Таблица 2.- Примерный химический состав лубяных волокон

2.1.3. ЛЕН

Как текстильный волокнистый материал лен занимает второе место после хлопка среди природных волокон растительного происхождения и первое место среди лубяных волокон. Лен – исконно русская культура. Как по размерам площадей, так и по сбору волокна Россия занимает первое место в мире.

Лен сравнительно нетребователен к теплу и поэтому возделывается во многих районах Росси – в Смоленской, Новгородской, Псковской, Великолукской, Вологодской и Кировской областях, а также в Белоруссии, Латвии и Литве.

Лен – травянистое однолетнее растение, имеющие две основные ботанические разновидности: лен-кудряш и лен-долгунец. Последний имеет маловетвистый стебель высотой 60-80 см, дающий мягкое, тонкое и длинное волокно, ради которого его и высеивают.

СТРОЕНИЕ ВОЛОКНА ЛЬНА. Техническое льняное волокно состоит из пучков элементарных волокон, склеенных пектиновыми веществами. Элементарное волокно льна представляет собой вытянутую растительную клетку, оба конца которой заканчиваются конусом, с толстыми стенками, узким каналом и коленообразными утолщениями – сдвигами (рис. 4). Поперечный срез волокна – многоугольник с 5-6 гранями и каналом в центре.

Волокна льна содержат 80 % целлюлозы и 20 % примесей, т.е жировых, воскообразных, красящих, минеральных веществ и лигнина (около 5 %), придающему волокну жесткость.

Длина элементарного волокна льна составляет 4-70 мм (в среднем около 25 мм), длина технических волокон зависит от длины стебля растения и степени дробления волокон в процессе их обработки. В среднем длина технических волокон, применяемых в прядении, равна 35-90 см.

Толщина элементарных волокон льна 16-17 мкм (такая же как и у хлопка). Толщина технических волокон льна определяют толщиной элементарных волокон и их числом в пучке. От способности пучка дробиться на более тонкие технические волокна зависит толщина пряжи, которую можно получить из данного льна.

В отличии от волокна хлопка элементарное волокно льна не имеет извитости.

а – внешний вид; б – поперечное сечение;

в – вид под микроскопом
СВОЙСТВА ВОЛОКНА ЛЬНА. Высокая ориентация структурных элементов стенки волокна, плотное их расположение, а также большая толщина самой стенки элементарного волокна обеспечивает высокие показатели прочности волокна. Прочность элементарного волокна характеризуется разрывной нагрузкой, равной 0,98 – 24,52 сН, прочность волокна льна в 3-5 раз превосходит прочность волокна хлопка. Разрывная нагрузка технического волокна 200-400 сН, относительная разрывная нагрузка элементарных волокон 54-72 сН/текс, а разрывное удлинение 1,5-2,5 %, т.е. в 3-5 раз меньше, чем у хлопка. Поэтому льняные прокладочные ткани лучше сохраняют форму изделия, чем хлопчатобумажные. Даже при сравнительно небольших нагрузках (25 % разрывной) на долю остаточной деформации приходится до 60-70 %. Этим объясняется большая сминаемость льняных тканей и изделий из них [12].

Цвет волокон от светло-серого до темно-серого. Лен обладает характерным блеском, т.к. его волокно имеют гладкую поверхность [3].

Физико-химические свойства льна близки к свойствам хлопка.Гигроскопичность льняного волокна выше, чем у хлопка (нормальная гигроскопичность – 12 %, максимальная – 30-35 %), поэтому изделия из льняных тканей отличаются хорошими гигиеническими свойствами. Лен быстро впитывает и отдает влагу. Под действием воды прочность элементарных волокон увеличивается, а технических – уменьшается, т.к. происходит размягчение пектиновых веществ, что ослабляет связь между отдельными пучками волокон. Особенностью льна является его высокая теплопроводность, поэтому на ощупь волокна льна всегда прохладные.

Действие кислот и щелочей на лен аналогично их действию на хлопок. Волокна льна труднее окрашиваются и труднее отбеливаются, чем хлопок. Это объясняется интенсивной природной окраской льна и особенностями строения – волокна имеют толстые стенки и узкий замкнутый канал.

При кипячении в мыльно-содовых растворах (слабых щелочных растворах) происходит растворение пектиновых веществ. Волокна становятся мягче, светлее, снижается прочность технических волокон.

Действие металлической поверхности лен переносит лучше, чем хлопок, т.к. имеет большую гигроскопичность.

По цветоустойчивости льняные волокна превосходят волокна хлопка. Так, при действии прямых солнечных лучей прочность льняных волокон в неотделанной ткани снижается на 50 % в течении 990 ч.

После щелочной обработки волокон льна наблюдается значительная потеря прочности технического волокна вследствие удаления пектина (щелочи разрушают пектиновые вещества), которые склеивают элементарные волокна. После такой обработки технические волокна распадаются на элементарные. Льняные изделия не мерсеризуют, т.к. льняные волокна в отличие от хлопковых не приобретают после щелочной обработки ценных свойств.

Устойчивость к микробным разрушениям волокна льна, как и другие лубяных волокон, значительно выше, чем хлопка. Элементарные волокна редко повреждаются микроорганизмами. На волокне льна микробы развиваются при наличии благоприятных условий на пектиновых и жировосковых веществах, находящихся между элементарными волокнами [1].

Горит лен так же, как хлопок.

2.1.4.ДРУГИЕ ЛУБЯНЫЕ ВОЛОКНА.

Волокна других лубяных культур (пенька, джут, кенаф, кендырь) имеют строение, аналогичное строению льняного волокна, но отличаются большей толщиной технического волокна и большей жесткостью (вследствие значительного содержания лигнина). Эти волокна ограниченно применяют для изготовления изделий бытового назначения, но широко используют для производства специальных изделий.

Волокна пеньки получают из стеблей конопли, являющейся однолетним растением со стеблем длиной 70-250 см. Основные районы ее произрастания – Брянская, Курская, Орловская, Пензенская, Полтавская, Черниговская, Минская, Гомельская области и Мордовия.

Южная конопля с высоким стеблем (до 4 м) произрастает в Украине, Северном Кавказе, Средней Азии, Башкирии.

Волокно пеньки имеет более короткие, чем у льна, элементарные волокна (в среднем 14-20 мм.) с затупленными концами и содержит большее количество примесей. Волокно мене гибкое и эластичное по сравнению с льном, но более гибкое, чем джут и кенаф. Пеньку применяют для изготовления крученых изделий (ниток, шпагата, веревок, канатов), а также тарных, мебельных, брезентовых тканей.

Джут – волокно однолетнего лубяного растения высотой до 3-4 м, произрастающего в станах тропического и субтропического климата. Основные районы производства джута в СНГ – республики Средней Азии.

Техническое волокно джута достигает 2,5 м и имеет значительное одревеснение. Волокно джута отличается высокой гигроскопичностью (может впитывать до 27 % влаги, оставаясь на ощупь сухим), поэтому из него изготовляют тарные изделия для перевозки влагоемких товаров. Основной недостаток джутовых волокон – малая стойкость к действию влаги, что является следствием небольшой длины (4-6мм) элементарных волокон и невысокая атмосфероустойчивость, обусловленная значительным содержанием лигнина. Прочность джутового волокна существенно зависит от его обработки; по прочности он может не уступать волокну льна и пеньки (относительная разрывная нагрузка лучших сортов джута составляет 57сН/текс.). Джутовое волокно небольшой толщины используют для изделий бытового назначения. Оно наиболее устойчиво к микробным повреждениям.

Волокна кенафа получают из стеблей однолетнего растения, которые достигают высоты5 м. Основными районами его произрастания являются Узбекистан, Киргизия, Северный Кавказ и южная часть Украины. Волокно кенафа по свойствам аналогично джутовым и является его полноценным заменителем [9].
2.1.5. ЛИСТОВЫЕ ВОЛОКНА

Волокно абаки, получившее в торговой практике название манильская пенька, получают из листьев текстильного банана, или абака. Это многолетнее растение с мощным (до 5 м высоты и до 30 см в диаметре) ложным стволом, образованным листовыми влагалищами, из которых и получают волокна. Волокно отличается высокой прочностью, легкостью, гигроскопичностью, устойчивостью к действию морской воды, поэтому является лучшим сырьем для изготовления морских канатов. Волокна можно использовать для выработки тканей.

Волокно агавы известно под названием «сизальская пенька».

Агава – многолетнее растение с узкими, мясистыми листьями, из которых добывают волокна. Волокно используют в основном для выработки веревочно-канатных изделий [2].

2.2.1. ШЕРСТЬ

Шерстью называется волосяной покров, который снимают с овец, коз, верблюдов и других животных стрижкой или реже вычесыванием в период линьки. Основную долю (около 95-97 %) шерстяного волокна, используемого в текстильном производстве, составляет овечья и козья шерсть – 2-3 %, верблюжья – 1-2 %.

Основные овцеводческие районы российская Федерация, Казахстан, Украина, Узбекистан, Киргизия, Туркмения, Азербайджан, а также Австралия, Аргентина, Новая Зеландия, США, Китай.

СТРОЕНИЕ ВОЛОКНА ШЕРСТИ. Шерстяное волокно представляет собой роговидное образование в кожном покрове животного. Шерстинка, или волокно, имеет форму, близкую к цилиндрической. Если шерсть снята с молодого животного впервые, то один конец шерстинки конусообразный, а другой – обрезанный, при повторных стрижках оба конца волоса обрезаны [2].

В строении шерстяного волокна (волоса) различают корень и стержень. Корень – это часть волоса, открытая кожным покровом. Стержень – это часть волоса, выступающая над кожаным покровом и состоящая из белка-кератина. Стержень волоса состоит из трех слоев: чешуйчатого, коркового и сердцевинного (рис. 5).

Чешуйчатый слой волокна (кутикула) состоит из тончайших роговидных пластинок (чешуек), образующих внешний покров волокна. Форма, размеры чешуек, их расположение различны у разных видов волокон. Количество чешуек может колебаться в пределах от 45 до 250 на 1 мм длины волоса. В зависимости от типа волокна чешуйки могут иметь форму колец, полуколец или пластинок.

Рис.5 Строение волокна шерсти:

а – остевого; б – пухового; 1 – чешуйчатый слой;

2 – корковый слой; 3 – сердцевинный слой
Чешуйчатый слой характеризуется большей механической прочностью и химической устойчивостью и выполняет роль защитного слоя: предохраняет слои волокна от атмосферных и механических воздействий.

Чешуйчатый слой сообщает шерстяным волокном ряд ценных свойств. Благодаря чешуйкам повышается цепкость волокон, что обеспечивает большую прочность пряжи. Чешуйчатый слой обуславливает свойлачиваемость волокон шерсти, т.е. способность его под действием тепла, влаги и механических воздействий (сжатия, трения) образовывать войлокообразную массу. Между многочисленными чешуйками находится значительное количество воздуха, что делает шерстяные волокна менее теплопроводными. Размеры, форма и характер взаимного расположения чешуек обусловливают поверхность шерстяного волокна. Мелкие, рыхло расположенные чешуйки образуют шероховатую,матовую поверхность. Крупные, плотно прилегающие друг к другу чешуйки делают поверхность волокна гладкой и, следовательно, блестящей.

Корковый слой располагается непосредственно под чешуйчатым и образует основное тело волокна, обусловливающее основные свойства волокна. Корковый слой состоит из веретенообразных клеток. В клетках коркового слоя содержится пигмент, от которого зависит естественная окраска волокна.

Сердцевинный слой расположен в центральной части волокна и состоит из клеток различной формы, заполненных воздухом и воздушных промежутков. Размеры сердцевидного слоя не одинаковы у разных волокон. Наличие сердцевидного слоя является признаком грубого волокна с пониженной прочностью.

Продольный вид и поперечный

срез волокон шерсти:

а – пуха;

б – переходного волоса;

в – ости;

г – мёртвого волоса

В зависимости от толщины и строения различают следующие типы волокон шерсти: пух, переходный волос, ость, мертвый волос (рис.6).

Пух состоит из двух слоев – чешуйчатого и коркового. Чешуйки имеют преимущественно кольцеобразное строение. Это самое тонкое, мягкое волокно.

Ость состоит из трех слоев – чешуйчатого и коркового и сердцевидного (канала), который проходит через все тело волокна. Чешуйчатый слой имеет черепицеобразную форму. Волокна наиболее толстые, грубые, мало извиты.

Переходный волос занимает промежуточное положение между пухом и остью. Эти волокна имеют больший поперечник, чем волокна пуха, и на некоторых участках могут иметь канал.

Мёртвый волос – остевое волокно с очень тонким корковым слоем и широким каналом, грубое на ощупь, ломкое, слабое на разрыв, плохо окрашиваемое.

ОВЕЧЬЯ ШЕРСТЬ. Для технологии переработки шерсти и свойств получаемых материалов большое значение имеют состав шерсти и по типу волоса и его однородность. Шерсть, состоящая из волокон одного типа (пуха, ости или переходного волоса), называется однородной.

Шерсть, содержащая различные по типу волокна носит название неоднородной (смешанной). В зависимости от тонины волокон, составляющих шерстяной покров, различают шерсть тонкую, полутонкую, полугрубую и грубую.

Тонкая – это однородная шерсть, состоящая только из волокон пуха, толщиной до 25 мкм, с мелкой равномерной извитостью, одинаковой длины, мягкая, эластичная. Ее получают от тонкорунных овец (мериносы, цигайские). Тонкая шерсть – самая ценная, ее используют для наиболее высококачественных камвольных костюмных и пальтовых тканей и трикотажных изделий.

Полутонкая – это однородная шерсть, состоящая из волокон более грубых, чем тонкая шерсть( поперечником 25-35 мкм), и относящихся к пуху или переходному волосу. Ее получают от полутонкорунных овец (прекосы, казахские, куйбышевские и др.).

Полугрубая шерсть в зависимости от породы овец может быть однородной и неоднородной; состоит из волокон переходного волоса или сравнительно тонких волокон ости, разных по длине. Средняя толщина волокон этой шерсти 35-40 мкм. Получают ее от тонкорунно-грубошерстрых овец (задонские, степные, волжские, воронежские, горьковские).

Грубая – это неоднородная шерсть, состоящая преимущественно из волокон ости. Но она может состоять и из разных по типу волокон в различных соотношениях. Средняя толщина волокон 41 мкм и более. Грубая шерсть может содержать мертвый волос. Получают ее от овец грубошерстных пород (карачаевская, тушинская, мазех, кавказские и др.).

КОЗЬЯ ШЕРСТЬ. Ее подразделяют на два вида: полугрубую и грубую. Полугрубую шерсть получают от придонских, ангорских коз и из примесей, в волосяном покрове которых содержится около 60 % пуха и 40 % ости. Особенно ценную шерсть дают ангорские козы. Эта шерсть тонкая (30-38 мкм), длинная (113-160 мм), отличается мягкостью, блеском, красивой извитостью. Грубую шерсть получают от различных пород грубошерстных коз, она содержит 10-40 % пуха. Козью шерсть используют в смеске с овечьей, для выработки тканей, трикотажных и фетровых изделий, а также в чистом виде для изготовления трикотажных изделий [7].

ВЕРБЛЮЖЬЯ ШЕРСТЬ получаемая от взрослых животных шерсть состоит из сравнительно тонких волокон пуха и грубой ости толщиной 30-125 мкм и длиной 70-100 мм и более. Эта шерсть характеризуется высокой прочностью и низкой теплопроводностью. Поэтому она служит хорошим сырьем для выработки одеял и различного трикотажа, а также используется в суконном производстве в смеске с овечьей шерстью.

Сбор и первичная обработка шерсти. В текстильном производстве используют в основном шерсть, получаемую стрижкой и вычесыванием животных в период линьки. Грубошерстных овец стригут два раза в год (весной и осенью), тонкорунных – один раз в год (весной). После стрижки шерсть представляет собой связанный шерстяной покров, называемый руном. В разных частях руна шерсть не одинакова по качеству и для получения более однородной массы шерсть сортируют. Снятая с животного шерсть грязная, поэтому она подвергается механической обработке (трепанию) для удаления растительных, минеральных примесей и мойке в мыльно-содовом растворе на шерстомоечных машинах для удаления потожировых загрязнений. Мытую шерсть сушат и упаковывают[8].

СВОЙСТВА ВОЛОКНА ШЕРСТИ. Длина и тонина шерстяного волокна являются показателями, определяющими способ переработки волокна, и влияют на свойства готовой продукции. По длине шерстяное волокно чрезвычайно неоднородно. Длина шерсти тонкорунных пород овец до 200-300 мм. Волокна грубой шерсти в зависимости от вида животного, его породы, индивидуальных особенностей, условий содержания колеблется от 15 до 160 мкм, а толщина мертвого волоса мажет составлять 200 мкм.

Шерстяное волокно отличается от других текстильных волокон извитостью. Извитость шерсти характеризуется числом извитков, приходящихся на 1 см волокна. Форма и число извитков волокна различны. По форме различают следующие типы извитости: слабую (гладкая, растянутая, плоская); сильную (сжатая, высокая, петлистая). Петлистая извитость свидетельствует об отклонении шерсти от нормального типа.

Грубые волокна шерсти характеризуются слабой извитостью (3-5 извитков на 1 см), отдельные остевые волокна могут быть прямыми. Совершенно лишен извитости мертвый волос. Тонкая и полутонкая шерсть имеет нормальную и высокую извитость – 8-13 извитков на 1 см. У однородной шерсти извитость волокон примерно одинакова по форме и размерам. Извитки неоднородной шерсти различны не только в смежных шерстинках, но даже на разных участках одного волокна. Извитость волокна шерсти обеспечивает хорошую сцепляемость волокон в процессе их переработки, а также повышенную пушистость и пористость пряжи [3].

Прочность волокна шерсти находится в прямой зависимости от ее тонины, т.к. с увеличением поперечника волокна и площади коркового слоя прочность, естественно, возрастает. По мере огрубления и увеличения сердцевинного слоя прочностное напряжение (Н/мм²) волокон снижается. По сравнению с другими природными волокнами прочность шерстяных волокон невелика и составляет 4-28 сН/вол, относительная разрывная нагрузка – в среднем 10-14 сН/текс, среднее разрывное напряжение – 15-18 дН/мм, что ниже, чем у целлюлозных природных волокон [2].

Износостойкость тонкой шерсти выше, чем грубой. Это объясняется тем, что сердцевинный слой грубых волокон в основном заполнен воздухом, что увеличивает толщину волокон, но не повышает его износостойкость.

Удлинение шерсти наиболее высокое по сравнению с другими текстильными волокнами, в момент разрыва равно 40 %. Значительную долю (до 7 %) полного удлинения составляют упругие и высокоэластические деформации, благодаря которым шерстяные изделия мало сминаются и хорошо сохраняют форму.

Цвет шерсти тонкорунных овец белый, слегка кремоватый. Грубая и полугрубая шерсть иногда бывает цветной – серой, рыжей, черной.

Блеск шерсти зависит от размера и формы чешуек. Крупные, плотно прилегающие чешуйки придают шерсти наибольший блеск. Мелкие, отстающие от волокна чешуйки увеличивают матовость волокна [4].

Свойлачиваемость шерсти – образование войлокоподобной массы осуществляется в процессе валки, где под действием внешних сил волокна перемещаются. В результате этого волокна переплетаются, а чешуйки препятствуют их смещению и удерживают волокна в определенном положении, что приводит к уплотнению всей волокнистой массы. Валкость шерсти зависит от строения (характера чешуйчатого слоя, извитости) и от свойств (упругости, мягкости, растяжимости) волокна. Наибольшей способностью к свойлачиванию обладает тонкая шерсть, меньшей – грубая.

Гигроскопичность волокна в нормальных условиях составляет 15-18 % (тонкой – 18 %, грубой – 15 %). При повышенной влажности воздуха шерсть может поглощать до 35-40 % влаги, оставаясь на ощупь сухой. Шерсть обладает наибольшей по сравнению со всеми другими волокнами гигроскопичностью и способностью медленно впитывать влагу и медленно ее отдавать. Под действием тепла и влаги волокно приобретает способность удлиняться до 6 % и более. На способности шерсти менять степень растяжимости и усадки при влажно-тепловой обработке основано проведение таких операций, как сутюживание, оттягивание, декатировка [6].

Термостойкость. При нагревании шерсть теряет гигроскопическую влагу, становится жесткой, ломкой. После кратковременного нагревания свойства шерсти восстанавливаются. При длительном нагревании при температуре выше 100˚С происходит пожелтение шерсти и последующее постепенное ее разрушение. В результате обработки при 170-180˚С в течение 30-40˚С волокно разрушается.

При горении шерсти в пламени волокна спекаются, при вынесении волокон из пламени горение их прекращается, на конце образуется черный спекшийся шарик пористой золы, растирающийся в пальцах, ощущается запах жжёного пера, рога.

Стойкость шерсти к светопогоде значительно выше, чем растительных волокон. При облучении прямыми солнечными лучами в течении 1120 ч. прочность волокон уменьшается на 50 %.

Химическая устойчивость. Шерсть устойчива к действию всех органических растворителей применяемых при химической чистке одежды.

Шерсть обладает амфотерными свойствами, т.е. может вступать во взаимодействие и с кислотами, и со щелочами. При кипячении шерсть растворяется уже в 2 % растворе едкого натра. К действию кислот волокно шерсти весьма стойко. При обработке слабыми растворами кислот (до 10 %) прочность волокна не уменьшается, а даже несколько увеличивается. Кратковременная обработка и более крепкими растворами (до 80 %) без подогрева также не отражается на прочности шерсти. Концентрированные кислоты вызывают заметное разрушение, степень которого зависит от длительности обработки и температуры.

Отношение к действию кислот и щелочей шерстяного волокна и целлюлозных волокон различно, что используется для удаления растительных примесей при отделке шерстяных материалов [1].

Устойчивость к микробным разрушениям волокна шерсти выше, чем у хлопка. Волокно шерсти разрушается при большом содержании в нем влаги (свыше 24 %). Микроорганизмы, развивающиеся на шерсти, выделяют ферменты, разрушающие пептидные связи макромолекул кератина; легче всего разрушается корковый слой волокна. Поэтому разрушение шерсти с поврежденным чешуйчатым слоем наступает значительно быстрее.

ВОССТАНОВЛЕННАЯ (РЕГЕНЕРИРОВАННАЯ) ШЕРСТЬ

Эта шерсть служит дополнительным источником сырья для текстильной промышленности. При изготовлении недорогих суконных тканей в состав смеси может добавляться заводская и восстановленная шерсть. Заводская шерсть – это шерсть, счищаемая со шкур крупного рогатого скота. Восстановленную шерсть получают из вторичного сырья: технологических отходов (обрывки пряжи, получаемые при прядении и ткачестве, лоскут шерстяных тканей и трикотажа, получаемый в швейном производстве) и утильного сырья (ткани и трикотажные изделия, бывшие в употреблении).

В зависимости от материала лоскут делят на несколько групп. Лоскут каждой группы сортируют по цвету и качеству материала. Качество восстановленной шерсти определяет в основном исходный материал, но оно зависит и от разработки лоскута. Основной операцией получения восстановленной шерсти является расщепление лоскута (пряжи) до волокна. Применение новой технологии – разделение (расщепление) вторичного сырья в водяной ванне - позволяет значительно повысить качество волокна.

По качеству восстановленная шерсть уступает обычной шерсти: волокна менее прочные (на 20-30 %) в смеске с обычной шерстью и с добавлением (10-30 %) синтетического волокна. Это позволяет снизить себестоимость продукции при сохранении ее качества и сократить расход кондиционного сырья.

Для определения наличия в ткани восстановленной шерсти следует раскрутить пряжу над листом белой бумаги: короткие волокна восстановленной шерсти выпадают [6].

2.2.2. НАТУРАЛЬНЫЙ ШЁЛК

Натуральный шёлк – ценнейшее волокно, которое представляет собой продукт выделения шелкоотделительных желез гусениц шелкопрядов. Наибольшее распространение и ценность имеет шёлк тутового шелкопряда, который составляет 90 % всего мирового производства натурального шёлка. Основными районами производства волокна натурального шёлка являются Средняя Азия, Закавказье, Украина, Молдова, а также Япония и Китай.

Тутовый шелкопряд относится к ночным бабочкам и в своем развитии проходит четыре стадии. Сначала бабочка откладывает яички (грены), из которых выводятся гусеницы; в зрелом возрасте гусеница шелковичный червь завивает кокон, стенки которого состоят из тонкой, непрерывной, правильно расположенной нити, выпускаемой гусеницей. В коконе гусеница превращается в куколку, а затем в бабочку; последняя делает отверстие в стенке кокона и выходит наружу. Для получения волокна натурального шёлка коконы после завивки собирают, сортируют и подвергают запариванию (нагреванию), вследствие чего куколки внутри коконов погибают, а стенки коконов остаются неповрежденными.

Сухие коконы поступают на кокономотальные фабрики для размотки. Для облегчения размотки коконы запаривают в горячей воде (93-95ºС), в результате чего размягчается серицин (шёлковый клей), который склеивает нити в коконе. Затем наружный слой кокона снимают (коконный сдир) и находят конец коконной нити. Одна коконная нить очень тонка и недостаточно прочна для использования в текстильном производстве. Поэтому при размотке нити несколько коконов соединяют в одну, называемую нитью шёлка-сырца. Количество соединенных нитей в нити шёлка-сырца различно (от3 до 20) в зависимости от требований производства.

Кокон состоит из непрерывной нити длиной 600-1500 м и более в зависимости от породы шелкопряда. Однако наружные и внутренние слои коконов, состоящие из тонких, плотно склеенных нитей, невозможно размотать и выход шелковой нити после размотки на 20-34 % меньше общей длины коконной нити. Отходы, получаемые в процессе размотки коконов (коконный сдир, неразмот коконный, рвань шёлка-сырца, поврежденные коконы и коконы, не поддающиеся размотке), используют для получения короткого волокна, из которого вырабатывают шелковую пряжу[2].

Строение коконной нити. При рассмотрении коконных нитей под микроскопом чётко видны две параллельно идущие шелковины с налетами неравномерного слоя серицина. В поперечном сечении отдельные шелковины могут быть круглыми, овальными, с тремя округлыми гранями или плоскими, лентовидными (рис.7).


Рис.7 Волокно натурального шёлка:

1 – продольный срез; 2 – поперечный срез

Коконная нить состоит из двух белков: фиброина (75 %) и серицина (25 %).

В отличие от фиброина серицин легко растворяется в горячей воде (не ниже 90ºС). Поэтому при отварке в горячем мыльном растворе коконная нить в результате растворения серицина легко распадается на элементарные нити– мягкие, блестящие, более светлые фиброиновые шелковины. Такое волокно называется шёлком варёным [4].

СВОЙСТВА НАТУРАЛЬНОГО ШЁЛКА. Натуральный шёлк отличается от всех других природных волокон большой длиной и поэтому не нуждается в прядении. Длина коконной нити у шелкопряда различных пород различна и при размотке составляет 400-850 м, а в отдельных случаях – до 1500 м. По толщине как коконная, так элементарные нити неодинаковы. Вначале, т.е. в верхних слоях кокона, толщина нити изменяется незначительно, а к концу нити сильно утоняются. В среднем толщина коконной нити 20-30 мкм, или 290-330 мтекс. Поперечник элементарной шелковины колеблется от 10 до 20 мкм. По тонине элементарных нитей шелк относится к наиболее тонковолокнистым природным волокнам.

Прочность. Волокно натурального шёлка имеет довольно высокую разрывную прочность, что объясняется высокой степенью ориентации макромолекул фиброина вдоль оси волокна. Разрывная прочность коконной нити составляет в среднем 8-10 сН, элементарной нити – 3-4 сН, разрывное напряжение элементарной нити достигает 47 дн/мм². Относительная прочности коконной нити составляет 26-28 сН.

Разрывное удлинение шёлковых волокон 20-22 %, причем шёлковые волокна характеризуются высоким упругим и низким пластическим удлинением. Благодаря высокой упругости шёлкового волокна ткани и изделия из них не сминаются в процессе эксплуатации. Но упругость волокна натурального шёлка меньше, чем шерстяного [1].

По гигроскопичности натуральный шёлк занимает промежуточное положение между хлопком и шерстью. В нормальных условиях гигроскопичность его составляет 11 %.

Цвет отваренных коконных нитей белый, слегка кремоватый.

По химической стойкости натуральный шёлк превосходит шерсть. Разбавленные кислоты и щёлочи, органические растворители, применяемые при химической чистке одежды, на натуральный шёлк не действуют.

Натуральный шёлк растворяется только в концентрированных щелочах при кипячении. Фиброин – более стойкий белок, чем серицин. При длительном действии воды на окрашенных волокнах натурального шёлка возникает налет, который ухудшает внешний вид изделий. Прочность натурального шёлка в мокром состоянии снижается на 5-15 % [2].

Натуральный шёлк довольно легко адсорбирует на поверхности соли тяжелых металлов (олово, железо). Поэтому шёлковые ткани с целью повышения их драпируемости утяжеляют.

Натуральный шёлк характеризуется пониженной устойчивостью к действию света и светопогоды: его светоустойчивость примерно в 4 раза ниже, чем хлопка, и в 5 раз меньше, чем шерсти – при облучении в течение 200 ч. прочность волокна снижается на 50 %.

При температуре более 110ºС волокна натурального шелка теряют прочность.

Горение натурального шелка аналогично горению шерсти, только обуглившийся шарик не растирается пальцами [3].

Натуральный шёлк характеризуется высокой устойчивостью к микробным разрушениям, что объясняется особенностями его структуры. Нити с нарушенной структурой повреждаются микроорганизмами значительно быстрее [2].

Шёлк дубового шелкопряда имеет более грубые волокна, чем шёлк тутового шелкопряда. Коконы дубового шелкопряда почти не поддаются размотке и поэтому используются для получения пряжи.

2.3. АСБЕСТ

Асбест – это минеральное натуральное волокно, которое обладает огнестойкостью, электро- и теплоизоляционными свойствами и используется в технических целях [3].

Контрольные вопросы

1. 
   Как классифицируют текстильные волокна?
   
2. 
   Перечислите основные свойства волокон.
   
3. 
   Химический состав волокон.
   
4. 
   От чего зависит прочность волокон?
   
5. 
   От чего зависит растяжимость волокон?
   
6. 
   Как классифицируются хлопковые волокна в зависимости от степени зрелости?
   
7. 
   Укажите химический состав хлопка.
   
8. 
   Как подразделяются волокна хлопка по длине?
   
9. 
   Чем характеризуется техническое волокно льна?
   
10. 
    Укажите химический состав льна.
    
11. 
    Какими размерами характеризуется техническое и элементарное волокно льна?
    
12. 
    У какого волокна – хлопка или льна больше относительная разрывная нагрузка и чем это объясняется?
    
13. 
    Как горят волокна хлопка и льна?
    
14. 
    Каково воздействие щелочей и кислот на волокна хлопка и льна?
    
15. 
    В чём заключается процесс мерсеризации х/б волокон?
    
16. 
    Дайте характеристику нитрошёлка.
    
17. 
    Какие вы знаете другие лубяные волокна?
    
18. 
    Какие вы знаете листовые волокна?
    
19. 
    Волокна шерсти каких животных используют в текстильной промышленности?
    
20. 
    Из чего состоят волока и нити животного происхождения?
    
21. 
    Укажите химический состав шерстяного волокна.
    
22. 
    Перечислите три слоя шерстяного волокна, дайте их характеристику.
    
23. 
    Дайте характеристику всех типов шерстяных волокон.
    
24. 
    Какие выделяются типы однородных шерстяных волокон? Дайте их характеристику.
    
25. 
    Охарактеризуйте 4 стадии развития шелкопряда.
    
26. 
    Каков химический состав шёлка?
    
27. 
    Раскройте основные физические свойства шёлка.
    
28. 
    Каковы механические свойства шёлка?
    
29. 
    Что понимается под карбонизацией?
    
30. 
    Как горят животные волокна?
    
31. 
    Как отличить по продукту горения волокна шерсти от волокон шёлка?
    
32. 
    Назовите натуральное волокно минерального происхождения. Где оно используется?