У Т В Е Р Ж Д А Ю
Обсуждена на заседании цикла ВСП		Начальник цикла ВСП
Протокол № _______
от «_____»____________ 20 г.		подполковник О. Жирнов
		«______»___________________20 г.

Лекция по товароведению вещевого имущества

(ВУС 250100)

Тема № 3: «Материаловедение швейного производства».

Занятие № 1.

Учебные и воспитательные цели:

1. Изучить классификацию и физико-химические свойства волокон.

2. Изучить артикулы, физико-механические свойства, маркировку и упаковку тканей.

3. Воспитать активность и интерес к изучению материаловедения швейного производства.

Время: 1 час.

Место: учебный класс.

Руководства и пособия:

1. Технология текстильного материаловедения / Учебное пособие. – Вольск, ВфВАТТ, 2002 г.

2. Ткани военного ассортимента / Учебное пособие. – Вольск, ВфВАТТ, 2001 г.

Учебно-материальное обеспечение: плакаты.

План лекции и расчет времени

1. Вводная часть 10 мин.

2. Основная часть 75 мин.

2.1. Классификация и физико-химические свойства волокон 25 мин.

2.2. Физико-механические свойства, маркировка и упаковка тканей 25 мин.

2.3. Артикулы тканей, используемых для изготовления предметов вещевого имущества военнослужащих 25 мин.

3. Заключительная часть 5 мин. Ход занятия

1. Вводная часть 10 мин.

   1. Принять доклад дежурного по взводу о готовности к занятиям;

   2. Проверить наличие и внешний вид обучаемых;

   3. Текущий контроль:

1.3.1. Специальная одежда - В-1

1.3.2. Белье и постельные принадлежности – В-2

1.4. Объявить тему и цели занятия

2. Основная часть 75 мин.

2.1. Классификация и физико-химические свойства волокон 25 мин.

На снабжение Советской Армии и Военно-Морского Флота по­ступает большое количество предметов военной одежды, различ­ных по своему назначению, материалам, конструкции и эксплуатационным свойствам.

В последние годы наряду с увеличением производства натураль­ных волокон резко возросло изготовление тканей из различных хи­мических волокон. Для того чтобы достичь хорошего качества стирки (сохранить внешний вид, окраску и прочность стираемых из­делий), необходимо знать свойства материалов, из которых они изготовлены.

Бельевые и одежные изделия изготовлены из текстильных во­локон, число видов которых велико и непрерывно возрастает. Некоторые из них имеют очень большое значение в текстильной про­мышленности, другие, напротив, применяются очень редко.

Все они различаются по химическим, механическим, физико-химическим, технологическим и эксплуатационным свойствам, а также по назначению.

Согласно классификации все волокна делятся на натуральные и химические. Дальнейшая классификация натуральных волокон учитывает их происхождение (растительные, животные, минеральные).

Ниже дана классификация основных видов текстильных волокон.

Классификация основных видов текстильных волокон

Природные волокна

Химические волокна

искусственные

синтетические

целлюлюзные

белковые

мине­раль­ные

целлюлозные

минеральные

генероцепные

карбоцепные

гидрат- целлю­лозные

эфиры целлю­лозы

поли- эфирные

поли- амидные

нитрон (орлон)

Хлопок, дубяные (лен, джут, пенька и др.)

Шерсть, шелк

Асбест

Вискозные, медноамиачные, полинозные

Ацетатные, триацетатные

Стеклянные

Лавсан (терилен)

Капрон анид, найлон, энант

Куртель, хлорин, винол

В таблице указаны в основном текстильные волокна, которые имеют в настоящее время практическое значение для отечественной текстильной промышленности.

Волокна, получаемые путем химической обработки природных или синтетических высокомолекулярных соединений, называ­ются химическими и делятся на две подгруппы. Волокна, изготовляемые из природных высокомолекулярных соединений, получили название искусственных, а волокна из синтезированных высокомолекулярных соединений (смол) называются синтетическими.

В группе искусственных волокон встречаются волокна целлю­лозного, белкового и минерального происхождения. Искусственные целлюлозные волокна встречаются двух типов: гидратцеллюлозные волокна (вискозные, медноаммиачные, полинозные), получаемые путем омыления эфиров целлюлозы, и волокна, получаемые на основе уксуснокислых эфиров Целлюлозы. Искусственные белковые волокна в нашей стране не имеют практического значения, поскольку пока сырьем для их получения служат пищевые белки. В технике все большее значение приобретают минеральные волокна, сырьем для изготовления которых служат весок, мел, доломит и другие, получившие название .стеклянных волокон. Число синтетических волокон очень велико. Разнообразие исходных веществ, а также способов их синтеза в высокомолекулярные соединения открывает возможность получения значительно большего числа волокон, чем их имеется в природе. При классификации синтетических волокон учитывают особенности строения молекулы полимера. Если основная цепь макромолекулы состоит из атомов углерода, чередующихся с другими атомами, то такие волокна называются гетероцепными. В зависимости от того, будет ли другой атом в молекуле гетероцепные волокон кислородом (— С—О—С—С—С—С—С—G—О—С-) или азотом '(—С—N—С—С—С—С—С—С—N—С—), их делят соответ­ственно на полиэфирные и полиамидные волокна,

В группе полиамидных волокон отдельные их представители различаются по характеру чередования атомов азота и углерода в основной цепи макромолекулы.

Если основная цепь макромолекулы полимера состоит только из углеродных атомов (—С—С—С—С—С—С—), то волокни­стые материалы называются карбоцепными.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОСНОВНЫХ ТЕКСТИЛЬНЫХ ВОЛОКОН

Строение, состав и свойства текстильных волокон имеют решающее значение для построения любого технологического процесса, связанного с обработкой изделий из текстильных материалов. Они же определяют выбор оборудования, химических реагентов и условий обработки.

Хлопковое волокно. Хлопковые волокна различных сортов отли­чаются друг от друга по длине, ширине, цвету, прочности, упруго­сти и- другим физическим и механическим свойствам. Средняя прозрачность хлопкового волокна от 29 до 38 кг/мм². Среднее удлинение—около 7,7%, Влажность хлопкового волокна зависит от отно­сительной влажности воздуха, температуры и атмосферного давления. Средняя влажность хлопка 11,6%. Хлопок плохо проводит тепло и электричество. При трении в сухом состоянии он сильно электризуется. Химические свойства хлопкового волокна обуславливаются свойствами целлюлозы, являющейся" его главной составной частью. Под действием воды хлопковое волокно набухает, увеличиваясь в толщине, но после сушки принимает прежние размеры. В мокром состоянии прочность и удлинение хлопкового волокна возрастают. Наиболее характерным является действие на него аммиачного рас­твора окиси меди. При действии свежеприготовленного аммиачного раствора окиси меди под микроскопом наблюдается быстрое раскручивание волокна. Его стенки сильно набухают. Сначала это набухание идет равномерно по всей длине волокна, но очень скоро в некоторых местах замечается более сильное увеличение поперечника волокна: образуются шаровидные выпуклости и волокно при­нимает вид нити с бусами. При более длительном действии реактива большая часть волокна растворяется.

Действие концентрированной серной кислоты на хлопковое волокно аналогично действию ее на чистую целлюлозу. Разбавленная водой серная кислота при кратковременной обработке хлопка с последующей промывкой его водой до полного удаления кислоты не действует разрушительно на хлопковое волокно.

Растворы органических летучих кислот (уксусной, муравьиной) не действуют на хлопчатобумажное волокно;

При обработке хлопка растворами кислот — винной, лимонной щавелевой — и последующей сушке без промывки водой волокно

При обработке концентрированными (20%) растворами едких щелочей с последующей отмывкой щелочи хлопковое волокно сильно укорачиваемся по длине и ширине, причем прочность его на paзрыв значительно увеличивается (на 25%). Растворы соды по сравнению с растворами едкого натра оказывают более слабое действие на примеси хлопчатобумажного волокна и не изменяют его основных свойств. Растворы аммиака (нашатырный спирт) не действуют на хлопковое волокно. Разбавленные растворы окислителей, например гипохлорита натрия, хромпика, марганцовокислого калия, бертолетовой соли и их, при кратковременной обработке не оказывают заметного влияния на целлюлозу хлопкового волокна. Концентрированные растворы окислителей окисляют целлюлозу хлопка в оксицеллюлозу.

Растворы восстановителей, например гидросульфита, ронгалита. не действуют на хлопковое волокно.

Льняное волокно. Техническое льняное волокно имеет светло-желтый или серый цвет, иногда с коричневым оттенком. Характерными особенностями элементарных волокон льна являются белый цвет, шелковистый блеск и большая прочность по сравнению с хлопком.

Прочность технического льняного волокна составляет около 60 кг/мм². Удлинение — около 4%. Влажность льна колеблется от 5,7 до 13,9%. Нормальная влажность льна 12%. К химическим ре­активам лен относится в основном так же, как и хлопок. К. серной кислоте он менее чувствителен. На этом свойстве основано опреде­ление содержания льна в смешанных тканях из льна и хлопка: при обработке концентрированной серной кислотой в течение 1—2 мин и последующей промывке водой льняное волокно почти не изме­няется, хлопковые же волокна при подобной обработке растворя­ются в значительной степени. В концентрированном растворе едкой щелочи льняное волокно набухает, блеск его увеличивается, проч­ность на разрыв возрастает, но оно при этом становится грубее. При действии аммиачного раствора окиси меди стенки льняного волокна укорачиваются и неравномерно набухают; укорачивание волокна вызывает зигзагообразный изгиб канала. При длительном действии свежеприготовленного аммиачного раствора окиси -меди льняное волокно полностью растворяется.

Шерстяное волокно. Прочность шерстяного волокна колеблется от 16,4 до 25,3 кг[мм² (мериносовая шерсть). Удлинение шерстяного волокна при разрывной нагрузке составляет 30,2—54,5%. Шерстя­ное волокно отличается высокой упругостью, т. е. способностью восстанавливать свои размеры и форму после прекращения дейст­вия на него сил растяжения. Упругость шерстяного волокна выше, чем у других текстильных волокон, и является весьма ценным его свойством, благодаря которому шерстяные ткани-не сминаются. Шерсть гигроскопична и может поглощать до 32% влаги, оста­ваясь в то же время сухой на ощупь. Нормальная влажность ее составляет от 13 до 18%.

Под действием холодной воды происходит быстрое набухание шерсти, вызывающее увеличение поперечника волокон; последнее зависит от степени увлажнения и доходит при полном увлажнении до 18%—при одновременном увеличении длины волокна лишь на 1—2%. Вызываемое увлажнением набухание отражается на меха­нических свойствах волокон шерсти, облегчая их растяжение. Рас­тяжимость шерсти увеличивается с повышением степени увлажне­ния и температуры воды. С увеличением растяжимости волокна во влажном состоянии одновременно уменьшается его сопротивление растяжению и прочность на разрыв.

Прочность на разрыв, шерсти во влажном состоянии в зависи­мости от степени увлажнения составляет 75—90% от первоначаль­ной прочности сухой шерсти, удлинение же при этом возрастает, составляя до 200% по отношению к исходному.

При температуре около 100° С под воздействием только одной воды шерсть теряет до 5% крепости.

При обработке кипящей водой при температуре 200° С (кипяче­ние под давлением) в зависимости от времени обработки можно достигнуть полного распада шерсти. Действие на шерсть пара в одинаковых условиях обработки менее энергично, чем действие воды. При обработки шерсти «та паром уменьшается ее сопротивление растяжению и прочность на разрыв, величина которых зависит от продолжительности обра­ботки и температуры пара.

Воздушно-сухая шерсть очень чувствительна к нагреванию. При этом кратковременное нагревание при высокой температуре сказывается менее вредно на качестве шерсти, чем длительное на­гревание при более низкой температуре. Воздушно-сухую шерсть можно нагревать до 60—70° С без нарушения ее свойств. При тем­пературе 80° С она становится хрупкой, при температуре 100— 105° С теряет свою гигроскопическую влагу, становится жесткой при одновременном увеличении хрупкости и приобретает желтый цвет. При температуре 120° С начинается разложение волокна. Полное разложение шерстяного волокна происходит при темпера; туре 170—180° С, при этом ощущается характерный запах жженого рога и образуется спекшаяся пористая зольная корка.

В связи с чувствительностью шерсти к действию повышенной температуры при сушке шерсти или шерстяных тканей в зонах с сырым материалом допускается температура до 105—110° С, в зо­нах же с сухим волокном — не выше 65—70° С.

Пересушенная шерсть (или ткань) в нагретом состоянии сильно электризуется.

Шерсть поглощает из растворов как минеральные, так и органические кислоты, причем количество поглощаемой кислоты зави­сит от концентрации и температуры растворов, а также от продолжительности воздействия. Обработка шерсти 5—6% растворами Серной кислоты, как на холоде, так и при нагревании не оказывает разрушающего влияния на шерстяное волокно. Обработка более Концентрированными, растворами вызывает даже на холоде разру­шение шерсти, возрастающее с повышением концентрации серной Кислоты, температуры и времени обработки. Соляная кислота ведет себя по отношению к шерсти так как и серная. Концентрированная азотная кислота вызывает

набухание, а затем растворение волокна шерсти. Нейтральные соли почти не действуют на шерсть. Щелочи даже в слабых растворах действуют на шерсть разрушающе, причем это зависит от характера щелочи и условий взаи­модействия.

Под действием едкого натра или едкого калия происходит рае шерсти. Поэтому едкие щелочи не применяются при химической обработке шерстяных волокон.

Нашатырный спирт и углекислый аммоний при концентрации растворов до 1 % и при температуре не выше 40—50° С практически не действуют на шерсть, но при температуре выше 60° С делают ее более жесткой.

С повышением концентрации раствора нашатырного спирта сверх 1%" уменьшается прочность и растяжимость шерстяного волокна. Газообразный аммиак действует на шерсть сильнее, чем его водяные растворы.

Углекислые щелочи-кальцинированная сода и поташ—хотя и действуют несколько сильнее, чем нашатырный спирт, но практически при температуре до 40° С и при концентрации растворов в 0,4—0,5% вредного влияния на шерсть не оказывают. Более крепкие растворы, а также при более высокой температуре вызывают постепенное разрушение и могут привести к полному растворению волокна.

При совместном действии с мылом углекислые щелочи даже при 50^е С не оказывают вредного действия на шерсть.

Иногда при обработке шерстяных тканей нагретыми растворами кальцинированной соды наблюдается увеличение прочности на разрыв за счет свойлачивання волокон. Однако в действительности каждое волокно от такой обработки повреждается, что сказывается на сроке носки изделия.

Мыло частично предохраняет шерстяное волокно от разрушаю­щего действия щелочных растворов. Однако и мыльные растворы в зависимости от их концентрации, щелочности, температуры продолжительности воздействия могут также неблагоприятно действовать на шерсть и ослабить ее прочность на разрыв. Действие окислителей и восстановителей, Слабые растворы перекиси водорода и перекиси натрия, при разложе­нии которых выделяется кислород, разрушают естественные крася­щие вещества или пигментные вещества шерсти, не повреждая заметно волокна. Натуральный шелк. Шелк гигроскопичен: в нормальных условиях температуры 20°С и относительной влажности 65% он содержит 11% влаги, при 100% относительной влажности он поглощает до 30% влаги. Под действием воды волокно набухает, увеличиваясь в диаметре до 18% ив длину до 1,2%, но не растворяется в воде даже при длительном кипячении. Натуральный шелк разрушается от дейст­вия крепких минеральных кислот в течение нескольких минут уже при нормальной температуре (20° С). Разведенные растворы минеральных кислот при кипячении в течение нескольких часов повре­ждают фиброин, а при более длительном кипячении разрушают его. Слабые (однопроцентные) растворы органических кислот: 30% уксусной, 50% молочной или муравьиной не повреждают шелк даже при кипячении в течение нескольких часов. Обработка этими растворами усиливает природный блеск и своеобразный скрип на ощупь

К действию щелочей щелк более чувствителен, чем к действию кислот, хотя несколько устойчивее к ним, чем шерсть. Крепкие рас­творы едких щелочей быстро разрушают шелк. Концентрированные растворы слабых щелочей разрушают шелк при нагревании. Слабые растворы слабых щелочей, например¹ мыльные растворы с добавлением соды до 0,5 г/л, при обработке в течение 2—3 час не повреждают, шелк, но при длительной обработке даже слабощелочными растворами шелк теряет блеск и становится жестким и хрупким.

Шелк очень чувствителен к действию окислителей, в особенности гипохлоридов натрия и кальция, повреждающих его в самых слабых концентрациях. Слабые растворы перекиси водорода не повреждают фиброин.

Вискозное, медноаммиачное и ацетатные волокна. Вискозное и медноаммиачное волокна состоят из регенерированной целлюлозы, а ацетатное —из диацетата целлюлозы. Целлюлоза искусственных волокон представляет собой модификацию целлюлозы, так называемую гндратцеллюлозу.

Физико-механические свойства искусственного шелка, а также его способность к поглощению воды, растворов красителей и других веществ находятся в тесной зависимости от внутреннего строения. На прочность, удлинение и упругость искусственного шелка решающее влияние оказывают ориентированное расположение цепных молекул целлюлозы, т. е. цепей глюкозных остатков, и равномерность распределения ориентированных цепей в волокне. Удлинение у искусственного шелка находится в обратном отношении к его прочности: наименьшим удлинением обладает медноаммиачный шелк и наибольшим — ацетатный, ,

В целом прочность искусственного шелка меньше, чем у природных целлюлозных волокон, а удлинение выше. - Прочность искусственного шелка в мокром состоянии падает, особенно сильно у вискозного, теряющего 50—60% своей прочности в сухом состоянии; медноаммиачный щёлк теряет 40—45%, а ацетатный-25-38% прочности..

По упругим свойствам искусственный шелк значительно уступает шерсти и натуральному шелку, поэтому ткани из него легко снимаются. Наименьшей упругостью обладает вискозный шелк, наибольшей — ацетатный.

В нормальных условиях (температура 20° С и относительная влажность 65%) искусственный шёлк содержит: вискозный и медноаммиачный—11% влаги, ацетатный —63%. Искусственный шелк из регенерированной целлюлозы более, чувствителен к действию щелочей, кислот и окислителей, чем природное целлюлозное волокно.

Обработка 3—4% раствором едкого натра вызывает набухание вискозного шелка, после промывки и сушки волокно получает усадку 6-8%.

Обработка 8—10% раствором едкого натра вызывает сильное набухание и частичное растворение вискозного и медноаммиачного шелка. Ацетатный шелк еще более чувствителен к действию щелочей даже слабощелочные мыльносодовые растворы при кипячении разрушают диацетат целлюлозы с выделением регенерированной целлюлозы.

Холодные концентрированные и горячие разведенные растворы минеральных кислот разрушают вискозный и медноаммиачный шелк. Ацетатный шелк более устойчив к кислотам и разлагается только при действии концентрированных кислот.

К слабым растворам уксусной, муравьиной и молочной кислот устойчивы все виды искусственного шелка.Сильные окислители разрушают искусственный шелк, к слабым отбельным растворам перекиси водорода и гипохлорйда натрия искусственный шелк устойчив.

Вискозный и медноаммиачный шелк нерастворим в органиче­ских растворителях: бензине, бензоле, ацетоне и т. д. Ацетатный шелк легко растворяется в ацетоне.

Ацетатный шелк термопластичен, т. е. при действии темпера­туры около 90° С он размягчается, становясь пластичным, а при 235° С плавится. Вискозный и медноаммиачный шелк при нагрева­нии до 150° С теряет прочность, сгорает быстро, не плавясь. Искус­ственные волокна, особенно ацетатный шелк, являются диэлектри­ками, т. е. плохими проводниками электричества.

Полиамидные волокна (капрон, энант, анид) отличаются большой прочностью, высокий эластичностью, устойчивостью к ис­тиранию и к действию щелочей и микроорганизмов, но при темпе­ратуре выше 120° С прочность полиамидных волокон снижается. Они больше сорбируют влаги, чем полиэфирные и полиакрилонитрильные волокна, и значительно легче окрашиваются. Полиамид­ные волокна обладают сравнительно невысокой светопрочностью, малоустойчивы к кислотам и окислителям и относительно устойчи­вы к действию щелочей. В слабых растворах кислот и щелочей они ведут себя подобно белковым волокнам (как амфолиты).

Полиэфирные волокна (лавсан и другие) отличаются вы­сокой эластичностью. Изделия из них подобно шерстяным мало сминаются. В отличие от полиамидных волокон они обладают вы­сокой светоустойчивостью и значительной термостабильностью — не изменяют прочности в результате длительного нагревания при температуре 150^й С. Полиамидным волосам они уступают по устойчивости к истиранию. Лавсан обладает высокой устойчиво­стью к различного рода химическим воздействиям. Он растворяется только при кипячении в течение 30 мин в 40% растворе едкого калия.

Полиакрилонитрильные волокна (нитрон и другие) характери­зуются низкой теплопроводностью, высокими электроизоляцион­ными свойствами, недостаточной устойчивостью к истиранию. Они обладают самой высокой светопрочностью по сравнению с другими текстильными волокнами. Характерным для полиакрилонитрильных волокон является то, что они желтеют под. воздействием рас­творов щелочных солей и едкого натра при высокой температуре. Слабые растворы кислот и окислители не оказывают на них влия­ния. Хлориновое волокно по термостойкости превосходит все хи­мические волокна, но при температуре 90—100° С оно деформи­руется, так как не является термостойким.

Синтетические волокна благодаря плотной упаковке макромоле­кул и незначительному содержанию гидрофильных функциональных групп мало поглощают влагу и являются гидрофобными волокнами.

При трении в таких волокнах возникают и накапливаются электрические заряды, которые затрудняют переработку волокон. Этот эффект используют в медицине, применяя при лечении ревма­тизма белье из хлорина. Ниже в таблице приведены температуры стирки и глажения изделий из различных волокон.