Лекция 1

1. Классификация текстильных волокон (природных и химических)

Текстильные волокна по происхождению подразделяются на волокна природные и химические.

Натуральные волокна – это волокна минерального, растительного и животного происхождения.

К минеральным волокнам – относятся волокна стеклянные и асбестовые.

Растительные волокна – это волокна хлопковые и лубяные.

Хлопковые волокна представляют собой волоски, покрывающие семена хлопчатника длиной приблизительно от 20 до 50 мм и толщиной от 20мкм до 30 мкм. Чем тоньше и длиннее волокно, тем оно ценнее.

Лубяные волокна – это волокна из льна, пеньки, джута, кенафа, рами, абаки и сизаля. Волокна льна получают из стеблей льна, волокна пеньки получают из конопли, рами – это полукустарник семейства крапивных, выращивается в Юго-Восточной Азии, волокна сизаля получают из листьев агавы, волокна абаки- из абаки, растения рода банан, джут и кенаф выращивают в Индии, Пакистане, Вьетнаме.

Волокна животного происхождения – это шерстяные волокна и натуральный шелк.

97% всех шерстяных изделий, изготавливаемых и используемых человеком, составляет шерсть овец, остальные 3% - это шерсть коз, верблюдов, лама (альпака), кроликов (ангора).

Различают тонкую, полутонкую, полугрубую и грубую шерсть. Тонкая шерсть состоит из пуха, полутонкая из пуха и переходного волоса, полугрубая - из пуха, переходного волоса и ости, грубая шерсть – из пухового, остевого и мертвого волоса.

Натуральный шелк вырабатывается из коконов шелковичного червя (шелкопряда). Различают тутовый шелкопряд – гусеницы, выкормленные тутовыми листьями, и дикий шелкопряд – это гусеницы, выкормленные дубовыми и березовыми листьями. Гусеница вырабатывает двойную шелковую нить, состоящую из двух шелковин, склеенных серицином.

Химические волокна подразделяют на волокна искусственные и синтетические.

К искусственным волокнам относятся вискозные, медно-аммиачные и ацетатные волокна. Их производят из целлюлозы, отходов переработки хлопкового и лубяного волокна, их свойства похожи на свойства натуральных волокон.

Синтетические волокна получают из побочных продуктов переработки нефти и угля путем химического синтеза. Синтетические волокна делятся на

- полиамидные, это: поликапромиды ( капрон, нейлон, перлон, дедерон), полиэнантомиды (энант, найлон 6,6),

- полиэфирные (терилен, лавсан),

- полиакрилонитрильные (нитрон, акрилан, орлонпрелан),

- полиолефиновые волокна (полиэтилен и полипропилен),

- полиуретановые волокна,

- волокна из галогенсодержащих полимеров: поливинилхлорин (хлорин, перхлорвинил), поливинилиденхлорид, тефлон и фторлон,

- углеродные волокна – это жаропрочные волокна, состоящие из слоисто-ленточных макромолекул с высокой степенью полимеризации.

2. Строение волокон (хлопковых, лубяных, шерстяных, волокон из натурального шелка)

Для текстильных волокон характерна фибриллярная структура. Все текстильные волокна состоят из молекул – полимеров, упакованных определенным образом. Молекулярные комплексы, с поперечным сечение меньше 10нм образуют микрофибриллы и глобулы, между собой они удерживаются межмолекулярными силами и вследствие переходы отдельных молекул из комплекса в комплекс. Длина микрофибрилл около 100 нм. Фибриллы – это объединения микрофибрилл. Между фибриллами может быть большое число полостей и пор. В волокнах фибриллы располагаются вдоль оси под небольшим углом. Глобулярное строение характерно для высокоэластичных волокон (полиуретана, латекса, спендекса).

Хлопковое волокно – полое внутри, имеет канал в месте отрыва от семени хлопчатника, другой конец заострен и канала не имеет. У зрелых волокон поперечное сечение бобовидное, у перезрелых – почти круглое, у незрелых волокон – поперечных срез имеет лентовидную форму. Волокно хлопка извито вокруг своей оси, причем максимальная извитость у зрелых волокон. Пучки фибрилл в хлопковых волокнах располагаются концентрическими слоями, которые видны на срезе волокна. Их число равно числу дней формирования волокна и обычно бывает около 40 суточных колец.

Технические волокна, получаемые с лубяных растений, - это комплексы элементарных волокон, склеенных пектиновыми веществами. Отдельные элементарные волокна представляют собой растительные клетки трубчатого строения с поперечным сечением в виде неправильного многоугольника, закрытые с обоих концов. Для всех лубяных волокон характерно наличие разрывных продольных штрихов на внешней поверхности. Они являются следами изломов в период роста и при механической обработке. Химическое строение лубяных волокон: целлюлоза (80,5% у льна, 71,5% у джута, 70,4% у абаки), лингина около 5%, присутствуют жиры, воски и зольные вещества. Лубяные волокна обладают самой высокой степенью полимеризации целлюлозы (до 36 000 элементарных звеньев).

Строение шерстяных волокон. Шерстяными являются волокна шерстяного покрова овец, коз, верблюдов, кроликов, альпака. В шерсти встречается пух, переходный волос, ость, грубая ость или мертвый волос. Волокна пуха состоят из наружного слоя, который является чешуйчатым и внутреннего слоя, называемого корковым слоем. Корковый слой заполнен веретенообразными клетками, имеющими заостренные концы, и ориентированными вдоль оси волокна. Их длина 90мкм, поперечное сечение 4-6мкм. В состав веретенообразных клеток входят фибриллы белка кератина. В кератине встречается паракортекс и ортокортекс. Человеческий волос состоит только из паракортекса, а козий пух – только из ортокортекса. У переходного волоса появляется еще и третий слой – сердцевина, или медулла. Это рыхлый сердцевинный слой, заполненный пластинчатыми клетками. В ости и мертвом волосе медулла ярко выражена, располагается по всей длине волокна и занимает большую часть его поперечного сечения. Чешуйки наружного слоя напоминают черепицу, толщиной около 1мкм. Козья шерсть состоит из пуха и грубой ости. В верблюжьей шерсмти пух и ость. В шерсти кроликов пуховые волокна и переходные, а также остевые волокна. Оленья, конская и коровья шерсть состоит из грубых остевых волокон.

Первичным волокном шелка является коконная нить, выделяемая гусеницей бабочки шелкопряда при завитке кокона. Она представляет собой две шелковины из белка фибриона, склеенные белком серицином. Шелковины неравномерны по поперечному сечению. Фибриллы фибриона расположены вдоль оси шелковины, степень полимеризации 2500-3000 элементарных звеньев.

Лекция 2