Розділ 1 будова і властивості волокнистих матеріалів Основні питання:

1.Загальні відомості про волокнисті матеріали.

2.Природні волокна.

Хімічні волокна.

1.1.Загальні відомості про волокнисті матеріали

Мета: вивчити загальні відомості про волокнисті матеріали, основні терміни.

План:

1.Загальні відомості про волокнисті матеріали.

2.Класифікація волокнистих матеріалів.

Сировиною текстильної промисловості є волокнисті матеріали - текстильні волокна. Текстильне волокно — це гнучке, видовжене і міцне тіло з малими поперечними розмірами і обмеженою довжиною, придатне для виготовлення пряжі, ниток та інших текстильних виробів.

Волокна поділяють на елементарні та технічні. Елементарними називаються одиночні волокна, які без руйнування поділяються на більш дрібні (бавовна та ін.). Технічні волокна складаються з поздовжньо-складених та скріплених елементарних волокон (льон, джгут, пенька та ін.). Окремі елементарні волокна в технічному волокні склеєні природною клейовою речовиною — пектином. Для виготовлення текстильних матеріалів використовується велика кількість різноманітних видів волокон, які відрізняються хімічним складом, структурою, властивостями.

Текстильні волокна досить різноманітні, але для всіх них характерна одна загальна риса — основою волокнистих матеріалів органічного походження є високомолекулярні сполуки (ВМС). Цим і визначається основний комплекс їх властивостей.

Високомолекулярними називають сполуки, молекули яких складаються із сотень і тисяч елементарних ланок, сполучених між собою силами головних хімічних валентностей. Загальним принципом побудови більшості ВМС є багаторазове повторювання елементарних ланок в їх молекулі. Внаслідок великих розмірів та великої молекулярної маси такі молекули називаються макромолекулами. Елементарні ланки, з яких побудована макромолекула, називаються мономерами.

Високомолекулярні сполуки, які побудовані з однакових за хімічною будовою ланок, називаються гомополімерами; ВМС, які містять у ланцюгу різні елементарні ланки, носять назву сополімери.

Високомолекулярні сполуки характеризуються отупінню полімеризації, тобто кількістю елементарних ланок (n), які складають одну макромолекулу. Слід зазначити, що кінцеві елементарні ланки макромолекул відрізняються за своїм складом від середніх ланок, але за великої молекулярної маси полімеру вони становлять незначну частку.

Молекулярна маса природних волокноутворюючих полімерів складає від 100-200 тис. до 1-2 млн. Для хімічних волокон — від 15-20 тис. до 200-300 тис.

Таким чином, характерною рисою високомолекулярних сполук є велика молекулярна маса, яка значною мірою визначає такі цінні для волокнистих матеріалів фізико-механічні властивості, як міцність, еластичність, стійкість до дії багаторазових деформацій, до витирання. Зменшення молекулярної маси (деструкція ланцюга) погіршує фізико-механічні властивості волокнистих матеріалів.

Однією з характерних і важливих ознак макромолекул волокноутворюючих полімерів є гнучкість, яка визначає особливості механічних властивостей полімерів.

Довжина макромолекул у декілька тисяч, або десятки тисяч разів перевищує її поперечний розмір. Якщо побудувати модель макромолекули у вигляді нитки, то вона виявиться дуже гнучкою, навіть якщо буде виготовлена із сталі.

Більшість високомолекулярних сполук, з яких отримують текстильні волокна (волокноутворюючі полімери), відносяться до органічних сполук.

За походженням усі відомі волокнисті матеріали діляться на дві великі групи: 1) природні (натуральні) та 2) хімічні (рис. 1.1).

Натуральні волокна існують у природі, а хімічні виготовляються в умовах промислового виробництва. До натуральних відносяться волокна рослинного (льон, бавовна) та тваринного (вовна, натуральний шовк) походження.

У групі природних волокон найбільш важливими є бавовна, льон та вовна. Натуральний шовк виробляється в обмежених масштабах.

До хімічних волокон відносяться штучні та синтетичні волокна. Штучні волокна отримують на хімічних підприємствах шляхом переробки природної сировини (целюлози). Найбільш поширеними штучними волокнами є: віскоза, ацетатні та триацетатні волокна.

Синтетичні волокна отримують із синтетичних полімерів: поліамідів, поліефірів, поліакрилонітрилів та ін.

Серед синтетичних волокон у найбільших масштабах використовують поліамідні (капрон, нейлон, дедерон), поліефірні (лавсан, терилен), поліакрилонітрильні (нітрон, орлон, кашмілон, акрилан) волокна. В менших об'ємах використовуються полівінілспиртові (вінол), полівінілхлоридні (хлорин) та поліолефінові волокна — в основному для виготовлення виробів технічного призначення.

Рис. 1.1. Класифікація волокнистих матеріалів

Усі волокнисті матеріли відрізняються один від одного: