Натуральний шовк
Тонкі довгі нитки, які в природних умовах формують гусениці нічних метеликів-шовкопрядів, називають натуральним шовком (silk, рос. шелк). Ці волокна гусениця формує за допомогою шовковиділюваної залози для створення навколо себе оболонки, яку називають коконом.
а б
Рис. 3.7. Повздовжній вид та поперечний переріз шовкових волокон: а) тутового шовкопряду, б) дубового шовкопряду Збільшення 500х
Нитка кокону складається з двох елементарних шовковин, склеєних між собою серіцином. Елементарне волокно представляє собою сплюснутий циліндр, а поперечний переріз має форму сплющеного овалу. Зовні на волокні помітні потовщення, тріщини, кінчики шовковин. Після відварювання шовку-сирцю в гарячому мильному розчині серіцин розчиняється, і коконна нитка поділяється на дві складові шовковини (рис. 3.7). Поверхня їх стає більш гладкою, а форма поперечного перерізу майже повністю округлою; поперечник елементарної шовковини коливається від 10 до 20мкм. Елементарне волокно має фібрилярну структуру, яку створюють лінійні макромолекули волокнотвірного білка – фіброїну. Фібрилярна будова волокон натурального шовку є основною причиною суттєвого недоліку цих волокон – моховатості, що може виявитися у процесі волого-теплових та механічних обробок текстильних матеріалів.
Довжина коконної нитки залежить від якості кокону і може досягати 1500м. Тонина коконної нитки неоднакова по всій довжині – спочатку (в верхніх шарах) вона порівняно незначно змінюється, а к кінцю починає сильно потоншуватися – з округлої перетворюється на стрічкоподібну. Для отримання рівномірної технічної нитки використовують кокони, які знаходяться на різній стадії розмотки. За тониною елементарних ниток шовк відноситься до найбільш тонковолокнистих природних волокон. Товщина коливається у межах 20-30мкм. На текстильних підприємствах переробляють шовк сирець лінійною густиною від 1000 до 6400мтекс.
Міцність до розриву коконної нитки становить 8-10сН/нитку, а елементарного волокна 3,5-4,0сН/волокно. Відносне розривне навантаження коконної нитки становить 26-28сН/текс. У вологому стані розривне навантаження знижується майже на 15%. Відносне розривне подовження коконної нитки досягає 22-25%. При навантаженнях, які становлять 10-20% від розривних, пружна частка деформації коконної нитки дорівнює приблизно 0,2,% еластична 0,4-0,5% та пластична 0,3-0,4% від загального подовження. На відміну від вовни волокна натурального шовку менш пружні, що пов’язано з особливостями їх складу та будови. У мокрому стані подовження коконної нитки зростає.
Гігроскопічність натурального шовку при стандартних умовах сягає 10-11%.
У воді волокна натурального шовку набухають. При цьому збільшується площа їх поперечного зрізу приблизно на 16-18%, маса зростає на 35-40%. У розчинах лугів та кислот ступінь набухання зростає, а з підвищенням температури розчинів проходить відповідний гідроліз фіброїну.
До дії лугів натуральний шовку трохи більш стійкий, ніж вовна, але у незначній мірі. Розчиняються волокна натурального шовку в мідноаміаковому комплексі та у розчинах деяких солей – хлоридів, бромидів, гідроксиду міді тощо.
До дії світла та світлопогоди натуральний шовк менш стійкий, ніж вовна. Після опромінювання його денним світлом протягом 250год. Міцність ниток знижується на 62%. Під дією прямих сонячних променів волокна натурального шовку спочатку жовтіють, а потім стають темно-бурими.
З усіх природних волокон натуральний шовк є найстійкішим до нагрівання. Тривала дія тепла призводить до термодеструкції фіброїну. Процес прискорюється із зниженням вологості волокон.
Вологий шовк в умовах тривалого зберігання покривається цвіллю. На відміну від волокон вовни, шовк характеризується повним опором ушкодженню молю.