Текстильные волокна
Волокно - это гибкое прочное тело, длина которого в несколько раз превышает его поперечные размеры. Текстильные волокна используют для изготовления пряжи, ниток, тканей, трикотажных полотен, нетканых материалов, искусственной кожи и меха. В настоящее время при изготовлении текстильных изделий широко используются различные виды волокон, которые отличаются друг от друга по химическому составу, строению и свойствам.
Классификация, ассортимент и свойства волокон
Основными признаками классификации текстильных волокон являются способ получения (происхождение) и химический состав, определяющие основные физико-механические и химические свойства волокон, а также изделий, полученных из них. По происхождению все волокна подразделяются на натуральные и химические.
Натуральные волокна - волокна природного, т. е. растительного, животного или минерального происхождения.
Химические волокна - волокна, изготовленные в заводских условиях. Химические волокна бывают искусственные и синтетические.
Искусственные волокна получают из природных высокомолекулярных соединений. Синтетические волокна получают из низкомолекулярных веществ в результате реакции полимеризации или поликонденсации, в основном из продуктов переработки нефти и каменного угля.
Ассортимент и свойства натуральных волокон и нитей
Природные высокомолекулярные соединения образуются в процессе развития и роста волокон. Основным веществом всех растительных волокон является целлюлоза, животных волокон - белок: у шерсти - кератин, у шелка - фиброин.
1. Натуральные волокна
1.1. Растительного происхождения:
ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОЛОКОН КРАТКО!
· Хлопок получают из коробочек хлопчатника. Он представляет собой тонкие, короткие, мягкие пушистые волокна, покрывающие семена однолетних растений хлопчатника. Он является основным видом сырья текстильной промышленности. Хлопковое волокно представляет собой тонкостенную трубочку с каналом внутри. В составе примерно 94-96 % целлюлозы, 4-6% воды, пектиновые, склеивающие, жировоковые и другие вещества. По длине бывает коротковолокнистый –20-27 мм, средневолокнистый – 28-34 мм, длинноволокнистый – 35-50 мм, непрядомый – до 20 мм. Основные свойства: 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 и незначительной - к истиранию. Последние открытия в генной инженерии позволили вырастить цветной хлопок. Недостатки: высокая сминаемость, высокая усадка.
· Лен - лубяные волокна, длина которых составляет 20~30 мм и более. Состоят из удлиненных цилиндрических клеток с довольно гладкими поверхностями. Элементарные волокна соединены между собой пектиновыми веществами в пучки по 10-50 шт. Чёсаный лен – это волокно длиной 30-80 см, в составе 75% целлюлозы, остальное – сопутствующие вещества: лигнин, пектиновые, жировосковые, азотистые, зольные и вода. Основные свойства: гигроскопичность составляет от 12 до 30%. По устойчивости к свету, высоким температурам и микробным разрушениям, а также по теплопроводности превосходит хлопок. Льняное волокно используют для изготовления технических (брезент, парусина, приводные ремни и др.), бытовых (бельевое полотно, костюмные и платьевые ткани) и тарных тканей. Недостатки: Льняное волокно плохо окрашивается и отбеливается из-за значительного содержания жировосковых веществ, сильная сминаемость, высокая усадка, потеря прочности вмокром состоянии до 50-60%.
1.2. Животного происхождения:
· Шерсть представляет собой волосяной покров овец, коз, верблюдов и других животных. Волокно шерсти состоит из чешуйчатого (внешнего), коркового и сердцевинного слоев. На долю белка кератина в химическом составе волокна приходится 90%. По составу может быть однородной и неоднородной (в составе может быть пух, переходный волос, остевой волос, мертвый волос). По толщине может быть тонкой, полутонкой, грубой, полугрубой. Основные свойства: высокая свойлачиваемость, высокие теплозащитные свойства, низкая теплопроводность, невысокая сминаемость, высокая упругость, высокая гигроскопичность до 17%, но медленно поглощает воду и медленно ее отдает, высокие гигиенические свойства, устойчива к действию света, к кислотам, не устойчива к щелочам, имеет среднюю прочность, в мокром состоянии теряет прочность на 30%. Благодаря этим свойствам из шерсти вырабатывают ткани и трикотажные изделия зимнего ассортимента, а также сукна, драпы, фетр, войлочные и валяные изделия. Недостатки: низкая термостойкость до 110°С.
· Шелк - это тонкие длинные нити, вырабатываемые шелкопрядом с помощью шелкоотделительных желез, и наматываемые им на кокон. В составе белок фиброин 70-80%, склеенный серицином, которого 20-30%. Шелковая нить очень тонкая поэтому разматывают ее сразу с 6-8 коконов. Длина такой нити может составлять 500-1500 м. Называют такую нить шелком-сырцом. Самым высококачественным сортом шелка считается крученый шелк из длинных нитей, добываемых из середины кокона. Натуральный шелк широко используется при выработке швейных ниток, плательных тканей и штучных изделий (головных платков, косынок и шарфов). Основные свойства: это самое легкое, красивое, мягкое волокно с высокой гигроскопичностью до 11%, с высокими гигиеническими свойствами, с малой сминаемостью, с высокой прочностью,устойчиво к кислотам. Недостатки: особенно чувствителен шелк к действию ультрафиолетовых лучей, поэтому срок службы изделий из натурального шелка при солнечном освещении резко уменьшается, не устойчив к щелочам, низкая термостойкость, высокая усадка (особенно у крученых нитей).
2. Химические волокна
2.1. Искусственные волокна – их получают из природных высокомолекулярных соединений (полимеров), а сырьем для них служат примерно в 99,5% целлюлоза, а также металлы, их сплавы, белки, силикатные стекла и т.д.
· Вискозное волокно - самое натуральное из всех химических волокон, получаемое из природной целлюлозы, которую путем обработки химическими реагентами превращают в прядильный раствор. В зависимости от назначения вискозные волокна производят в виде нитей, а также штапельного (короткого) волокна с блестящей или матовой поверхностью. Основные свойства: волокно обладает хорошей гигроскопичностью (35-40%), высокими гигиеническими свойствами, высокой термостойкостью, устойчивостью к щелочам, не устойчиво к кислотам.светостойкостью и мягкостью. Недостатки: большая потеря прочности в мокром состоянии, легкая сминаемость, недостаточная устойчивость к трению и значительная усадка при увлажнении.
· 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). Высокаятермоустойчивость позволяет гладить ткани из ацетатных и триацетатных волокон при 150-160°С.
Синтетические волокна
Синтетические волокна вырабатывают из природных низкомолекулярных веществ (мономеров), которые путем химического синтеза превращают в высокомолекулярные (полимеры), а сырьем для них служат продукты переработки нефти, каменного угля и природного газа. Общими достоинствам синтетических волокон являются высокая прочность, устойчивость к истиранию и микроорганизмам, несминаемость, малая усадка. Основной недостаток — низкая гигроскопичность, низкие гигиенические свойства, пиллингуемость и электризуемость.
· Полиамидные волокна (ПА)- капрон, анид, энант, нейлон. Основные свойства: отличаются высокой прочностью при растяжении, стойкостью к истиранию и многократному изгибу, обладают высокой химической стойкостью, морозоустойчивостью, устойчивостью к действию микроорганизмов. Недостатки: низкая гигроскопичность, термостойкость и светостойкость, высокая электризуемость. В результате быстрого "старения" они желтеют, становятся ломкими и жесткими. Полиамидные волокна и нити широко используются при выработке бытовых и технических изделий.
· Полиэфирные волокна (ПЭ) – лавсан (полиэстер, элан, дакрон, телилен). Основные свойства: Характеризуется высокой термостойкостью, малой усадкой, низкой теплопроводностью и большой упругостью (гофре и плиссе), а также высокой несминаемостью, хорошей стойкости к свет. Недостатки: разрушаются при действии кислот и щелочей, гигроскопичность составляет 0,4%, поэтому для выработки тканей бытового назначения в чистом виде не применяется. Недостатками волокна являются его повышенная жесткость, способность к образованию пиллинга на поверхности изделий, низкая гигроскопичность, плохая окрашиваемость и сильная электризуемость. Лавсан широко применяется при выработке тканей, трикотажных и нетканых полотен бытового назначения в смеси с шерстью, хлопком, льном и вискозным волокном, что придает изделиям повышенную стойкость к истиранию, упругость и формоустойчивость. Кроме того, волокно используется в медицине для изготовления хирургических нитей и кровеносных сосудов.
· Полиакрилонитрильные волокна(ПАН) - нитрон, дралон, долан, орлон. Основные свойства: по внешнему виду напоминают шерсть и имеет хорошие теплозащитные свойства. Изделия из него даже после стирки обладают высокой формоустойчивостью, несминаемостью итермостойкостью до 200° С. Устойчивы к воздействиям моли и микроорганизмов, обладают высокой стойкостью к ядерным излучениям, самое светостойкое волокно. Недостатки: по стойкости к истиранию нитрон уступает полиамидным и полиэфирным волокнам плохо окрашивается. Применяется в производстве верхнего трикотажа, тканей, а также искусственного меха, ковровых изделий, одеял и тканей.
· Поливинилспиртовые волокна - винол, ралон. Основные свойства: обладают высокой прочностью и устойчивостью к истиранию и изгибу, действию света, микроорганизмов, пота, различных реагентов (кислот, щелочей, окислителей, нефтепродуктов). Винол отличается от всех синтетических волокон повышенной гигроскопичностью, что дает возможность использовать его при выработке тканей для белья и верхней одежды. Штапельные (короткие) поливинилспиртовые волокна применяют в чистом виде или в смеси с хлопком, шерстью, льном или химическими волокнами для получения тканей, трикотажа, фетра, войлока, парусины, брезентов, фильтровальных материалов.
· Полиуретановые волокна - спандекс, лайкра. Основные свойства: обладают высокой эластичностью: могут многократно растягиваться и увеличиваться по длине в 5-8 раз. Имеют высокую упругость, прочность, несминаемость, устойчивость к истиранию (в 20 раз больше, чем у резиновой нити), к светопогоде и химическим реагентам, но низкую гигроскопичность и термостойкость: при температуре более 150°С желтеют и становятся жесткими. С использованием этих волокон вырабатывают эластичные ткани и трикотажные полотна для верхней одежды, и предметов женского туалета, спортивной одежды, а также чулочно-носочные изделия.
· Поливинилхлоридные волокна – хлорин. Основные свойства: отличаются устойчивостью к износу и действию химических реагентов, но в то же время мало поглощают влагу, недостаточно устойчивы к свету и высоким температурам: при 90~100°С волокна "садятся" и размягчаются. Используют в производстве фильтровальных тканей, рыболовных сетей, трикотажного лечебного белья.
· Полиолефиновые волокна получают из полиэтилена и полипропилена. Основные свойства: они дешевле и легче других синтетических волокон, обладают высокими показателями прочности, устойчивости к химическим реагентам, микроорганизмам, износу и многократным изгибам. Недостатки: низкая гигроскопичность (0,02%), значительная электризуемость, неустойчивость к высоким температурам (при 50-60°С- значительная усадка). В основном используют для изготовления технических материалов, ковровых изделий, плащевых тканей и т. д.
Текстильные нити
Текстильные волокна являются основой для производства пряжи и нитей.