1.1.2. Химические свойства природных и искусственных волокон

Под химическими свойствами текстильных волокон понимают отношение их к действию кислот, щелочей, окислителей, растворителей и других химических реагентов. Знание свойств волокон различного происхождения дает возможность определить вид волокон, их принадлежность к той или иной группе по технической классификации волокнистых материалов.

Природные целлюлозные волокна (хлопок, лен и др.) в воде не растворяются, но набухают с увеличением поперечных размеров волокон до 40-50%.

Под действием кислот целлюлоза распадается по глюкозидным связям (гидролиз), что приводит к значительному уменьше­нию прочности волокна:

При взаимодействии целлюлозных волокон с концентрированными щелочами происходит образование щелочной целлюлозы:

[C₆H₇O₂(OH)₃] n + nNaOH → [C₆H₇O₂(OH)₂ONa] n + nH₂O

При обработке водой щелочная целлюлоза распадается с образованием гидратцеллюлозы:

Окислители могут окислять целлюлозные волокна до снижения прочности волокна.

Восстановители и органические растворители (спирт, бензол, ацетон и др.) на целлюлозные волокна не действуют.

Белковые волокна (шерсть и натуральный шелк) набухают в воде. К действию кислот шерсть и шелк относительно устойчивы: разбавленные кислоты не разрушают их, а концентрированные вызывают гидролиз.

Щелочи разрушают белковые волокна. При этом происходит разрыв солевых, цистиновых и пептидных связей.

В разбавленных кислотах и щелочах белковые волокна приоб­ретают избыточный положительный и отрицательный заряды:

Н₂О

щелочь

Окислители и восстановители при повышенных концентрациях разрушают белковые волокна, что приводит к потере прочности.

Вискозные волокна устойчивы к действию всех органических растворителей, применяемых для химической чистки изделий. Однако они более чувствительны к действию кислот и щелочей, чем натуральные целлюлозные волокна.

Вискозное высокомолекулярное волокно - сиблон более прочное, упругое и износостойкое, чем обычное вискозное волокно, его растворимость в щелочи в 2 раза меньше.

Т е к с т и л ь н ы е в о л о к н а и н и т и

Н а т у р а л ь н ы е Х и м и ч е с к и е

органические неорганические органические неорганические

растительные животные асбест искусственные синтетические металлические,

стеклянные, шлаковые

с емен стеб листь волося выделя углеводные белковые гетероцеп карбоцеп

ные левые евые ного по емые же ные ные

крова лезами

хло пок, капок лас точ ник, койр

лён, рус ская пенька джут, рами, кенаф кен дырь, канат ник

мани льская пенька сизаль гене кен

шерсть овечья, козья, верб люжья и др.

шелк

вискозное, медноаммиачное,три ацетатное

казеи новое, зеино вое

полиамид ные: капрон, нейлон, дедерон, силон, стилон, перлон; полиэфир ные: лавсан, терилен

полиак рилнит рильные: нитрон; поливи нилхлоридные: хлорин; поливинилспиртовые: винол

Рис. 1.1. Схема классификации текстильных волокон.

Полинозное волокно превосходит обычное вискозное волокно по прочности, упругости, износостойкости, устойчивости к действию щелочей, но имеет более низкую гигроскопичность.

Сиблон и полинозные волокна устойчивы ко всем органическим растворителям, применяемым для химической чистки.

Медно-аммиачные волокна тоньше, мягче, меньше блестят, чем вискозные. Химические свойства медно-аммиачных волокон аналогичны свойствам вискозного волокна.

Ацетилцеллюлозные волокна имеют больший блеск, тоньше, мягче и легче вискозных. По упругости ацетилцеллюлозные волокна превосходят вискозные, а по гигроскопичности, прочности и изно-состойкости уступают им.

Ацетатные волокна растворяются в спирте, ацетоне, муравьиной и уксусной кислоте, дихлорэтане, этилацетате, а триацетатные волокна - в ацетоне и хлороформе.

Полиамидное волокно (капрон) не растворяется органическими растворителями,применяемыми для химической чистки, устойчиво к действию щелочей любой концентрации. Капрон растворяется только в концентрированных минеральных кислотах, в муравьиной и кон­центрированной уксусной кислоте, а также в феноле. Полиамидное волокно отличается низкой гигроскопичностью и легкоплавкостью.

Волокна анид и энант более эластичны, упруги и устойчивы к действию кислот, чем капрон.

Полиэфирное волокно (лавсан) устойчивое к химической чистке. Лавсан в отличие от капрона проявляет амфотерные свойства (растворяется как концентрированными кислотами, так и концентрированными щелочами). Гигроскопичность лавсана в 10 раз ниже, чем капроне.

Полиакрилонитрильное волокно (нитрон) отличается очень низкой гигроскопичностью по сравнению с капроном. Нитрон устойчив к действию всех органических растворителей, применяемых для химической чистки, но разрушается щелочами.

Поливинилхлоридные (ПВХ) волокна негигроскопичны, не набухают в воде, но имеют высокую паропроницаемость. ПВХ волокна стойки к действию минеральных кислот (кроме плавиковой), щелочей, спирта и бензина.

Модифицированное поливинилхлоридное волокно хлорин отличается высокой кислотостойкостью, не растворяется даже в царской водке, стойко к действию щелочей и окислителей.

Поливинилспиртовое волокно винол - наиболее гигроскопич­ное волокно. По гигроскопичности винол приближается к хлопку, стоек к действию мыльно-содовых растворов.

Полиолефиновые волокна негигроскопичны, устойчивы к дейс­твию кислот, щелочей, окислителей и восстановителей, но растворяются в вазелиновом масле.