустынях Перу и Мексики. Значит, еще раньше, чем в Индии, перуанцы знали хлопчатник и умели делать из него ткани.

Хлопком называют волокна, покрывающие поверхность семян однолетнего растения хлопчатника,который произрастает в теплых южных странах. Развитие волокон хлопка начинается после цветения хлопчатника в период образования плодов (коробочек). Длина волокон хлопка колеблется от 5 до 50 мм. Собранный и спрессованный в кипы хлопок называют хлопок-сырец.

При первичной обработке хлопка волокна отделяются от семян и очищаются от различных примесей. Сначала отделяются самые длинные волокна (20-50 мм), затем короткие или пух(6-20 мм) и,наконец, подпушка (менее 6 мм). Длинные волокна используются для производства пряжи, пух - для изготовления ваты, а в смеси с длинным хлопковым волокном - для производства толстой пряжи. Волокна длиной менее 12 мм подвергаются химической переработке в целлюлозу для получения искусственных волокон.

Пшеница и лен - наиболее древние культурные растения. Лен начали возделывать девять тысяч лет назад. В горных областях Индии из него впервые стали изготовлять ткани, красивые и тонкие.

Семь тысяч лет назад лен уже был известен в Ассирии, Вавилонии. Оттуда он проник в Египет.

Льняные ткани стали там предметом роскоши, вытесняя распространенные прежде шерстяные. Только египетские фараоны, жрецы и знатные люди могли позволить себе одежду из льняных тканей.

Позднее финикийцы, а затем греки и римляне стали делать из льняного полотна паруса для своих кораблей.

Наши предки, славяне, любили белоснежные тяжелые ткани изо льна. Они умели возделывать лен,отводя под посевы лучшие земли. У славян льняные ткани служили одеждой для простого народа.

Из льняных волокон получается тяжелое, прочное белое полотно. Оно великолепно для скатертей, носильного и постельного белья.

А лен, посеянный густо и снятый с поля во время цветения, дает очень нежное волокно, которое идет на тонкий и легкий батист.

Лен - однолетнее травянистое растение, которое даст волокно того же названия. Волокно льна находится в стебле растения и может достигать 1 метра. Уборку льна производят в период ранней желтой спелости. Полученное сырье для производства пряжи (нитей) подвергается дальнейшей обработке.

Первичная обработка льна состоит из замачивания льняной соломы, сушки тресты,мытья и трепания, чтобы отделить примеси.

Из очищенных и рассортированных волокон получают пряжу.

Положительные свойства хлопчатобумажных тканей: хорошие гигиенические и теплозащитные свойства, прочность, светостойкость. Под действием воды волокна хлопка даже набухают и увеличивают прочность, то есть, не боятся любой стирки. Ткани имеют хороший внешний вид, за изделиями из них нетрудно ухаживать.

Благодаря тому, что хлопчатобумажные ткани обладают хорошей гигроскопичностью и высокой воздухопроницаемостью, а льняные ткани - более высокой гигроскопичностью и средней воздухопроницаемостью, их используют для изготовления постельного белья, бытовой одежды.

Недостатки хлопчатобумажных тканей: сильная сминаемость (ткани теряют красивый внешний вид при носке), небольшая стойкость к истиранию, поэтому малая носкость.

Недостатки льняных тканей: Сильная сминаемость, малая драпируемость, жесткость, большая усадка.

Натуральные волокна животного происхождения

Натуральные волокна животного происхождения - шерстяные и шелковые. Ткани из таких волокон являются экологически чистыми и поэтому представляют определенную ценность для человека и положительно влияют на его здоровье.

С незапамятных времен люди использовали для изготовления тканей шерсть. С той самой поры, как стали заниматься скотоводством. В дело шли шерсть овец и коз, а в Южной Америке и лам.

Известный русский географ-исследователь П. К. Козлов во время монголо-тибетской экспедиции 1923-1926 годов раскопал курганные погребения, в которых обнаружил древние шерстяные ткани. Даже пролежав несколько тысяч лет под землей, некоторые из них превосходили по крепости нитей современные.

Основную массу шерсти получают с овец, причем лучшую шерсть дают тонкорунные мериносовые овцы. Тонкорунные овцы известны со II века до нашей эры, когда скрестив колхидских баранов с итальянскими овцами, римляне вывели тарентайнскую породу овец с коричневой или черной шерстью. В 1 веке скрещиванием тарентайнских овец с африканскими баранами в Испании получили первых мериносов. От этого первого стада в конечном итоге произошли и все другие породы мериносов: французские, саксонские и т. д.

Овец стригут один раз или в некоторых случаях дважды в год. С одной овцы получают от 2 до 10 килограммов шерсти. Из 100 килограммов сырой шерсти получают 40-60 килограммов чистой, которую и отправляют для дальнейшей переработки.

Из шерсти других животных широко используют козью мохеровую шерсть, получаемую с ангорских коз, ведущих свое происхождение из турецкого местечка Ангора.

Для изготовления верхней одежды и пледов используют верблюжью шерсть, получаемую стрижкой или вычесыванием во время линьки верблюдов.

Высокоупругие прокладочные материалы получают из лошадиного волоса.

Неопытному глазу почти вся шерсть кажется одинаковой. А вот специалист высокой квалификации способен различить свыше семи тысяч сортов!

В XIV-XV веках шерсть, предназначенную для прядения, чесали деревянным гребнем, имевшим несколько рядов стальных зубьев. В результате волокна в пучке располагались параллельно, что очень важно для их равномерного вытягивания и скручивания при прядении.

Из расчесанного волокна получали прочные, красивые нити, из которых вырабатывалась добротная ткань, долго не изнашивавшаяся.

Шерсть - это волосяной покров животных: овец, коз, верблюдов. Основную массу шерсти (95-97 %) дают овцы. Шерстяной покров снимают с овец специальными ножницами или машинками. Длина шерстяных волокон от 20 до 450 мм. Состригают почти цельной неразрывной массой, которая называется руном.

Виды шерстяных волокон - это волос и шерсть, они длинные и прямые, и пух - он более мягкий и извитый.

Перед отправлением на текстильные фабрики шерсть подвергают первичной обработке: сортируют, то есть подбирают волокна по качеству; треплют - разрыхляют и удаляют засоряющие примеси; промывают горячей водой с мылом и содой; сушат в сушильных машинах. Затем изготавливают пряжу, а из нее ткани.

В отделочном производстве ткани красят в различные цвета или наносят на ткани различные рисунки. Ткани из шерсти вырабатываются гладкокрашеными, пестроткаными и напечатанными.

Шерстяные волокна имеют следующие свойства : обладают высокой гигроскопичностью, то есть хорошо впитывают в себя влагу, упругие (изделия мало мнутся), стойкие к воздействию солнца (выше, чем у хлопка и льна).

Чтобы проверить шерстяное волокно, надо кусочек ткани поджечь. Во время горения волокно шерсти спекается, образовавшийся спекшийся шарик легко растирается пальцами. В процессе горения ощущается запах жженого пера. Таким путем можно определить ткань: чистая это шерсть или искусственная.

Из шерстяных волокон изготавливают платьевые, костюмные и пальтовые ткани. В продажу шерстяные ткани поступают под такими названиями: драп, сукно, трико, габардин, кашемир и др.

Существует несколько видов бабочек, гусеницы которых перед превращением в куколки вьют коконы, используя выделения из специальных желез. Таких бабочек называют шелкопрядами. В основном разводят тутового шелкопряда.

Шелкопряды развиваются в несколько стадий: яйцо (грена), гусеница (личинка), куколка и бабочка. Гусеница развивается 25-30 дней и проходит пять возрастов, разделяемых линьками. Ее длина к концу развития достигает 8, а толщина 1 сантиметра. 8 конце пятого возраста шелкоотделительные железы гусениц заполняются шелковой массой. Шелковина - тонкая парная нить из белкового вещества фиброина - выдавливается в жидком состоянии, а затем твердеет на воздухе.

Образование кокона длится 3 дня, после чего происходит пятая линька, и гусеница превращается в куколку, а через 2-3 недели в бабочку, которая живет 10-15 дней. Бабочка-самка откладывает грену, и начинается новый цикл развития.

Из одной коробки грены массой 29 граммов получают до 30 тысяч гусениц, съедающих около тонны листвы и дающих четыре килограмма натурального шелка.

Для получения шелка естественный ход развития шелкопряда прерывают. На заготовительных пунктах собранные коконы подсушивают, затем обрабатывают горячим воздухом или паром, чтобы предотвратить процесс превращения куколок в бабочек.

На шелковых предприятиях коконы разматывают, соединяя вместе несколько коконных нитей.

Натуральный шелк - это тонкие нити, которые получают при размотке коконов гусеницы тутового шелкопряда. Кокон - это плотная, похожая на крошечное яйцо оболочка, которую гусеница туго свивает вокруг себя перед тем, как превратиться в куколку. Четыре стадии развития шелкопряда - яичко, гусеница, куколка, бабочка.

Собирают коконы через 8-9 дней с начала завивки и отправляют на первичную обработку. Цель первичной обработки - размотать коконную нить и соединить нити нескольких коконов. Длина коконной нити от 600 до 900 м. Такую нить называют шелком-сырцом. Первичная обработка шелка включает следующие операции: обработка коконов горячим паром для размягчения шелкового клея; сматывания нитей с нескольких коконов одновременно. На текстильных фабриках из шелка-сырца получают ткань. Шелковые ткани вырабатывают гладкокрашеными, пестрокрашеными, напечатанными.

Шелковыеволокна имеют следующие свойства : они обладают хорошей гигроскопичностью и воздухопроницаемостью, менее устойчивы к солнечным лучам, чем другие натуральные волокна. Горит шелк так же, как и шерсть. Изделия из натурального шелка очень приятно носить, благодаря их хорошим гигиеническим свойствам.