4.2.3. Шерстяные волокна

Шерстяные волокна представляют собой волосяной покров животных. Наибольшее применение находит овечья шерсть, в небольших количествах используется также шерсть козья, верблюжья, кошачья, собачья и др.

Шерсть состоит из белка кератина, аминокислотный состав которого несколько отличается от основного белка шкуры коллагена. Отличительной особенностью кератина (в котором содержатся серосодержащие аминокислоты цистин и цистиин) является наличие в нём дисульфидных мостиков, придающих волокну особую устойчивость к воздействию микроорганизмов, ферментов и кислот, но разрушающихся при действии щелочей.

Серосодержащие аминокислотные остатки также придают повышенную извитость молекулам, отсюда и цепкость волокна, что делает шерсть пригодной для прядения:

В шерстяных волокнах различают три слоя: чешуйчатый, корковый, сердцевинный.

Волос имеет форму цилиндра, на поверхности которого располагаются тончайшие роговидные чешуйки, сплошь облегающие волокно (рис.4.3, а – тонкая шерсть; б – грубая шерсть); строение, размеры и расположение чешуек неодинаковы в разных видах шерсти.

Чешуйчатость волоса является одним из факторов, обусловливающих так называемоесвойлачивание шерсти. Чешуйчатый слой обусловливает также характер блеска волокна.

Корковый слой располагается непосредственно под чешуйчатым. Он состоит из продолговатых веретенообразных клеток, расположенных вдоль волокна и плотно соединённых между собой. Корковый слой определяет механические свойства шерстяных волокон – их прочность, упругость, тягучесть.

Сердцевинный (внутренний) слой образуется из плоских высохших клеток, полости которых заполнены воздухом, что обеспечивает хорошие теплоизоляционные свойства пряжи. В тонких шерстяных волокнах сердцевинный слой отсутствует, по мере огрубения волокон он становится более заметным.

В зависимости от качества волокон, составляющих волокнистую массу шерсти, последняя разделяется на тонкую (пуховую), полутонкую, полугрубую и грубую (остевую). Остевая шерсть непригодна для прядения. Толщина шерстяных волокон перечисленных групп шерсти колеблется от 15 – 25 – для тонкого до 100мк и более – для грубого волокна. Длина шерстяных волокон может быть очень разнообразной – от 10 до 200мм и более.

Шерсть имеет извитость, которая, в отличие от хлопка, характеризуется волнообразным расположением в одной плоскости. Грубая шерсть отличается слабой извитостью.

Различают шерсть длинноволокнистую, идущую на выработку гладкой тонкой пряжи, называемой гребенной, и коротковолокнистую – с меньшей длиной волокна, применяемую для производства более толстой пряжи, идущей на изготовление сукон.

Прочность шерстяного волокна зависит от его толщины. Предел прочности его в 2 и более раз меньше, чем у растительных волокон (от 10 до 24кг/мм²), и уменьшается с увеличением толщины (с появлением и расширением сердцевинного слоя). Шерсть обладает очень высокой тягучестью (от 30 до 60%), причём остаточная деформация составляет до 50% тягучести. Чтобы увеличить упругую деформацию к шерстяным добавляются синтетические волокна. Так как шерсть обладает высокими обратимыми деформациями, то она отличается малой сминаемостью при изгибе.

Во влажном состоянии прочность шерсти сильно снижается, в отличие от хлопка и льна, растяжимость, наоборот, очень растёт, необратимые деформации увеличиваются.

Шерсть очень гигроскопична (14 – 16%), но, в отличие от целлюлозных волокон, медленно поглощает и отдаёт влагу. Удельный вес шерсти 1,30 – 1,33г/см³. Шерсть менее термогидроустойчива, чем растительные волокна.

Длительное нагревание до 100⁰С приводит к понижению прочности шерсти. В горячей воде может происходить сваривание шерсти.

Из шерстяных волокон (чаще в смеске с синтетическими) изготавливают фетр, сукно, шерстяные ткани и нетканые материалы, используемые для деталей верха и подкладки обуви, а также подошвенный и стелечный войлок.