Химические текстильные волокна

Хлопок

Хлопок, который дает самое распространенное в мире натуральное текстильное волокно, выращивается во многих регионах с тропическим и умеренным климатом. Основные страны-производители - КНР, США, Узбекистан, Индия, Пакистан, Бразилия, Турция, Египет и Австралия. Крупнейшим потребителем хлопка является КНР, за ним следуют Индия, США, Россия, Япония, Бразилия, Пакистан, Южная Корея, Турция и Египет.

Хлопок представляет собой белое, буровато-белое, желтовато-белое или синевато-белое волокнистое вещество, покрывающее семена некоторых растений рода Gossypium, семейства мальвовых. Из хлопка изготавливают бельевые, платяные, декоративные, а также технические ткани, швейные нитки, шнуры и многое другое. Он пригоден для изготовления не только низкосортных, дешевых видов суровой марли и принтклота, но и тонкого полотна, а также кружев и других ажурных материалов. Хлопок характеризуется длиной и толщиной («тониной») волокна, а также способностью впитывать краску. Из длинноволокнистого хлопка делают высококачественный текстиль, а из коротковолокнистого - долговечный.

Лен

текстиль волокно натуральный хлопок

Льняные ткани, считающиеся самым древним видом тканей, изготавливаются из волокнистого материала стеблей льна-долгунца - Linum usitatissimus. У него тонкий стебель, достигающий в высоту 1 м, мелкие узкие листья и ярко-синие цветки. При выращивании на волокно лен сеют часто, чтобы растения ветвились лишь на верхнем конце, и волокно было длиннее. При выращивании же на семена (для получения льняного масла) лен сеют реже, чтобы он давал больше ветвей с семенами.

Льняные ткани отличаются большой влагопоглощаемостью, не имеют пуха, обладают блеском и прохладны в носке. Еще недавно они считались мнущимися, но в настоящее время найдены способы придания льноволокну эластичности. Из льна изготавливают полотенца, постельное белье, скатерти, простыни, драпировочные, обивочные ткани, прокладочные материалы и различные предметы одежды: блузы, спортивные куртки, юбки, слаксы (широкие брюки) и детскую одежду. В домашних интерьерах применяют льняные обои и мебельные ткани.

Ежегодно во всем мире производится около 680 тыс. т льняного волокна. Основные производители: Россия, Белоруссия, Литва, Латвия, Эстония, Польша, Франция, Египет, Чехия, Словакия, Бельгия и Нидерланды. Лучший в мире моченый лен поступает из Бельгии. Вода в р.Лейе (Лисе) в Бельгии особенно подходит для мочения льна. На этой реке расположен знаменитый «город льна» Кортрейк.

Шерсть

Шерсть считается настоящим волокном животного происхождения, если настригается с живых овец. «Мертвая» же шерсть, собираемая на скотобойнях, во всех отношениях значительно хуже «живой».

Ежегодно в мире производится около 270 тыс. т овечьей шерсти, причем около трети этого количества приходится на Австралию, а остальное - на страны СНГ, Новую Зеландию, Аргентину, Южную Африку, Уругвай, КНР, Турцию и США.

Шерстяные ткани, выработанные из смеси длинных и коротких волокон, мягки (хотя и не мнутся), но не сохраняют острой складки. Камвольные шерстяные ткани, или ткани из гребенной шерсти, изготавливаются только из длинных волокон. Они гладкие, прочные, довольно долговечные, но приобретают лоск в процессе носки. Впервые переработанная шерсть дает, как правило, более прочный и более эластичный текстиль, чем другие виды шерсти.

Шелк

Шелк получают разматыванием коконов гусениц азиатского тутового шелкопряда Bombix mori. Шелковое волокно отличается блеском, эластичностью, крепостью и сопротивляемостью разрыву. Годовой объем производства шелка-сырца составляет около 45 тыс. т. Главные производители - Япония и КНР, а за ними следуют Южная Корея, Узбекистан и Индия.

Химические текстильные волокна

Волокнистые материалы, не встречающиеся в природе, называются «химическими волокнами». При этом за волокнами, полученными на заводах из природных материалов, сохраняется термин «искусственные волокна», а волокна, изготовленные из синтетических материалов, называются синтетическими.

Искусственные волокна получают из природных полимерных материалов путем той или иной их модификации, в результате которой окончательное волокно, используемое в текстильной промышленности, отличается от всех натуральных волокон. (Натуральный полимер - это материал с большими молекулами, образованными из многочисленных одинаковых «мономерных» частей. Хлопок и древесная масса, например, состоят в основном из целлюлозы - полимера, молекула которого представляет собой длинную цепь из 2000-4000 молекул глюкозы C₆H₁₀O₅.) В качестве примера искусственных химических волокон можно привести вискозные и ацетатные волокна, сырьем в производстве которых служит хлопковый пух или древесная масса.

Синтетические химические волокна получают из полимеров, не существующих в готовом виде в природе. Их синтезируют путем полимеризации, при которой химические звенья малой молекулярной массы соединяются в длинные полимерные цепи с очень большой молекулярной массой. Синтетических полимеров очень много, и во всем мире насчитывается более тысячи фирменных названий различных синтетических волокон. Классификация химических волокон отражена в представленной таблице искусственных и синтетических волокон.

Свойства хлопкового волокна

Химический состав хлопкового волокна следующий: целлюлоза, воск, азотистые вещества, причем целлюлозы содержаться до 95%, следовательно, значительная составная часть - клетчатка или целлюлоза.

Целлюлоза растворяется в швейцеровом реактиве (аммиачный раствор гидрата окиси меди).

Серная кислота на целлюлозу оказывает различные действия: в зависимости от концентрации серной кислоты клетчатка может обуглиться, раствориться, измениться химически. При воздействии на волокно смесью хлористого цинка и йода получается характерное синее окрашивание. Под действием раствора едкого натра NaOH растительные волокна сначала разбухают, а затем растворяются. Явление разбухания хлопковых волокон получило название мерсеризации.

Хлопковое волокно представляет собой трубку из тонкой кожицы (кутикулы), которая наполнена целлюлозой. Целлюлоза откладывается в ней слоями (кольца роста), внутри остается незаполненное пространство - канал. Таким образом, стенки волокна состоят из нескольких слоев целлюлозы; каждый слой состоит из спиралей (фибриллы), причем спирали идут в разные стороны. Целлюлоза состоит из тонких нитей (мицелл) и имеет правильное кристаллическое строение, которым объясняются такие свойства клетчатки, как способность к двойному лучепреломлению и форма получаемых рентгенограмм

Механические свойства текстильных полотен
Прочность при растяжении.
Особенности деформации.
Многократное растяжение.

Сжатие, сдвиг и изгиб.
Фрикционные свойства.
Физические свойства текстильных полотен и изделий
Гигроскопические свойства.
Проницаемость.
Тепловые свойства.
Оптические свойства.
Электрические свойства.
Акустические свойства.

Гигроскопические свойства

Гигроскопические свойства текстильных материалов, харак­теризуют их способность поглощать водяные пары и воду и отда­вать их в окружающую среду. В зависимости от окружающих усло­вий материалы могут удерживать поглощенные вещества или отда­вать их. Поглощение часто сопровождается изменением массы, размеров, механических и физических свойств текстильных мате­риалов. Поглощение паров осуществляется путем адсорбции, аб­сорбции и капиллярной конденсации, зависящих, главным образом, от волокнистого состава изделий.

Сорбция - сложный физико - химический процесс поглоще­ния волокнами паров влаги. Сорбция включает в себя адсорбцию, притягивание поверхностью волокон паров воды, которые обра­зуют на ней плотную полимолекулярную пленку. Это происходит в очень короткий промежуток времени (несколько секунд) при попа­дании материала в среду с большей относительной влажностью воздуха. Притягивание молекул воды происходит за счет сил мак­ромолекул расположенных на поверхности волокна, не полностью уравновешенных межмолекулярными связями с соседними макро­молекулами. Чем больше поверхность сорбента, выше давление и относительная влажность среды и ниже температура, тем выше ад­сорбция влаги. Затем идет медленный процесс (несколько часов) проникания (диффузии) молекул вглубь волокон, называемый аб­сорбцией. В результате этого процессе водяные пары поглощаются всем объемом волокон. Капиллярная конденсация заключается в сжижении паров воды в стенках капилляров волокон. Процесс сорбции водяных паров является обратимым, при изменении усло­вий (уменьшение влажности и давления и увеличения температуры) внешней среды происходит отдача водяных паров, десорбция. При сорбции в первый период происходит интенсивное поглощение вла­ги, затем процесс замедляется и наступает сорбционное равновесие, при котором поглощение влаги прекращается. Влажность материа­ла, соответствующая сорбционному равновесию, называется равно­весной влажностью. При изменении температуры и влажности ок­ружающей среды меняется и величина равновесной влажности.

Влажность показывает процентное содержание массы воды, содержащейся в материале, к массе абсолютно сухого материала.