Волокна, как исходное сырье и фактор формирования ассортимента и потребительских свойств текстильных изделий

⇐ ПредыдущаяСтр 33 из 45Следующая ⇒

Текстильные волокна являются основным сырьем текстильной промышленности. Длина волокон во много раз превышает их толщину. Так, средняя длина у хлопковых волокон (35 мм) в 1750 раз больше их средней толщины (0, 20 мм). Волокно, не делящееся в продольном направлении без разрушения (хлопок, шерсть), называют элементарным. Волокна, состоящие из продольно скрепленных элементарных волокон (лен, пенька и др.), называют комплексными (техническими).

По происхождению волокна подразделяют на натуральные и химические. К натуральным относят волокна природного (растительного, животного или минерального) происхождения. Химические волокна получают из природных или синтетических высокомолекулярных веществ в заводских условиях. Их делят на искусственные и синтетические. Первые являются продуктом химической переработки природного сырья, вторые — вырабатывают из синтетических полимеров, полученных путем синтеза. Натуральные и химические волокна по составу бывают органическими и неорганическими.

Волокна, используемые в текстильном производстве, должны иметь определенные свойства: длину, толщину, прочность, удлинение и др. Длина волокна определяется расстоянием между его концами в распрямленном состоянии. Чем длиннее волокна, тем более тонкую и прочную пряжу получают из них. Толщина волокон выражается через линейную плотность в тексах (Т): Т=т/1, г/км, где т - масса волокна, г; / - длина волокна, км. Текс показывает, сколько граммов весит отрезок волокна длиной в 1 км. Чем больше толщина волокна, тем больше текс. Если в качестве единицы массы используется миллиграмм, то толщина волокна выражается в миллитексах (мтекс), а если килограмм—то в килотексах (ктекс).

Прочность определяется величиной нагрузки в граммах, необходимой для разрыва волокна. Под действием нагрузки волокна растягиваются. Приращение длины волокон в момент их разрыва называют разрывным удлинением. Его выражают обычно в процентах от первоначальной длины.

На качество готовых изделий влияют и другие свойства волокон: их отношение к влаге (гигроскопические свойства), кислотам и щелочам, сминаемость, тепло- и светостойкость и др.

Натуральные волокна получают из растений (хлопок, лен, и др.), от различных животных (шерсть) и гусениц (шелк) или из горных пород (асбест).

Хлопок — это волокна, покрывающие семена однолетнего растения хлопчатника, который произрастает в теплых районах страны.

Единичное волокно хлопка представляет собой растительную клетку в виде плоской ленточки с характерной штопорообразной извитостью и каналом внутри. Основным веществом, из которого состоит хлопок, является целлюлоза (92—97%).

Для хлопкового волокна характерны высокая механическая прочность, гигроскопичность и теплостойкость. При увлажнении хлопковые волокна набухают, разрывное удлинение их немного увеличивается, а прочность повышается на 10—20%. Хлопчатобумажные ткани хорошо переносят многократные стирки, так как нагревание до 150 °С практически не изменяет свойства хлопка. Доля упругого удлинения у хлопка незначительна, поэтому изделия из него легко мнутся и деформируются.

Хлопок устойчив к действию щелочей и органических растворителей, но разрушается минеральными кислотами (соляной, серной и др.). При обработке 18—20%-ным раствором едкой щелочи волокна хлопка набухают, распрямляются, в результате чего повышается их прочность, увеличивается блеск, улучшается способность к окрашиванию. Такую обработку называют мерсеризацией, а ткани — мерсеризованными.

Хлопковое волокно обладает более высокой светостойкостью, чем вискозное и натуральный шелк, но меньшей, чем льняное и шерстяные волокна.

Лен получают из стеблей однолетнего травянистого растения льна-долгунца.

Льняное комплексное (техническое) волокно, из которого изготовляют пряжу и ткани, представляет собой пучок склеенных элементарных волокон (растительных клеток), вытянутых в длину и заостренных к концам. В отличие от хлопка канал льняного волокна наглухо закрыт с обеих сторон, извитость отсутствует. Состоит волокно из целлюлозы (около 75%) и различных примесей, придающих льну некоторую жесткость.

По сравнению с хлопком лен имеет повышенную гигроскопичность (12%), вдвое большую прочность на разрыв, лучшую светостойкость и несколько большую теплопроводность, поэтому в основном применяется для летней одежды. Разрывное удлинение льна небольшое (2, 5 %); оно в 3 раза меньше, чем у хлопковых волокон (7—8%), поэтому льняные ткани отличаются малой растяжимостью. Применяют льняное волокно преимущественно для летних платьево-костюмных тканей, постельного белья, полотенец, скатертей, бортовок, парусин.

Шерсть представляет собой волосяной покров овец, коз, верблюдов и других животных. В текстильном производстве наибольшее значение имеет овечья шерсть. На ее долю приходится 96—98 % всего объема перерабатываемой шерсти.

В состав овечьей шерсти могут входить волокна различных типов: пух—самые тонкие и извитые волокна; ость—толстые и грубые волокна, часто без всякой извитости; переходный волос — промежуточный между пухом и остью, т.е. он толще пуха, но тоньше ости, и мертвый волос — очень грубые и ломкие, почти неокрашивающиеся волокна.

Овечью шерсть делят на тонкую, полутонкую, полугрубую и грубую. Тонкая шерсть состоит из тонких пуховых волокон (14—25 мкм), полутонкая—из более толстых пуховых и переходных волокон (25—31 мкм), полугрубая шерсть содержит пуховые, переходные и частично остевые волокна, грубая шерсть является смесью всех типов волокон.

Состоят шерстяные волокна главным образом из белка кератина (на 90%). Поэтому в отличие от волокон растительного происхождения (льна, хлопка и др.) они стойки к действию кислот, но разрушаются щелочами. Прочность шерстяного волокна меньше, чем волокон растительного происхождения, причем в мокром состоянии снижается примерно на 25—30%. Шерстяные изделия отличаются высокой износостойкостью, малой сминаемостью, что связано с большим упругим удлинением шерстяного волокна. Гигроскопичность шерсти при нормальных условиях 15—17%. В отличие от хлопка и льна шерсть медленно поглощает влагу, но и медленно ее отдает, что предохраняет тело человека от резкого переохлаждения, связанного с испарением влаги. Шерсть обладает низкой теплопроводностью, поэтому шерстяные ткани отличаются высокими теплозащитными свойствами. При нагревании до 100—105 °С шерсть теряет влагу, становится жесткой и ломкой, прочность ее снижается. По стойкости к действию светопогоды она превосходит все натуральные волокна.

Натуральный шелк представляет собой тончайшие нити, которыми гусеница шелкопряда обвивает себя, образуя замкнутую плотную оболочку — кокон. Шелк, размотанный с коконов (коконная нить), состоит из двух шелковин (нитей фиброина), склеенных серицином. И фиброин, и серицин являются белками. Несколько коконных нитей (обычно пять — семь), соединенных вместе при размотке, образуют шелк-сырец. Коконы, не поддающиеся размотке, измельчают и из полученной рыхлой массы вырабатывают прядением шелковую пряжу.

Натуральный шелк, в отличие от шерсти, не повреждается молью, быстрее сохнет и несколько прочнее, но обладает низкой стойкостью к действию светопогоды, что является его существенным недостатком. Гигроскопичность шелка 11%. Кислоты и щелочи действуют на него примерно так же, как и на шерсть.

Искусственные волокна в основном (свыше 92 %) вырабатывают из целлюлозы. К искусственным целлюлозным волокнам относят вискозное, медно-аммиачное и ацетатные.

Вискозное волокно является наиболее распространенным и дешевым. Обладает рядом положительных свойств: хорошей гигроскопичностью (12—14%), мягкостью, растяжимостью, устойчивостью к истиранию. Недостатки, связанные главным образом с малоупорядоченной структурой, — высокая усадка и потеря прочности в мокром состоянии (до 50%). Кроме того, изделия из этого волокна имеют повышенную сминаемость.

У вискозных модифицированных волокон (полинозное, мтилон) недостатки менее выражены. Полинозное волокно (модифицировано структурно) по свойствам приближается к хлопку. Особенностями мтилона (сополимер целлюлозы и акрилонитрила) являются высокая светостойкость и устойчивость к истиранию.

Представляет интерес и высокомодульное вискозное волокно сиблон. В отличие от обычных вискозных волокон оно имеет высокую прочность и высокий начальный модуль жесткости, обеспечивающий меньшее набухание, усадку и потерю прочности в мокром состоянии (25—33%). Используют волокно главным образом в смеске с хлопком.

Медно-аммиачное волокно по свойствам напоминает вискозное; это волокно неэкономично.

Ацетатные волокна выпускают двух видов: диацетатные (ацетатные) и триацетатные. Они представляют собой сложный эфир целлюлозы и уксусной кислоты, а поэтому существенно отличаются по свойствам от вискозных волокон. Они обладают более низкой гигроскопичностью (ацетатные в среднем—6, 2%, триацетатные—3, 5%), меньше теряют прочность в мокром состоянии, меньше набухают и дают меньшую усадку. Ацетатные волокна отличаются высокой упругостью, особенно триацетатные, стойкостью к действию микроорганизмов, светостойкостью. При нагревании они способны размягчаться, неустойчивы к действию щелочей и органических растворителей, используемых при химической чистке.

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

Синтетические волокна получают из полимеров, переводя их из твердого состояния в жидкое путем плавления или растворения.

Полиамидные волокна — капрон, анид и энант. Наиболее распространенным полиамидным волокном является капрон, который получают из поликапролактама.

Особенностями полиамидных волокон являются высокая прочность на разрыв, устойчивость к истиранию и многократным изгибам. По прочности на разрыв они уступают лишь льняным и стеклянным волокнам, а по устойчивости к истиранию превосходят все существующие (хлопок—в 10 раз, шерсть—в 20, вискозу—в 50 раз). Устойчивость к многократным изгибам у полиамидных волокон примерно в 100 раз выше, чем у вискозного волокна, и в 10 раз больше, чем у хлопкового и шерстяного. Недостатки: низкая гигроскопичность (3, 5—4, 0%), невысокая теплостойкость (при температуре 160°С прочность снижается почти наполовину), малые светостойкость и сцепляемость.

Некоторые из перечисленных недостатков устраняют путем модификации волокон и изменения их профиля (профилированные волокна).

Полиэфирные волокна получают на основе полиэтилентерефталата. К этим волокнам относят лавсан. Подобно полиамидным волокнам лавсан обладает высокой прочностью, устойчивостью к истиранию (уступает лишь полиамидным волокнам) и многократным изгибам. В отличие от других волокон он стоек к действию светопогоды (превосходит все волокна, кроме полиакрилонитрильных), является исключительно теплостойким и обладает высоким упругим удлинением, благодаря чему изделия из лавсана не сминаются. По упругости лавсан превосходит все другие волокна. Недостатки: низкая гигроскопичность (0, 4 %) и высокая электризуемость.

Полиакрилонитрильные волокна, называемые нитроном, по внешнему виду, мягкости, объемности и теплопроводности приближаются к шерсти, имеют максимальную светостойкость. Устойчивость к истиранию у них ниже, чем у капрона и лавсана. Гигроскопичность низкая—0, 9—1, 0%, окрашиваемость плохая. Остальные свойства примерно такие же, как и у капрона.

Поливинилхлоридные волокна вырабатывают из поливинил-хлорида — волокно ПВХ и из перхлорвинила — хлорин. Волокна отличаются высокой химической стойкостью, малой теплопроводностью, способностью накапливать при трении заряды статического электричества, почти нулевой гигроскопичностью (0, 1—0, 15%). Недостатки: низкая теплостойкость (изделия можно использовать при температуре не выше 70 °С) и неустойчивость к действию света и светопогоды (хлорин). Используют эти волокна для изготовления лечебного белья, фильтровальных тканей, спецодежды (хлорин) и в смеске с шерстью в ковровом производстве (волокно ПВХ). Модификации хлорина — ацетохлоринивинитрон.

Поливинилспиртовые волокна (винол) получают из поливинилацетата. По сравнению с другими волокнами винол имеет наибольшую гигроскопичность (до 5, 0%), обладает высокой устойчивостью к истиранию (уступает только капрону), хорошо окрашивается красителями для целлюлозных волокон. Применяют его в смеске с хлопком, шерстью для выработки тканей, трикотажа и т. д.

Полиолефиновые волокна получают из расплавов полиэтилена и полипропилена. Это самые дешевые и легкие синтетические волокна. Они отличаются высокой прочностью на разрыв, устойчивостью к многократным изгибам и трению. Недостатки: малая светостойкость и низкая теплостойкость (особенно полиэтиленового волокна). Применяют их в смеске с хлопком, шерстью и вискозным волокном для выработки трикотажа, одежных и специальных тканей, ковров.

Полиуретановые волокна, называемые спандексом, получают при взаимодействии диизоционатов с гликолями. Вырабатывают их в виде нитей способом мокрого формования. Отличительные особенности: высокая растяжимость—до 800%, устойчивость к действию света и светопогоды, стирки, пота. Предназначены такие волокна для замены жилок в производстве чулочно-носочных изделий, высокорастяжимого трикотажа и тканей для спортивной одежды.

⇐ Предыдущая 28 29 30 31 323334 35 36 37 Следующая ⇒