10. Основные свойства волокон

Различают геометрические, механические, физические и химические свойства волокон.

К основным характеристикам волокон относятся толщина, длина, прочность, удлинение при растяжении, гибкость, различная устойчивость к воздействиям внешней среды (действию света, температуры, влаги, щелочей, кислот и др.).

Толщина. Чем тоньше волокно, тем тоньше получится пряжа, и тоньше будет ткань. Однако чрезмерная тонина волокон приводит к обрывности в прядении, что ухудшает качество текстильных материалов.

Характеристикой толщины волокон является линейная плотность Т, ее единица измерения – текс. Линейная плотность измеряется по формуле: Т=m/L, где m – масса волокна в граммах, L – длина волокна в километрах.

Удлинение – деформация под воздействием растягивающей нагрузки.

В составе полного удлинения различают упругое (удлинение исчезает после нагрузки мгновенно), эластическое (удлинение исчезает постепенно со временем) и пластическое (удлинение не исчезает) удлинение, определяемые соответственно упругой, эластической и пластичной долями деформации. От соотношения этих показателей зависит сминаемость текстильных материалов и их способность к формообразованию.

Светостойкость волокон зависит от их химической природы. Под действием световых лучей (особенно ультрафиолетовых)активизируется процесс окисления целлюлозы, что приводит к ухудшению свойств целлюлозных волокон, увеличению их жесткости и ломкости.

Хемостойкость (устойчивость к действию щелочей, кислот, и др.) характеризуется соответственно стойкостью волокон к действию различных химических реагентов. Это учитывается при установке режима стирки изделий. В то же время обработка щелочью в определенных условиях (мерсеризация) применяется для улучшения свойств волокон, например для придания блеска, повышения способности окрашиваться и др.

Также есть такие характеристики волокон как средняя разрывная нагрузка, термостойкость, стойкость к истиранию, мягкость, легкость, прочность в мокром состоянии, морозостойкость, воздухопроницаемость, паропроницаемость, гигроскопичность, теплозащитные свойства и др.

Показатели механических свойств у шерсти и шелка меньше, чем у хлопка или льна.

Светостойкость шелка выше, чем целлюлозных волокон, а у шерсти ниже. Устойчивость натуральных волокон к температуре примерно одинакова. Лен более прочен, чем хлопок. Шерсть малосминаема, шелк – самый несминаемый из натуральных волокон, а лен и хлопок имеют очень большую сминаемость.

11. Молекулярная и морфологическая структура волокон

Волокна хлопка – тонкостенные трубочки, которые сначала растут в длину, а в последний месяц происходит их созревание – постепенное послойное отложение целлюлозы на стенках волокон.

Незрелые волокна плоские, лентовидные с тонкими стенками и толстым каналом внутри. Зрелые волокна представляют собой сплющенные трубочки с характерной извитостью и проходящим внутри волокна каналом. Перезрелые волокна имеют цилиндрическую форму, толстые стенки и узкий канал.

Элементарные волокна льна имеют веретенообразную форму с толстыми стенками, узким каналом и закрытыми заостренными концами. Элементарные волокна собранные в пучки по 15-20, равномерно распределено по окружности стебля под его покровной тканью. Поперечный разрез волокна имеет вид пяти или шестигранного многоугольника со следом канала в центре. Пучки элементарных волокон, выделяемые из стебля в процессе его обработки, образуют техническое волокно. Элементарные волокна удерживаются в этом пучке благодаря последовательному вклиниванию заостренных кончиков одних волокон в промежутки между другими. Технические волокна, выделенные из стеблей для использования в прядении, имеют длину 25-40 см.

Основным веществом волокна шерсти является кератин, являющийся белковым соединением.

Волокно имеет три слоя: чешуйчатый, корковый и сердцевидный.

Чешуйчатый слой играет защитную роль и состоит из чешуек. Корковый слой является основным слоем волокна и включает в себя ряд продольно расположенных веретенообразных клеток, образующих тело волоса.

Сердцевидный слой находится в середине волокна, слой, который состоит из рыхлых тонкостенных клеток, заполненных пузырьками воздуха. Этот слой не повышает прочности, а лишь придает толщину, понижая тем качество волокна.

Различают следующие основные типы шерсти: пух, переходный волос, ость и мертвый волос.

Пух – тонкое извилистое волокно, имеющее два слоя: чешуйчатый и корковый.

Переходный волос состоит из чешуйчатого, коркового и прерывистого сердцевинного.

Ость – чешуйчатый, корковый и сплошной сердцевинный.

Мертвый волос – наиболее толстое, грубое, но хрупкое волокно, имеющее плохую способность окрашиваться. Имеет узкое кольцо коркового слоя и очень широкую сердцевину.

Натуральный шелк – тонкие непрерывные нити, выделяемые железами гусениц шелкопрядов при завивке кокона перед окукливанием. Гусеница выдавливает через два шелкоотделительных протока две тонкие шелковины, состоящие из белкового соединения – фиброина. На воздухе они застывают и склеиваются между собой белковым клеем серицином. Клей располагается по длине волокна неравномерно, иногда образуя наплывы. В разрезе образует треугольник со сглаженными углами, состоящий из двух трубочек.

Вискозное волокно под микроскопом: поперечное сечение сильно изрезано. В продольном сечении глубокие бороздки, идущие вдоль цилиндрического волокна, выглядят как штрихи.

Поперечный срез ацетатных и триацетатных волокон менее изрезан, чем у вискозных, поэтому в продольном направлении они имеют меньше штрихов.

Волокна капрона представляют собой гладкие цилиндры с микроскопическими порами и трещинами. В поперечном сечении волокна обычно круглой формы, профилированные волокна могут быть плоскими, трехгранными, многогранными или изрезанными.