Главная | Обратная связь

Волокна животного происхождения

К волокнам животного происхождения относят шерсть и натуральный шелк.

Шерсть - это волокна снятого волосяного покрова овец, коз, верблюдов, кроликов и других животных. Шерсть получают в основном с овец (97-98%), в меньшем количестве с коз (до 2%), верблюдов (до 1 %). Шерстяные волокна состоят из белка кератина, содержащего, как и другие белки, аминокислоты.

Шерстяные волокна под микроскопом легко можно отличить от других волокон - их наружная поверхность покрыта чешуйками. Чешуйчатый слой состоит из мелких пластинок в форме конусообразных колец, нанизанных друг на друга, и представляет собой ороговевшие клетки. За чешуйчатым слоем следует корковый - основной, от которого зависят свойства волокон и изделий из них. В волокне может быть и третий - сердцевинный слой, состоящий из рыхлых, заполненных воздухом клеток. Под микроскопом видна и своеобразная извитость шерстяных волокон. Их извитки волнообразны в отличие от хлопковых волокон, извитки которых штопорообразные. Сильную извитость имеет тонкая шерсть. С увеличением толщины шерсти этот показатель уменьшается.

В зависимости от того, какие слои в шерсти присутствуют, она может быть следующих видов: пух, переходный волос, ость и мертвый волос. Пух-тонкое, сильно извитое, шелковистое волокно без сердцевинного слоя; переходный волос имеет прерывистый рыхлый сердцевинный слой, благодаря чему он неравномерен по толщине, прочности, имеет меньшую извитость; ость и мертвый волос имеют большой сердцевинный слой (занимает в мертвом волосе до 90% поперечного сечения), характеризуются большой толщиной, отсутствием извитости, повышенной жесткостью и хрупкостью, малой прочностью; мертвый волос плохо окрашивается, легко ломается и выпадает из готовых изделий.

Шерсть может быть однородной (из волокон преимущественно одного вида, например пуха) и неоднородной (из волокон разных видов - пуха, переходного волоса и др.). В зависимости от толщины волокон и однородности их состава шерсть подразделяют на тон кую, полутонкую, полугрубую и грубую. Тонкая шерсть относится к однородной и состоит из тонких волокон пуха, полутонкая - также однородная и состоит из более толстого пуха или переходного волоса; полугрубая - может быть однородной и неоднородной и состоять из пуха, переходного волоса и небольшого количества ости; грубая - неоднородная и включает в себя все виды волокон, в т. ч. ость и мертвый волос.

Важными показателями качества шерстяного волокна являются его длина и толщина. В отличие от хлопка тонкая шерсть, как правило, более короткая. Длина шерсти влияет на технологию получения пряжи, ее качество и качество готовых изделий. Из длинных волокон (обычно 55-120 мм) получают гребенную (камвольную) пряжу - тонкую, ровную по толщине, плотную, гладкую (непушистую). Из коротких волокон (до 55 мм) получают аппаратную (суконную) пряжу, которая в отличие от предыдущей, более толстая, рыхлая, пушистая, с неровностями по толщине. .

Прочность шерсти в значительной степени зависит от ее строения. Относительная разрывная нагрузка и износостойкость тонкой шерсти выше, чем грубой, т. к. грубые волокна (ость, мертвый волос) имеют сердцевинный слой, заполненный воздухом. Шерстяное волокно имеет высокую упругость, а следовательно, малую сминаемость. Шерсть - достаточно прочное волокно (разрывная нагрузка тонкой шерсти - 12-20 сН/текс, грубой - 12-17 сН/текс). Удлинение при разрыве составляет соответственно 30-40 и 25-35%. В мокром состоянии волокна на 30% теряют прочность.

Блеск шерсти определяется формой и размером покрывающих ее чешуек: крупные плоские чешуйки придают шерсти максимальный блеск; мелкие, сильно отстающие чешуйки дедают ее матовой.

Шерсть тонкорунных овец обычно белая или слегка кремоватая, а грубошерстных и помесных - цветная (серая, рыжая или черная).

Свойства шерсти по-своему уникальны - ей присуща высокая сворачиваемость, что объясняется наличием на поверхности волокна чешуйчатого слоя. Это свойство учитывается при отделке (валке) суконных тканей, фетра, войлока, одеял, при производстве валяной обуви.

Шерсть обладает низкой теплопроводностью, поэтому ткани отличаются высокими теплозащитными свойствами.

По гигроскопичности шерсть превосходит все волокна. Она медленно впитывает и испаряет влагу и поэтому не охлаждается, оставаясь на ощупь сухой. Под действием влаги и тепла кератин размягчается и удлинение шерсти возрастает до 60% и более. На способности шерсти менять свою растяжимость и усадку при влажно-тепловой обработке основано проведение ряда операций: сутюживание, оттягивание и декатировка. При высыхании шерсть дает максимальную усадку, поэтому изделия из нее рекомендуется подвергать химической чистке.

К действию света и светопогоды шерстяное волокно более устойчиво, чем хлопковое и льняное.

Щелочи на шерсть действуют разрушающе, к кислотам она устойчива. Поэтому если шерстяные волокна, содержащие растительные примеси, обработать раствором кислоты, то эти примеси, состоящие из целлюлозы, растворятся, и шерстяные волокна останутся в чистом виде. Такой процесс очистки шерсти называют карбонизацией.

В пламени волокна шерсти спекаются, но при вынесении из пламени не горят, образуя на конце волокон спекшийся черный шарик, который легко растирается, при этом ощущается запах жженого пера. Недостатком шерсти является малая термостойкость - при температуре 100-110 °С волокна становятся ломкими и жесткими, снижается их прочность.

Представляют интерес также козья шерсть и козий пух. Основными породами коз являются ангорские и кашмирские. Для сбора пуха используют коз оренбургских, горноалтайских, ангорских, кашмирских и других пород. Полугрубая шерсть, состригаемая с ангорских коз, известна в промышленности под разными названиями - ангора, мохер.

Шерсть кашмирских пород отличается длиной, толщиной, блеском, упругостью. Козья шерсть является ценным текстильным сырьем и используется в гребенном прядении для изготовления шарфов, пледов, одеял, высококачественных тканей и трикотажных полотен, а козий пух используется для изготовления трикотажных изделий.

В ассортимент шерстяного сырья входит верблюжья шерсть. Наиболее ценная шерсть у молодых и неработающих верблюдов (тайлак и гулевая). Эта шерсть состоит в основном из тонких пуховых волокон. Шерсть взрослых работающих верблюдов неоднородна и груба, она более засорена.

Эта шерсть отличается высокими теплозащитными свойствами, упругостью, низкой сворачиваемостью. Области применения верблюжьей шерсти - изготовление высококачественных одеял, пальтовых тканей типа бобрик.

К семейству верблюдов относятся также гуанако, лама и альпака. Шерсть гуанако и ламы довольно грубая, а шерсть альпака мягкая и блестящая, она широко применяется в пряже для ручного вязания, для трикотажного производства, при выработке пальтовых тканей.

Самым дорогим шерстяным сырьем является пух вигуньи.

Натуральный шелк по своим свойствам и себестоимости -ценнейшее текстильное сырье. Получают его разматыванием коконов, образуемых гусеницами шелкопрядов (тутового и дубового). Наибольшее распространение и ценность имеет шелк тутового шелкопряда, на долю которого приходится 90% мирового производства шелка.

При рассмотрении коконной нити под микроскопом четко видны две шелковины, неравномерно склеенные налетами серицина. В поперечном срезе шелковины могут быть круглыми, овальными, с тремя округлыми гранями, плоскими лентовидными. По длине коконной нити форма ее поперечного среза может меняться. В составе коконной нити два белка: фиброин (75%), из которого состоят шелковины, и серицин (25%).

Из всех природных волокон натуральный шелк - самое легкое волокно и наряду с красивым внешним видом обладает высокой гигроскопичностью (11%), мягкостью, шелковистостью, малой сминаемостью, является незаменимым сырьем для изготовления летней одежды (платьев, блузок).

Натуральный шелк обладает высокой прочностью и хорошей деформативной способностью (относительная разрывная нагрузка примерно 30 сН/текс, удлинение при разрыве 16-17%). Разрывная нагрузка шелка в мокром состоянии снижается примерно на 15%.

Химические свойства натурального шелка аналогичны шерсти, т. е. к кислотам он устойчив и не устойчив к действию щелочи.

Натуральный шелк имеет самую низкую' светостойкость, поэтому в домашних условиях изделия на свету не сушат, особенно при солнечном свете. К другим недостаткам натурального шелка относят низкую термостойкость (такая же, как у шерсти) и высокую усадку, особенно у крученых нитей.

Химические волокна

Химические волокна получают путем химической модификации природных (целлюлозы, белков и др.) высокомолекулярных соединений или синтезом из низкомолекулярных соединений (мономеров).

Основным исходным сырьем для получения химических волокон служат древесина, отходы хлопка, стекло, металлы, нефть, газы и каменный уголь. Промышленное производство химических волокон включает в себя пять этапов: получение и предварительная обработка сырья, приготовление прядильного раствора или расплава, формование нитей, отделка и текстильная переработка.

Все волокна, кроме минеральных, формуют из расплавов или растворов высокомолекулярных соединений. При получении синтетических волокон производится синтез волокнообразующих полимеров. Расплав или прядильный раствор высокомолекулярного вещества (полимера) определенной вязкости и концентрации фильтруется, освобождается от пузырьков воздуха и продавливается через тончайшие отверстия в фильерах. Фильеры представляют собой рабочие органы прядильных машин, осуществляющие процесс формования волокон. Струйки прядильных растворов или расплавов, вытекающие из фильеры, затвердевая, образуют нити. При формовании из расплава охлаждение и затвердевание происходят при обдувании струек полимера сжатым воздухом или инертным газом. Формование из прядильных растворов может производиться сухим или мокрым способом. При сухом способе формования струйки прядильного раствора попадают в шахты с горячим воздухом, где происходит испарение растворителя и затвердевание полимера в виде тончайших нитей. При мокром способе формование нитей из струек прядильного раствора происходит в осадительной ванне, содержащей определенные растворы или воду. Используя фильеры с отверстиями сложной конфигурации, можно получить профилированные и полые волокна (рис. 2.2).

Расширение ассортимента химических волокон и улучшение их качества достигается разработкой новых волокнообразующих полимеров и в большей степени физической (структурной) и химической модификацией существующих волокон. Различные методы модификации дают возможность получить волокна с заранее заданными нужными свойствами.

К методам физической модификации относятся: вытягивание волокна на стадии его формования и отделки, формование волокон из смеси полимеров, получение профилированных и полых

волокон, формование бикомпонентных нитей путем слияния двух-трех струек разных полимеров в одну нить, получение комбинированных волокон путем осаждения на поверхности готового волокна других полимеров.

Химическая модификация включает в себя методы, частично изменяющие состав волокнообразующего полимера: синтез волокнообразующих сополимеров на стадии приготовления прядильного раствора и формования нити, синтез привитых сополимеров (присоединение звеньев сополимера к основному полимеру), "сшивание", т. е. образование поперечных связей между макромолекулами, химическое превращение полимера при воздействии на него различных реагентов.