Природні волокна приклади. Натуральні волокна: походження та властивості. з хімії на тему

Основу всіх матеріалів, тканин та трикотажних полотен складають волокна. Один від одного волокна відрізняються за хімічним складом, будовою та властивостями. В основу існуючої класифікації текстильних волокон покладено дві основні ознаки – спосіб їх одержання (походження) та хімічний склад, оскільки саме вони визначають основні фізико-механічні та хімічні властивості не лише самих волокон, а й виробів, отриманих із них.

Класифікація волокон

З урахуванням класифікаційних ознак волокна поділяються на:

• натуральні;
• хімічні.

До натуральних волоконвідносять волокна природного (рослинного, тваринного, мінерального) походження: бавовна, льон, шерсть та шовк.

До хімічних волоконвідносять волокна, виготовлені у заводських умовах. При цьому хімічні волокна поділяються на штучні та синтетичні.

Штучні волокнаодержують із природних високомолекулярних сполук, які утворюються в процесі розвитку та росту волокон (целюлоза, фіброїн, кератин). До тканин із штучних волокон відносяться: ацетат, віскоза, модал, штапель. Ці тканини чудово пропускають повітря, дуже довго залишаються сухими і приємні на дотик. Сьогодні всі ці тканини активно використовуються виробниками текстильної промисловості, а завдяки новітнім технологіям здатні замінювати натуральні.

Синтетичні волокнаотримують шляхом синтезу з природних низькомолекулярних сполук (фенолу, етилену, ацетилену, метану та ін) в результаті реакції полімеризації або поліконденсації в основному з продуктів переробки нафти, кам'яного вугілля та природних газів.

Натуральні волокна рослинного походження

Бавовна (Cotton)- Бавовною називають волокна, що ростуть на поверхні насіння однорічних рослин бавовнику. Він є основним видом сировини текстильної промисловості. Зібраний з полів бавовна-сирець (насіння бавовнику, вкрите волокнами) надходить на бавовноочисні заводи. Тут відбувається його первинна обробка, яка включає наступні процеси: очищення бавовни-сирцю від сторонніх бур'янів (від частинок стебел, коробочок, каміння та ін.), а також відділення волокна від насіння (джинування), пресування волокон бавовни в стоси і їхню упаковку. У стосах бавовна надходить на подальшу переробку на бавовняні фабрики.

Бавовняне волокно є тонкостінною трубочкою з каналом всередині. Волокно дещо скручене навколо своєї осі. Поперечний зріз має дуже різноманітну форму і залежить від зрілості волокна.

Для бавовни характерні відносно висока міцність, теплостійкість (130-140 ° С), середня гігроскопічність (18-20%) та мала частка пружної деформації, внаслідок чого вироби з бавовни сильно змінюються. Бавовна відрізняється високою стійкістю до дії лугів. Стійкість бавовни до стирання невелика.

До бавовняних тканин відносяться ситець, бязь, сатин, поплін, тафта, товста байка, тонкий батист і шифон, джинсове полотно.

Льняне волокно- лляне волокно одержують із стебла трав'янистої рослини – льону. Для отримання волокна стебла льону замочують з метою роз'єднання луб'яних пучків один від одного і від сусідніх тканин стебла шляхом руйнування пектинових (клеючих) речовин мікроорганізмами, що розвиваються при намоканні стебла, а потім мнуть для розм'якшення деревини стебла. В результаті такої обробки одержують льон-сирець, або м'ятий льон, який піддають тріпанню та чухання, після чого отримують технічне лляне волокно (тріпаний льон).

Елементарне волокно льону має шарувату будову, що є результатом поступового відкладення целюлози на стінках волокна, з вузьким каналом посередині та поперечними зсувами по довжині волокна, які виходять у процесі утворення та росту волокна, а також у процесі механічних впливів при первинній обробці льону. У поперечному перерізі елементарне волокно льону має п'яти- та шестикутну форму із закругленими кутами.

Вироби з льону дуже міцні, довго не зношуються, добре вбирають вологу і при цьому швидко висихають. Але при носінні дуже швидко мнуться. Щоб зменшити «пом'ятість» до лляної нитки додають поліестер. Або змішують льон, бавовну, віскозу та вовну.

Лляні тканини випускаються суворими, напівбілими, білими та фарбованими.

Натуральні волокна тваринного походження

Вовна(wool)- вовною називають волосяний покрив овець, кіз, верблюдів та інших тварин. Основну масу вовни (94-96%) для підприємств текстильної промисловості постачає вівчарство.

Шерсть, знята з овець, зазвичай дуже забруднена і, крім того, дуже неоднорідна за якістю. Тому, перш ніж відправити вовну на текстильне підприємство, її піддають первинній обробці. Первинна обробка вовни включає такі процеси: сортування за якістю, розпушування та тріпання, миття, сушіння та упаковка в стоси. Вовна складається з волокон чотирьох типів:

• пуху- дуже тонкого, звивистого, м'якого та міцного волокна, круглого в поперечному перерізі;
• перехідного волосся- Товстішого і грубого волокна, ніж пух;
• ості– волокна, жорсткішого, ніж перехідне волосся;
• мертвого волосся- дуже товстого в поперечнику і грубого незвитого волокна, покритого великими пластинчастими лусочками.

Вовну, яка складається переважно з волокон одного типу (пуху, перехідного волосся), називають однорідною. Вовну, що містить волокна всіх зазначених типів, називають неоднорідною. Особливістю вовни є її здатність до ласочення, що пояснюється наявністю на її поверхні лускатого шару, значною звивистістю та м'якістю волокон. Завдяки цій властивості з вовни виробляють досить щільні тканини, сукна, драпи, фетр, а також повстяні та валяні вироби. Вовна має малу теплопровідність, що робить її незамінною при виробництві одягу зимового асортименту.

Шовк- шовком називають тонкі довгі нитки, що виробляються шовкоотделительними залозами шовковичного черв'яка (шовкопряда) і намотуються на кокон. Коконна нитка є дві елементарні нитки (шовковини), склеєні серицином – природною клеючою речовиною, що виробляється шовкопрядом. Особливо чутливим є шовк до дії ультрафіолетових променів, тому термін служби виробів з натурального шовку при сонячному освітленні різко зменшується. Натуральний шовк використовується при виготовленні тканин і, крім цього, широко використовується при виробленні швейних ниток. Шовкові тканини легкі та міцні. Фортеця шовкової нитки дорівнює міцності сталевого дроту того самого діаметра. Шовкові тканини створюють, скручуючи нитки по-різному. Так виходять крепи, атлас, газ, фай, чесуча, оксамит. Вони добре вбирають вологу (рівну половині власної ваги) і дуже швидко висихають.

Хімічні волокна

Виробництво хімічних волокон і ниток включає кілька основних етапів:

• отримання сировини та її попередню обробку;
• приготування прядильного розчину та розплаву;
• формування ниток та волокон;
• їх оздоблення та текстильну переробку.

При виробництві штучних та деяких видів синтетичних волокон (поліакрилонітрильних, полівінілспиртових та полівінілхлоридних) застосовують прядильний розчин, при виробництві поліамідних, поліефірних, поліолефінових та скляних волокон – прядильний розплав.

При формуванні ниток прядильний розчин або розплав подається рівномірно і продавлюється через фільєри - дрібні отвори в робочих органах прядильних машин.

Струйки, що випливають з фільєр, тверднуть, утворюючи нитки, які потім намотуються на приймальні пристрої. При отриманні нитки з розплаву їхнє твердіння відбувається в камерах, де вони охолоджуються потоком інертного газу або повітря. При отриманні ниток з розчинів їх твердіння може відбуватися в сухому середовищі в потоці гарячого повітря (цей спосіб формування називається сухим), або в мокрому середовищі в осадній ванні (такий спосіб називається мокрим). Фільєри можуть бути різної форми (круглі, квадратні, у вигляді трикутників) та розмірів. При виробництві волокон у фільєрі може бути до 40 000 отворів, а при отриманні комплексних ниток – від 12 до 50 отворів.

Сформовані з однієї фільєри нитки з'єднуються в комплексні та піддаються витягуванню та термообробці. Внаслідок цього нитки стають міцнішими завдяки кращій орієнтації їх макромолекул вздовж осі, але менш розтяжними внаслідок більшої розпрямленості їх макромолекул. Тому після витягування нитки піддаються термофіксації, де молекули набувають більш вигнутої форми за збереження їх орієнтації.

Оздоблення ниток проводиться з метою видалення з їхньої поверхні сторонніх домішок і забруднень і надання їм деяких властивостей (білизни, м'якості, шовковистості, зняття електризування).

Після обробки нитки перемотуються в паковки та сортуються.

Штучні волокна

Віскозні волокна– це волокна із лужного розчину ксантогенату. За своєю будовою віскозне волокно нерівномірне: зовнішня його оболонка має кращу орієнтацію макромолекул, ніж внутрішня, де розташовуються хаотично. Віскозне волокно є циліндром з поздовжніми штрихами, що утворюються при нерівномірному затвердінні прядильного розчину.

Віскоза користується популярністю у всьому світі серед провідних модельєрів та покупців через свій шовковистий блиск, можливість фарбування в яскраві тони, м'якість і високу гігроскопічність (35-40%), відчуття прохолоди в спеку.

Волокно Модал(Modal)– це модернізоване 100% віскозне прядильне волокно, що відповідає всім екологічним вимогам, виробляється виключно без застосування хлору, не містить шкідливих домішок. Розривна міцність його вища, ніж у віскози, а по гігроскопічності він перевершує бавовну (майже в 1,5 рази) - якості, такі необхідні для тканин для постільної білизни. Модал і тканини з Модалом залишаються м'якими та еластичними навіть після багаторазового прання. Це відбувається завдяки тому, що гладка поверхня Модала не дозволяє домішкам (повістки або миючого засобу) залишатися на тканині, роблячи її жорсткою на дотик. Вироби з Модалом не вимагають застосування при пранні пом'якшувачів і зберігають свої кольори і м'якість, даючи відчуття «шкіра до шкіри» навіть після численних прань.

Бамбукове волокно(Bamboo)- регенероване целюлозне волокно, виготовлене з м'якоті бамбука. Тонкістю і білизною нагадує віскозу, має високу міцність. Бамбукове волокно усуває запахи, зупиняє зростання бактерій та вбиває їх. Виділено антибактеріальну речовину бамбука («бамбу бан»). Здатність бамбукового волокна зупиняти зростання і вбивати бактерії зберігається навіть після п'ятдесяти прань.

Існують два способи виробництва бамбукового волокна із бамбука, кожному з яких передує подрібнення бамбука.

Хімічна обробка- гідроліз-підлужування: Їдкий натр (NaOH) перетворює м'якоть бамбука на регенероване целюлозне волокно (розм'якшує її). Сірковуглець (CS2) використовується для гідролізу-підлужування, комбінованого з багатофазним відбілюванням. Цей метод не є екологічно чистим, але найчастіше використовується завдяки швидкості вироблення волокна. Токсичні залишки процесу вимиваються із пряжі в ході подальшої обробки.

Механічна обробка(така ж, як при обробці льону та конопель): М'якуш бамбука розм'якшується ферментами, після чого з неї вичісуються окремі волокна. Це дорогий метод, але екологічно чистий.

Волокно Ліоцелл (Lyocell)– це целюлозні волокна. Вперше виготовлені 1988 року компанією Courtaulds Fibres UK на дослідному заводі S25. Ліоцелл випускається під різними комерційними назвами: Tencel® (Тенцель) – компанія Lenzing, Орцел® – ВНДІПВ (Росія, м. Митіщі).

Одержання волокна ліоцел засновано на процесі прямого розчинення целюлози в N-метилморфолін-N-оксиді.

Тканини з волокнами Ліоцелл використовуються при виготовленні різного одягу, чохлів для матраців та подушок, постільної білизни.

Тканини з ліоцелу мають ряд переваг: вони приємні на дотик, міцні, гігієнічні та екологічно чисті, більш еластичні та гігроскопічні, ніж бавовна. Вважається, що тканини з ліоцелу можуть скласти серйозну конкуренцію тканинам із природних волокон.

Ліоцелл відноситься до нового покоління целюлозних волокон. Добре вбирає вологу і пропускає повітря, має високу міцність у сухому і вологому стані, добре тримає форму. Має м'який блиск, властивий натуральному шовку. Добре фарбується, не скочується, не змінює форму після прання. Не потребує особливого догляду.

Синтетичні волокна

Поліамідні волокна– капрон, анід, енант – найпоширеніші. Вихідним сировиною йому є продукти переробки кам'яного вугілля чи нафти – бензол і фенол. Волокна мають циліндричну форму, поперечний переріз залежить від форми отвору фільєри, через яке продавлюються полімери. Поліамідні волокна відрізняються високою міцністю при розтягуванні, стійки до стирання, багаторазовому вигину, мають високу хімічну стійкість, морозостійкість, стійкість до дії мікроорганізмів. Основними їх недоліками є низька гігроскопічність і світлостійкість, висока електризування та мала термостійкість. В результаті швидкого "старіння" вони на світлі жовтіють, стають ламкими та жорсткими. Поліамідні волокна та нитки широко використовуються при виробництві трикотажних виробів у суміші з іншими волокнами та нитками.

Поліефірне волокно - лавсан, що виробляються з продуктів переробки нафти. У поперечному перерізі лавсан має форму кола. Однією з відмінних властивостей лавсану є висока пружність, при подовженні до 8% деформації повністю оборотні. На відміну від капрону лавсан руйнується при дії на нього кислот і лугів, гігроскопічність його нижча, ніж капрону (0,4 %), тому для вироблення тканин побутового призначення лавсан у чистому вигляді не застосовується. Волокно є термостійким, має низьку теплопровідність і велику пружність, що дозволяє отримувати з нього вироби, що добре зберігають форму; мають малу усадку. Недоліками волокна є його підвищена жорсткість, здатність до утворення пілінгу на поверхні виробів та сильна електризування.

Лавсан широко застосовується при виробленні тканин у суміші з вовною, бавовною, льоном та віскозним волокном, що надає виробам підвищеної стійкості до стирання та пружності.

Поліакрилонітрильне волокно - нітрон. Поліакрилонітрильні волокна виробляються з акрилонітрилу - продукту переробки кам'яного вугілля, нафти або газу. Акрилонітрил полімеризацією перетворюється на поліакрилонітрил, з розчину якого формується волокно. Потім волокна витягають, промивають, замаслюють, гофрують та сушать. Волокна виробляються у вигляді довгих ниток та штапелю. На вигляд і на дотик довгі волокна схожі на натуральний шовк, а штапельні - на натуральну вовну. Вироби з цього волокна після прання повністю зберігають форму, не вимагають прасування. Волокно нітрон має ряд цінних властивостей: за теплозахисними властивостями воно перевершує шерсть, має низьку гігроскопічність (1,5%), м'якше і шовковистіше капрону і лавсану, стійко до дії мінеральних кислот, лугів, органічних розчинників, бактерій, цвілі, . За стійкістю до стирання нітрон поступається поліамідним та поліефірним волокнам.

Поліуретанове волокно – еластан або спандекс. Волокно, що має низьку гігроскопічність. Особливістю всіх поліуретанових волокон є їхня висока еластичність - розривне подовження їх досягає 800%, частка пружної та еластичної деформації - 92-98%. Саме ця особливість і визначає сферу їх використання. Спандекс застосовується переважно при виготовленні еластичних виробів. З використанням цього волокна виробляють тканини та трикотажні полотна для предметів жіночого туалету, спортивного одягу.

Бавовняні волокна- це волокна, що покривають насіння рослини бавовнику. Основною речовиною (94-96%), з якої складається бавовняне волокно, є целюлоза. Зріле бавовняне волокно під мікроскопом має вигляд плоскої стрічки зі штопороподібною звивистістю та з каналом, заповненим усередині повітрям.

Залежно від довжини волокон бавовну поділяють на коротковолокнисту (20-27 мм), середньоволокнисту (28-34 мм) і довговолокнисту (35-50 мм). Чим довше бавовняне волокно, тим воно тонше. Тому довговолокнисту бавовну називають і тонковолокнистою; він кращий і дорожчий.

В процесі мерсеризації(обробки розчином їдкого натру при одночасному розтягуванні волокна) бавовняні волокна набувають м'якого блиску, посилюються їх міцність на розрив і здатність, що вбирає. Мерсеризована бавовнаміцніший, краще фарбується, злегка блищить і міцніший, ніж звичайна бавовна.

Бавовняне волокно має високу гігроскопічність (8 -12%), тому бавовняні тканини і вироби з них мають гарні гігієнічні властивості. Бавовна має здатність швидко вбирати вологу і швидко її випаровувати, тобто швидко висихає. Бавовняні волокна досить міцні, подовження при розриві становить 7-9%. Бавовна має порівняно високу термостійкість. За світлостійкістю з натуральних волокон він поступається луб'яним і вовняним волокнам.

Негативними властивостями бавовняного волокна є висока зминання (через малу пружність), велика усадка.

Луб'яні волокнаодержують із стебел, листя або оболонок плодів рослин. Характерною особливістю луб'яних волокон на відміну від інших є те, що вони є пучками волокон, з'єднаних пектиновими речовинами. З усіх луб'яних волокон найбільше застосування отримало лляне.

Льняні волокна отримують з луб'яного шару стебла однорічної трав'янистої рослини льону. Під мікроскопом волокно в поздовжньому вигляді являє собою циліндр з коліноподібними зсувами та потовщеннями. Стінки волокна товсті, кінці гострі, у центрі волокна – вузький замкнутий канал. Поверхня волокна більш рівна і гладка, внаслідок чого лляні волокна блищать, а тканини менше, ніж бавовняні, забруднюються та легше відпрання. Колір волокон – від світлого до темно-сірого.

У складі волокна 80% целюлози та 20% домішок, у тому числі лігнін – продукт здеревнення клітини, що надає льону підвищеної жорсткості. Міцність елементарних волокон у 3-5 разів перевищує міцність бавовни, при цьому міцність у вологому стані збільшується. Льняне волокно унікальне тим, що при високій гігроскопічності (12%) воно швидше за інші текстильні волокна поглинає і виділяє вологу, а також має високу теплопровідність, тому на дотик волокна завжди прохолодні.

Негативною властивістю лляного волокна є його сильна зминання через низьку пружність. Волокна льону відбілюються і фарбуються, тому що мають більш інтенсивне природне забарвлення, товсті стінки та вузький замкнутий канал.

Коноплі (Пенька). Будова волокон пеньки аналогічна лляним, але вони більш товсті та грубі. Основне застосування волокон - виготовлення канатів, технічних тканин, і лише недавно вони почали використовувати дизайнери для виготовлення одягу. Волокна конопель - жовто-коричневі або коричневі; їх важко відбілювати, але вони можуть бути пофарбовані у яскраві чи темні кольори. Найкраще конопляне волокно для текстильної промисловості виробляється в Італії. Зовні і навпомацки конопляний матеріал дуже схожий на льон. Коноплі відштовхують воду краще, ніж будь-яка інша тканина. Має низькі еластичні властивості - легко змінюється.

Рамі (Китайська кропива). Одне з наймодніших рослинних волокон останніх років. Волокно рами - найтонше і найдовше з усіх луб'яних, воно відрізняється високими сорбційними властивостями. Волокно білого кольору, дуже блискуче, схоже на шовк. По зносостійкості рами в 2 рази краще за льон і в 5 разів краще за бавовну. Добре фарбується, при цьому не втрачає свого чудового шовковистого блиску. Прекрасно вбирає вологу та швидко сохне. Рамі використовують у чистому вигляді та у сумішах з бавовною, вовною, шовком для виготовлення одежних та білизняних тканин. Це недороге, але дуже практичне та красиве натуральне волокно. Недоліки: трохи грубіше льону, погані еластичні властивості, а також можливість алергічних реакцій у вигляді сверблячки та печіння при контакті зі шкірою.

Джут - волокно, одержуване з теплолюбної та вологолюбної культури сімейства липових. Комплексне волокно джуту тонше, ніж пенька. Основне застосування джуту - пакувальні тканини та мішки. Однак останнім часом пропонується використовувати волокно джуту для виготовлення портьєрних, оббивних і навіть тканин для білизни. Особливий інтерес представляє можливість використання джуту для вироблення джинсових тканин. Розроблено суміші джуту з шерстю, льоном, віскозним волокном і навіть шовком.

Кенаф - волокно з стебел однорічної трав'янистої рослини кенафа, відрізняється високою гігроскопічності і міцністю, з нього виготовляють мішковину, брезент, шпагат, мотузки та ін. для тари для цукру.

Абака - Жорстке луб'яне волокно, що витягується з листя багаторічної тропічної рослини абаки (текстильний банан, або манільська пенька). Застосовується для виробництва тросів, морських канатів (волокно стійке до солоної води), рибальських мереж, килимових покриттів.

Сізаль (Агава) - жорстке, грубе, блискуче волокно жовтуватого кольору, одержуване зі свіжого листя рослини агави. По міцності сизаль поступається абаке і характеризується більшою ламкістю, ніж пенька. Йде виготовлення канатів, технічних тканин, килимових виробів.

Бамбукове волокно-волокно, що з'явилося російському ринку зовсім недавно. Воно має високу міцність, блиск, м'якше бавовни і за відчуттями нагадує шовк. Тканина, що виробляється з бамбукових волокон, не викликає подразнення, має натуральні антимікробні та дезодоруючі властивості, містить антимікробний компонент bamboo kun, що запобігає розмноженню бактерій. Білизна з бамбукового волокна дуже зручна завдяки незвичайно пористій структурі. Волога з поверхні шкіри миттєво поглинається тканиною та випаровується. Ця властивість у бамбука виражена навіть більшою мірою, ніж у бавовняного волокна, що славиться високим ступенем поглинання.

Існують два способи виробництва волокна із бамбука. Механічна обробка(така ж, як при обробці льону та коноплі). Роздроблений бамбук обробляється біологічними ферментами (ензимами) з метою перетворити бамбук на м'якуш, з якого вичісуються окремі волокна. Це дорогий метод, але екологічно чистий. Другим способом - хімічною обробкою- Виготовляють бамбукові штучні волокна. Цей метод не є екологічно чистим, але він найчастіше використовується у зв'язку з мінімальними витратами часу. Однак у пряжі не залишається токсичних залишків, оскільки вони легко вимиваються.

Кокосові волокнавитягають із зовнішнього покриття кокосового горіха. Ці волокна досить грубі, тверді, мають натуральний коричневий колір. Використовують кокосові волокна в різних виробах для надання їм підвищеної жорсткості та зносостійкості: у меблевій, автомобільній, взуттєвій промисловості; як настилковий, фільтраційний та ізоляційний матеріал. Кокосове волокно - лідер у виробництві каркасів та ортопедичних безпружинних матраців.

Перше уявлення про те, що таке волокна, ми отримуємо ще у школі під час уроків біології. У широкому значенні, що виражає більш загальну сутність до приватного, це поняття представляє клас матеріалів, що складаються з ниток або клітин.

М'язове волокно - це структурна одиниця м'язової тканини, що є багатоядерною клітиною, яка складається з великої кількості інших клітин, які можуть бути рослинного, тваринного, мінерального або штучного походження.

Родом із старослов'янського

Походження слова "волокно" пов'язують із старослов'янським "влакном". Це слово існує в сучасній болгарській, чеській, словацькій, сербській мовах. З невеликою фонетичною відмінністю зустрічається в польському - wlOkno. Існує споріднене поняття і в давньоіндійській: valkas, що означає «лико».

У російській у цій лексичній одиниці відбулися зміни у результаті чергування голосних: ОЛО-ЛА. Оскільки "волокно" - словникове слово, його правопис слід запам'ятати.

Щоб отримати уявлення про те, що таке волокна як класифікація матеріалу, докладніше розглянемо їх види.

Бавовна та луб

До волокон рослинного походження відносяться луб'яні та бавовняні. Тонкі нитки бавовни покривають насіння бавовнику. Вони складаються в основному (94%) з целюлози, а решта припадає на воду, пектини, жировмісні, воскові, зольні речовини (елементи мінерального харчування, взяті рослиною з ґрунту).

Зрозуміти, що таке волокна бавовняного походження, можна, розглянувши під мікроскопом. Ми побачимо плоску звивисту стрічку з канальцем, заповненим повітрям.

Ці нитки гігроскопічні, термостійкі, мають високу міцність по відношенню до дії лугів. Якщо бавовна підпалити, то відчується запах паленого паперу.

До негативних якостей відносяться мала пружність та нестійкість до дії кислот.

Волокна лубу одержують із стебла льону. Вони являють собою витягнуті в довжину клітини із загостреними кінцями. У поперечному зрізі мають форму п'ятигранника. Більший відсоток складу - целюлоза (80%), а решта відсотків припадає на жирові, барвники, воскоподібні мінеральні домішки та лігнін. Присутність лігніну надає підвищеної міцності. Висока теплопровідність робить льон завжди прохолодним на дотик.

Волокна тваринного походження

Козяча, овеча, верблюжя та інша шерсть, а також натуральний шовк є тваринними волокнами, що складаються з трьох шарів: зовнішнього лускатого, основного кіркового шару та серцевинного, що знаходиться в центрі нитки.

Існує 4 типи вовняних волокон:

• звивисте тонке - пух;
• проміжне волосся - середнє між пухом і остюком;
• грубе і мало звивисте - ость;
• коротке ламке волокно - мертве волосся.

Залежно від типів нитки розрізняють і види вовни: від тонкої, яка йде на виготовлення вовняних виробів високої якості, до грубої, що використовується для вироблення сукна та повсті. Вовна здатна зберігати тепло та гігроскопічна. При її горінні з'являється запах паленого пера.

Найлегше природне волокно – шовк. Отримують його з кокона гусениці шовкопряда.

Два білки - фіброїн та серицин - входять до складу коконної нитки. Натуральному шовку притаманні м'якість, гладкість, висока гігроскопічність, мала зминання. Недоліками є висока усадка крученої нитки та низька термостійкість. Шовк є найціннішою сировиною для виготовлення легкого літнього одягу.

Синтетичні нитки

Що таке походження, можна зрозуміти, вивчивши їхню природу. Вони виробляються у вигляді хімічного синтезу з мономерів, тобто низькомолекулярних речовин. В результаті утворюються Сировиною для капрону, лавсану, акрилу, кримплену, є продукти переробки кам'яного вугілля, нафти, газу. Ці волоконні нитки мають високу міцність, малу зминання і усадку, проте не гігроскопічні.

Різноманітність властивостей полімерів, можливість їх варіювати, а також доступність сировини є стимулами для розвитку синтетичних волокон.

Хімічні волокна

Їх одержують шляхом переробки таких синтетичних речовин, як поліаміди, поліефіри, а також природних матеріалів: целюлози, білків, казеїну та інших. Сировиною для отримання даних волокон є відходи бавовни, різні метали, скло, нафтопереробні продукти, кам'яне вугілля.

Віскоза є одним з перших волокон хімічного походження, що прийняли масштаби промислового виробітку. Її одержують шляхом обробки деревної целюлози хімічними реагентами.

Одним з головних недоліків віскозного волокна є висока зминання. Для зниження цієї якості його піддають процесу хімічної модифікації. В результаті отримують полінозне волокно, що нагадує тонковолокнисту бавовну.

Волокнисті матеріали піддаються численним механічним та хімічним впливам, як під час переробки та в процесі облагородження, так і згодом, при використанні споживачами.

Канати, мотузки та шпагати виготовляють із текстильної пряжі та ниток шляхом кручення та плетіння.

Для виробництва пряжі використовують текстильні волокна - довгі (в сотні міліметрів) і дуже тонкі (у кілька мікрометрів) тіла, що мають достатню міцність і гнучкість. Вони бувають елементарними (одиночними) та комплексними, що складаються з кількох елементарних волокон, з'єднаних між собою. Елементарні волокна, на відміну комплексних, руйнуються при спробі розділити їх уздовж осі більш тонкі волокна.

Натуральні волокна- це волокна, що виникають у результаті природних процесів природи і видобуваються людиною (на відміну штучних) у готовому вигляді. Натуральні волокна поділяються на три групи:

Усі натуральні волокна рослинного походження утворені природним полімером – целюлозою (С6Н10О5), і тому можуть бути названі целюлозними волокнами. Найбільш чиста целюлоза відома нам у вигляді фільтрувального паперу, вати, білих лляних та бавовняних тканин.

Целюлоза, або клітковина, відноситься до класу вуглеводів. Кількість елементарних ланок, що становлять макромолекулу целюлози (коефіцієнт полімеризації), у середньому сягає 6-10 тисяч. Чим вище коефіцієнт полімеризації, чим довше макромолекули, тим міцніше волокно.

Целюлоза не є хімічно інертною речовиною та розщеплюється при гідролізі до глюкози. Промислова хімічна обробка рослинної сировини веде до руйнування домішок, тоді як сама целюлоза або не торкається, або руйнується значно меншою мірою. Целюлоза розпадається лише під впливом неорганічних та органічних кислот, лугів (за наявності кисню) та сильних окислювачів (хлор, перекис водню та ін.). Кисень повітря також може окислювати целюлозу, але в звичайних умовах побутового використання цей процес протікає дуже повільно, і лише за інтенсивної інсоляції та підвищеної температури. Целюлоза розпадається також під впливом анаеробних (водневе та метанове бродіння) та аеробних бактерій.

З низки хімічних змін, які зазнає целюлоза ще рослинах у міру їх зростання, можна назвати одревення. У целюлозній стінці рослинної клітини утворюється лігнін, який відрізняється від целюлози підвищеним вмістом у молекулі вуглецю та наявністю метоксильних груп.

Від 20 до 30% маси волокна складають геміцелюлоза, пектини та поліуроніди – супутники целюлози. Вони менш стійкі по відношенню до кислот і лугів і мають меншу молекулярну вагу. Крім того, рослини містять білкові, воскоподібні, дубильні, зольно-мінеральні та деякі інші речовини.

Лігнін та інші домішки, пов'язані хімічно або анатомічно з целюлозою у сирих волокнах, називають інкрустуючими речовинами. За вмістом цих речовин бавовна і джут, наприклад, займають крайні та протилежні місця. Кількість інкрустуючих речовин у бавовні 5%, у льоні – 13%, у прядиві – 25%, у джуті – 38%. Крім інкрустуючих речовин, у волокні містяться також жир і віск.

Мікрохімічні дослідження показують, що макромолекули целюлози волокна всіх луб'яних рослин орієнтовані в стеблах переважно у поздовжньому напрямку, хоча повної орієнтації молекул немає. Така структура зумовлює певні фізичні та хімічні властивості волокон, найбільше значення з яких має міцність волокон у поздовжньому напрямку.

Будучи дуже близькими за своїм хімічним складом, рослинні волокна різних ботанічних видів, що використовуються як сировина, глибоко відрізняються за своїм походженням і морфологічною будовою. Бавовна є утворення епідермісу насіння, тоді як інші целюлозні волокна - пенька, льон, джут - є луб'яними клітинами, склеєними в пучки і прихованими всередині стебел.

Усі рослинні волокна гігроскопічні, тобто поглинають вологу з навколишнього повітря. У нормальних атмосферних умовах натуральні волокна містять від 8 до 13% вологи.

Міцність технічного луб'яного волокна зростає при збільшенні вологості до 15-16%, після чого вона починає падати через ослаблення зв'язку між елементарними волокнами в луб'яних пучках, і при 80% вологості величина цього показника зменшується майже вдвічі від вихідного рівня.

• Штучні волокна(віскозні, мідноаміачні, ацетатні, білкові) одержують із природних натуральних високомолекулярних сполук. Вони мають властивості і натуральних і ненатуральних волокон, проте виробляються в менших кількостях у порівнянні з натуральними.
• Синтетичні волокнавиробляють шляхом хімічного високомолекулярного синтезу з розчинів та розплавів (поліамідні, поліолефінові, поліефірні волокна).