Главная » Товароведение непродовольственных товаров » - Строение и виды волокон и нитей
- Строение и виды волокон и нитей
 Уникализировать текст |
По происхождению волокна подразделяют на натуральные и химические; к натуральным относят волокна природного (растительного, животного или минерального) происхождения. Химические волокна получают из природных или синтетических высокомолекулярных веществ в заводских условиях. Их подразделяют на искусственные, являющиеся продуктом химической переработки природного сырья, и синтетические — вырабатываемые из синтетических полимеров, полученных путем синтеза.
Волокна, используемые в текстильном производстве, должны иметь определенные параметры — длину, толщину, прочность, удлинение и др. Длина волокна определяется расстоянием между его концами в распрямленном состоянии. Чем длиннее волокна, тем более тонкую и прочную пряжу получают из них.
Толщина волокна выражается через линейную плотность в тексах:
где w — масса волокна, г; / — длина волокна, км. Текс показывает, сколько граммов весит отрезок волокна длиной 1 км. Чем больше толщина волокна, тем больше текс. Если в качестве единицы массы используется миллиграмм, то толщина волокна выражается в миллитексах (мтекс), а если килограмм — то в килотексах (ктекс).
Прочность волокна определяется нагрузкой (в граммах), необходимой для его разрыва. Под действием нагрузки волокно растягивается. Приращение длины волокна в момент разрыва называют разрывным удлинением', его выражают обычно в процентах первоначальной длины.
На качество готовых изделий влияют и другие свойства волокон: их отношение к влаге (гигроскопические свойства), кислотам и щелочам, сминаемость, тепло- и светостойкость и др.
Натуральные волокна получают из растений (хлопок, лен и др.), от различных животных (шерсть), в том числе гусениц (шелк), или из горных пород (асбест).
Хлопок — это волокна, покрывающие семена однолетнего растения хлопчатника, который произрастает в теплых районах (в Средней Азии, Закавказье, Казахстане). Единичное волокно хлопка представляет собой растительную клетку в виде плоской ленточки с характерной штопорообразной извитостью и каналом внутри. Хлопок в основном состоит из целлюлозы (92-97 %).
Для хлопкового волокна характерны высокая механическая прочность, гигроскопичность и теплостойкость. При нормальных условиях (температура 20 °С и относительная влажность воздуха 65 %) хлопок поглощает 8—9 % влаги, что обусловливает высокие гигиенические свойства хлопчатобумажных тканей. При увлажнении хлопковые волокна набухают, разрывное удлинение их немного увеличивается, а прочность повышается на 10—20 %. Хлопчатобумажные ткани хорошо переносят многократные стирки, так как нагревание до 150 °С практически не изменяет свойства хлопка. Доля упругого удлинения у хлопка незначительна, поэтому изделия из него легко мнутся и деформируются.
Хлопок устойчив к действию щелочей и органических растворителей, но разрушается минеральными кислотами (соляной, серной и др.). При мерсеризации (обработке 18—20%-ным раствором едкой щелочи) волокна хлопка набухают, распрямляются, в результате чего повышается их прочность, увеличивается блеск, улучшается способность к окрашиванию. Такие ткани называют мерсеризованными.
Хлопковое волокно обладает более высокой светостойкостью, чем вискозное и натуральный шелк, но меньшей, чем льняное и шерстяное волокна.
Лен получают из стеблей однолетнего травянистого растения льна-долгунца. Льняное комплексное (техническое) волокно, из которого изготовляют пряжу и ткани, представляет собой пучок склеенных элементарных волокон (растительных клеток), вытянутых в длину и заостренных к концам. В отличие от хлопка канал льняного волокна наглухо закрыт с обеих сторон, извитость отсутствует. Волокно состоит из целлюлозы (около 75 %) и различных примесей, придающих льну некоторую жесткость.
По сравнению с хлопком лен имеет повышенную гигроскопичность (12%), вдвое большую прочность на разрыв, лучшую светостойкость и несколько большую теплопроводность, поэтому в основном применяется для летней одежды. Разрывное удлинение льна около 2,5 %, что в 3 раза меньше, чем у хлопковых волокон (7—8 %), поэтому льняные ткани отличаются малой растяжимостью. Применяют льняное волокно преимущественно для изготовления летних платьево-костюмных тканей, постельного белья, полотенец, скатертей, бортовок, парусин.
Кроме льняного волокна в текстильном производстве используют и другие виды лубяных волокон, например пеньку, джут, кенаф1, главным образом для выработки канатов, веревок, сетей и тарных тканей.
Шерсть представляет собой волосяной покров овец, коз, верблюдов и других животных. В текстильном производстве наибольшее значение имеет овечья шерсть. На её долю приходится 96—98 % всего объема перерабатываемой шерсти. Отдельное волокно овечьей шерсти представляет собой почти правильный цилиндр, имеющий волноооразную извитость, которая неодинакова у различных видов шерсти. Наружный слой шерстяного волокна состоит из большого количества чешуек различных форм, благодаря чему волокна шерсти легко сцепляются между собой, способствуя образованию войлокообразного слоя шерстяных изделий.
В состав овечьей шерсти могут входить волокна различных типов: пух — самые тонкие и извитые волокна; ость — толстые и грубые волокна часто без всякой извитости; переходный волос — промежуточный между пухом и остью, т.е. толще пуха, но тоньше ости, и мертвый волос — очень грубые и ломкие, почти неокрашивающиеся волокна. Овечью шерсть делят на тонкую, которая состоит из тонких пуховых волокон (14—25 мкм), полутонкую — из более толстых пуховых и переходных волокон (25—31 мкм), полугрубую — из пуховых, переходных и частично остевых волокон, грубую — смесь всех типов волокон.
Шерстяные волокна состоят главным образом из белка кератина (на 90 %). Поэтому в отличие от волокон растительного происхождения (льна, хлопка и др.) они стойки к действию кислот, но разрушаются щелочами. Прочность шерстяного волокна меньше, чем волокон растительного происхождения, причем у волокон в мокром состоянии прочность снижается примерно на 25—30 %. Шерстяные изделия отличаются высокой износостойкостью, малой сминаемостью вследствие большого упругого удлинения шерстяного волокна.
Гигроскопичность шерсти при нормальных условиях 15— 17 %. Шерсть медленнее, чем хлопок и лен, поглощает влагу, но и медленнее её отдает, что предохраняет тело человека от резкого переохлаждения, связанного с испарением влаги. Шерсть обладает низкой теплопроводностью, поэтому шерстяные ткани отличаются высокими теплозащитными свойствами. При нагревании до 100—105 °С шерсть теряет влагу, становится жесткой и ломкой, прочность её снижается. По стойкости к светопогоде1 шерстяное волокно превосходит все натуральные волокна. Шерсть применяется в производстве камвольных, суконных тканей, а также для получения фетра, велюра.
Натуральный шелк представляет собой тончайшие нити, которыми гусеница шелкопряда обвивает себя, образуя замкнутую плотную оболочку — кокон. Шелк, размотанный с коконов (коконная нить), состоит из двух шелковин (нитей фиброина), склеенных серицином. И фиброин, и серицин являются белками. Несколько коконных нитей (обычно 5—7), соединенных вместе при размотке, образуют шелк-сырец. Коконы, не поддающиеся размотке, измельчают и из полученной рыхлой массы вырабатывают прядением шелковую пряжу.
Натуральный шелк в отличие от шерсти не повреждается молью, быстрее сохнет и несколько прочнее, но обладает низкой стойкостью к действию светопогоды, что является его существенным недостатком. Гигроскопичность шелка 11 %. Кислоты и щелочи действуют на него примерно так же, как на шерсть.
Искусственные волокна в основном (более 92 %) вырабатывают из целлюлозы. Из целлюлозы или её сложного эфира приготовляют прядильный раствор — путем соответствующей химической обработки переводят из твердого состояния в жидкое (вязкотекучее). Затем тщательно отфильтрованный прядильный раствор продавливают через мельчайшие отверстия особого приспособления (фильеры) в осадительную ванну или шахту с подогретым воздухом, где целлюлоза (эфир целлюлозы) переходит из жидкого состояния в твердое, превращаясь в волокна. Искусственные нити получили название шелковых нитей, так как первоначально заменяли натуральный шелк. К искусственным целлюлозным волокнам относят вискозное, медно-аммиачное и ацетатное.
Вискозное волокно является наиболее распространенным и дешевым, обладает рядом положительных свойств: хорошей гигроскопичностью (12—14 %), мягкостью, растяжимостью, устойчивостью к истиранию. Недостатки связаны главным образом с малоупорядоченной структурой: высокая усадка и потеря прочности в мокром состоянии (до 50 %). Кроме того, изделия из этого волокна (ткани, трикотаж) имеют повышенную сминаемость.
Медно-аммиачное волокно по свойствам напоминает вискозное, но оно неэкономично.
Ацетатные волокна выпускают двух видов — диацетатные (ацетатные) и триацетатные. Их изготовляют из сложного эфира целлюлозы с добавкой уксусной кислоты, а поэтому они существенно отличаются по свойствам от вискозных волокон: обладают более низкой гигроскопичностью (ацетатные в среднем — 6,2 %, триацетатные — 3,5 %), меньше теряют прочность в мокром состоянии, меньше набухают и дают меньшую усадку. Ацетатные волокна отличаются высокой упругостью, особенно триацетатные, стойкостью к действию микроорганизмов, светостойкостью. При нагревании они способны размягчаться, неустойчивы к действию щелочей и органических растворителей, используемых при химической чистке.
Из других искусственных волокон в производстве тканей используют металлические нити (люрекс), пластилекс, метанити др.
Синтетические волокна получают из полимеров, переводя их из твердого состояния в жидкое путем плавления или растворения. Полученный продукт (расплав или раствор) продавливают через отверстия фильеры в охладительную шахту или осади -тельную ванну. Сформованные и затвердевшие волокна подвергают отделке.
Полиамидные волокна — капрон, анид и энант. Наиболее распространен капрон, который получают из поликапролактама. Особенностями полиамидных волокон являются высокая прочность на разрыв, устойчивость к истиранию и многократным изгибам. По прочности на разрыв они уступают лишь льняным и стеклянным волокнам, а по устойчивости к истиранию превосходят все существующие (хлопок в 10 раз, шерсть — в 20, вискозу — в 50 раз). Устойчивость к многократным изгибам у полиамидных волокон примерно в 100 раз выше, чем у вискозного волокна, и в 10 раз больше, чем у хлопкового и шерстяного. При этом они отличаются низкой гигроскопичностью (3,5—4,0%), невысокой теплостойкостью (при температуре 160 °С прочность снижается почти наполовину), малыми светостойкостью и сцепляемостью.
Некоторые из перечисленных недостатков устраняют путем модификации волокон и изменения их профиля (профилированные волокна).
Полиэфирные волокна получают на основе полиэтиленте-рефталата. К этим волокнам относят лавсан. Подобно полиамидным волокнам, лавсан обладает высокой прочностью, устойчивостью к истиранию (уступает лишь полиамидным волокнам) и многократным изгибам. В отличие от других волокон он стоек к действию светопогоды (превосходит все волокна, кроме полиакрилонитрильных), исключительно теплостоек и обладает высоким упругим удлинением, благодаря чему изделия из лавсана не сминаются. По упругости лавсан превосходит все другие волокна. При этом для него характерны низкая гигроскопичность (0,4 %) и высокая электризуемость. Лавсан применяют в производстве тканей, трикотажа, гардинного полотна, искусственного меха, канатно-веревочных и других изделий.
Полиакрилонитрильные волокна (нитрон) по внешнему виду, мягкости, объемности и теплопроводности приближаются к шерсти, имеют максимальную светостойкость. Устойчивость к истиранию у них ниже, чем у капрона и лавсана; кроме того, низкая гигроскопичность 0,9—1,0 %, плохая окрашиваемость. Остальные свойства примерно такие же, как у капрона.
Поливинилхлоридные волокна вырабатывают из поливинилхлорида — волокно П ВХ. Волокна отличаются высокой химической стойкостью, малой теплопроводностью, способностью накапливать при трении заряды статического электричества, почти нулевой гигроскопичностью (ОД—0,15 %).
Поливинилспиртовые волокна — винол — получают из поливинилацетата. По сравнению с другими волокнами винол имеет наибольшую гигроскопичность (до 5,0 %), обладает высокой устойчивостью к истиранию (уступает только капрону), хорошо окрашивается красителями для целлюлозных волокон. Применяют его в смеске с хлопком, шерстью для выработки тканей, трикотажа и т.д.
Полиолефиновые волокна вырабатывают из расплавов полиэтилена и полипропилена. Это самые дешевые и легкие синтетические волокна. Они отличаются высокой прочностью на разрыв, устойчивостью к многократным изгибам и трению. При этом у них низкая свето- и теплостойкость (особенно полиэтиленового волокна). Применяют их в смеске с хлопком, шерстью и вискозным волокном для выработки трикотажа, одежных и специальных тканей, ковров.
Полиуретановые волокна — спандекс — получают при взаимодействии диизоционатов с гликолями. Вырабатывают их в виде нитей способом мокрого формования. Отличительные особенности: высокая растяжимость (до 800 %), устойчивость к действию света и светопогоды, стирки, пота. Предназначены такие волокна для замены жилок в производстве чулочно-носочных изделий, высокорастяжимого трикотажа и тканей для спортивной одежды.
Строение и виды нитей. Ткани и другие изделия вырабатывают из текстильных нитей. В зависимости от характера получения их делят на пряденые, которые получают путем прядения из волокон ограниченной длины (хлопка, льна, шерсти и т.д.) и называют пряжей, и непряденые нити, получаемые из волокон неограниченной длины (поэтому они не нуждаются в прядении).
По волокнистому составу пряжа может быть однородной (из одного вида волокна) и смешанной (из смеси разных по природе волокон).
По способу изготовления различают пряжу однониточную (одинарную), которая образуется путем скручивания элементарных волокон; трощеную, состоящую из нескольких продольно сложенных нитей, не скрученных между собой; крученую, получаемую путем скручивания двух или более одинарных пряж. Крученую пряжу делят на фасонную (рис. 5.1), на поверхности которой имеются спирали, узелки, петли, уплотнения, и армированную, сердечник которой обвит по всей длине волокнами или нитями.
По способу прядения пряжу подразделяют на гребенную — это наиболее тонкая и ровная пряжа из длинных и хорошо параллелизованных волокон; аппаратную, получаемую из более коротких волокон (поэтому она пушистая, рыхлая и менее прочная); кардную, которая по внешнему виду и свойствам занимает промежуточное место между гребенной и аппаратной.
Хлопчатобумажную и шелковую пряжу вырабатывают гребенным, кардным, аппаратным способами, а шерстяную — гребенным и аппаратным. Льняную пряжу вырабатывают из чесаного льна и очесов мокрым и сухим прядением. Пряжа мокрого прядения более гладкая, плотная и меньшей толщины.
По степени крутки различают нити пологой крутки (до 230 кр/м), средней крутки — муслин (800—1500 кр/м) и высокой крутки — креп (1500—3200 кр/м).
По отделке различают пряжу суровую, вареную (льняную), кислованную (льняную), отбеленную, гладкокрашеную (окрашена в какой-либо один цвет), мерсеризованную (хлопчатобумажную), меланжевую (состоит из смеси волокон — хлопчатобумажных и шерстяных — различного цвета), мулине (крученая пряжа из двух и более разноокрашенных нитей — белой и черной, белой и коричневой и т.д.).
По растяжимости различают нити высокой растяжимости (100 % и более), повышенной (до 100 %) и обычной растяжимости (до 30 %). В нашей стране выпускают нити «эластик» высокой растяжимости, обладающие большой пористостью, пушистостью и высокой упругой растяжимостью (до 400 %). Используют эластик для изготовления чулочно-носочных, спортивных изделий и др.
Высокообъемная пряжа отличается пушистостью, мягкостью и хорошими теплозащитными свойствами. Эту пряжу получают из смеси разноусадочных полиакрилонитрильных синтетических волокон. При обработке пряжи паром или горячей водой высокоусадочные волокна укорачиваются, а низкоусадочные волокна изгибаются, в результате чего пряжа увеличивается в объеме, становится мягкой и пушистой.
Различают нити элементарные и комплексные. К элементарным относят одиночные нити, не делящиеся в продольном направлении без разрушения и являющиеся составной частью комплексной нити или жгута. К комплексным относят нити, каждая из которых состоит из двух и более элементарных нитей, соединенных скручиванием или склеиванием. Получают их из волокон натурального шелка, искусственных и синтетических. Текстурированные комплексные нити имеют измененную структуру в результате дополнительных обработок для повышения объема или растяжимости (рис. 5.2).
Эти нити характеризуются большой извитостью, мягкостью и высокой упругостью. Структура и свойства текстурированных нитей могут формироваться за счет неоднородности их строения в процессе выработки.
 Похожие работы: |
|
 Воспользоваться поиском |
Основы рекламы.Учебное пособие