Важнейшие виды натуральных волокон

Важнейшими видами натуральных волокон являют­ся хлопковые, лубяные (льняное, пеньковое, кенафное, джутовое), шерстяные и шелковые.

Хлопок — важнейший вид текстильного сырья. На его долю приходится половина общего количества мирового производства текстильных волокон и около 70 % — количества натуральных.

Промышленное использование хлопка разнообразно и выходит за пределы текстильной промышленности. Из продуктов, содержащихся в хлопке, можно получить до 200 различных веществ.

Волокно хлопка, собранное вместе с семенами, назы­вается хлопок-сырец. В таком виде оно поставляется на хлопкоочистительные заводы, где отделяется от семян и очищается. Получаемый в результате хлопок-волокно по массе составляет 1/3 хлопка-сырца. Для удобства транспортирования хлопок-волокно упаковывают в силь­но спрессованные кипы массой 120—190 кг и отправля­ют на хлопкопрядильные фабрики.

Хлопковое волокно характеризуется хорошей износо- и светоустойчивостью, гигиеничностью, красивым внеш­ним видом, хорошо переносит водную и тепловую обра­ботку. Его недостаток — повышенная сминаемость и де­формируемость.

Хлопковое волокно применяется в основном для про­изводства тканей бытового назначения.

Лубяные волокна получают из стеблей льна, конопли, джута и кенафа. Для получения волокон стебли сушат, отделяют семена, а затем размачивают. При этом в ре­зультате жизнедеятельности находящихся в воде микро­организмов разрушаются пектиновые вещества, соеди­няющие лубяной (волокнистый) слой с первичной корой.

Высушенную после этого солому (тресту) размина­ют. Выделенное при этом волокно для удаления остат­ков древесины (костры) подвергают трепанию, а для удаления коротких волокон — чесанию.

У грубоволокнистых культур (джут, кенаф) лубяной слой обычно выделяют из свежесрезанных стеблей, а за­тем подвергают их мочке, сушке и мятию.

Из всех лубяных волокон наибольшее значение для текстильной промышленности имеет льняное. Его полу­чают из однолетнего травянистого растения двух разно­видностей — лен-кудряш и лен-долгунец. Последний име­ет более высокий (до 60—80 см) и маловетвистый сте­бель, дающий мягкое, тонкое и длинное волокно.

Льняному волокну характерна высокая прочность и светоустойчивость (по этим показателям превосходит хлопок и шерсть), малая удлиняемость, хорошая влаго­поглощаемость, воздухо- и теплопроницаемость. Оно меньше загрязняется и легче очищается от загрязнений, чем хлопковое.

Недостатками льняного волокна являются низкая упругость (изделия из него легко сминаются), плохая окрашиваемость, а также значительная потеря прочно­сти при щелочной обработке.

По размеру посевных площадей и сбору льноволок­на СССР занимает первое место в мире. Поэтому в на­шей стране оно широко используется для выработки тканей бытового и технического назначения (водоупор­ных брезентов, паковочных и мешочных тканей, па­русины), а также крученых изделий (ниток, шнуров) и др.

Близким по свойствам и применению льняному явля­ется пеньковое волокно. Его изготавливают из коноп­ли — однолетнего травянистого растения. Из нее изго­товляют нитки, шпагат, веревки, канаты, а также ме­бельные, тарные и брезентовые ткани. В последние годы производство пеньки постоянно снижается, что связано с ростом выпуска химических волокон.

Волокно кенафа получают из стеблей однолетнего растения, возделываемого в Индии, КНР, США и Бра­зилии. Для него характерны высокая прочность, гигро­скопичность, химическая стойкость и долговечность. Так, археологическими раскопками добыты образцы ткани из кенафа, пролежавшие в земле более 3500 лет и хо­рошо сохранившиеся.

Волокно кенафа применяют для изготовления тарных тканей повышенного качества, каркасов ковровых изде­лий, канатов, веревок и др.

Джутовое волокно изготавливают из однолетнего травянистого растения, произрастающего в странах с тропическим климатом, в частности в Индии и Бирме. По свойствам аналогично кенафу, однако малоустойчи­во к действию влаги и атмосферному влиянию.

Джутовое волокно применяется для изготовления технических, упаковочных, мебельных тканей и ковров.

Шерстяное волокно — один из наиболее ценных ви­дов текстильного сырья, обладает отличными теплоизо­ляционными свойствами и влагоемкостью, мягкостью и эластичностью, благодаря чему изделия из него наибо­лее гигиеничны.

Для производства текстильных материалов исполь­зуется шерсть овец (95—97%), коз и верблюдов. При этом наиболее ценным тонким и мягким волокном явля­ется шерстяной пух, а наименее ценным — малопрочный и жесткий «мертвый волос».

Снятую посредством стрижки шерсть (руно) подвер­гают механической обработке (трепанию) и мойке в мыльно-содовом или нейтральном моющем растворе, после чего сушат и упаковывают.

Шерсть используют для производства пряжи, тка­ней, трикотажа валяльно-войлочных изделий и др.

Натуральный шелк представляет собой волокно жи­вотного происхождения — продукт выделения шелкоот­делительных желез гусениц шелкопрядов. Получаемое при размотке коконов волокно называется шелком-сыр­цом. Оно перерабатывается в крученый шелк.

Волокна натурального шелка очень тонки и прочны, хорошо окрашиваются, имеют приятный блеск, облада­ют высокой упругостью, благодаря чему мало смина­ются.

Натуральный шелк используется для изготовления тканей, швейных ниток, пряжи, парашютного полотна, в трикотажном производстве, причем для многих изде­лий бытового назначения он пока остается незаменимым.

Химические волокна

Важнейшим классом текстильных волокон являются химические волокна. Их производство в СССР, как и в других развитых странах, увеличивается темпами, во много раз превышающими темпы роста натуральных волокон. Так, в 1990 г. выпуск химических волокон и нитей достигнет 1,85 млн. т.

Это объясняется все возрастающей ролью текстиль­ных материалов, что обусловлено расширением их при­менения для удовлетворения непосредственных потреб­ностей людей, а также для обеспечения технического прогресса многих отраслей промышленности и транспор­та. Удовлетворить быстро растущие потребности за счет натуральных волокон, производство которых базируется на ограниченной сырьевой базе, связанной с выращива­нием сельскохозяйственных культур, не представляется возможным. Производство химических волокон характе­ризуется более высокими технико-экономическими пока­зателями. Капитальные вложения, трудовые затраты и себестоимость их значительно ниже, чем натуральных. Меньшее количество химических волокон заменяет боль­шее количество натуральных, причем этим достигается уменьшение массы готовых изделий, удлинение срока их службы.

Производство химических волокон отличается более простой технологией. Общая схема их получения вклю­чает приготовление прядильных растворов, формование (продавливание раствора или расплава полимера в су­хую среду или в раствор осадительной ванны) и отдел­ку. Это позволяет достичь высокой производительности труда, а также получить волокна, отличающиеся разно­образием свойств. Вместе с тем химические волокна обладают рядом недостатков, среди которых важней­шими являются невысокие гигиенические свойства.

К числу наиболее распространенных искусственных химических волокон относятся вискозное, медно-аммиач­ное и ацетатное.

Вискозное волокно— одно из наиболее распространенных химических волокон. Сырьем для его производ­ства является древесная целлюлоза, едкий натр, серо­углерод, серная кислота и ее соли.

Вискозное волокно легко окрашивается, гигроскопич­но, высокоэкономично, однако значительно теряет проч­ность в мокром состоянии, легко сминается и отличает­ся низкой износостойкостью.

Прочность вискозного волокна, его устойчивость к действию воды, щелочей, а также способность сохра­нять форму повышается модифицированием (полинозное волокно). Модификациями вискозных волокон являются также сиблон (вискозное высокомодульное), бактери­цидное, маслостойкое и др. Вискозное волокно приме­няется в производстве трикотажа, корда, а также тканей различного назначения.

Медно-аммиачное волокноизготавливается из хлоп­ковой целлюлозы и медно-аммиачного раствора. Оно отличается эластичностью, тонкостью, гладкостью, одна­ко малопрочное и сравнительно дорого. Применяется в производстве трикотажа, ковров и др.

Ацетатное волокноизготавливают из растворов аце­тата целлюлозы (ацетилцеллюлозы), получаемого из облагороженной древесной целлюлозы или хлопкового пуха. Отличается эластичностью, малой сминаемостью, мягкостью, диэлектрической способностью, однако у него невысокая прочность, низкая износо- и термостой­кость, значительная электризуемость. В отличие от дру­гих искусственных волокон оно не горит, а спекается.

В зависимости от типа исходного сырья выпускаются собственно ацетатное (из вторичной целлюлозы) и триацетатное (из триацетилцеллюлозы) волокна. Они применяются в основном для производства товаров ши­рокого потребления.

Синтетические химические волокна отличаются ма­лым водопоглощением и плотностью, химической инерт­ностью, устойчивостью к действию бактерий и микро­организмов, их физико-химические свойства почти не изменяются при погружении в воду. Однако крашение синтетических волокон затруднено. На их поверхности накапливается значительный электрический заряд, низ­кие также гигиенические свойства.

К наиболее распространенным карбоцепным синте­тическим волокнам относятся полиакрилонитрильное, поливинилхлоридное, полиолефиновое и поливинил-спиртовое, к гетероцепным — полиамидные и поли­эфирное.

Полиакрилонитрильное волокно, выпускаемое под торговым названием нитроновое, по внешнему виду и свойствам похоже на натуральную шерсть. Оно отлича­ется высокой прочностью, небольшой плотностью — 1,17 кг/м³, малой сминаемостью, устойчивостью к свету и другим атмосферным агентам, кислотам, слабым ще­лочам и органическим растворителям.

Нитроновое волокно широко используют для трико­тажного производства, изготовления ковров, тканей, ис­кусственного меха и др.

Поливинилхлоридные волокна отличаются высокой устойчивостью к действию большинства химических реагентов и микроорганизмов, низкой энерго- и тепло­проводностью, огнестойкостью. Однако у них невысокая устойчивость к истиранию, действию света и атмосфер­ных явлений, высоких (более 70°C) и низких (менее -15°C) температур.

Производимые в СССР Поливинилхлоридные волок­на известны под торговыми названиями хлорин, волокно ПВХ, ацетохлорин и винитрон.

Они используются для изготовления фильтров, спец­одежды, негорючих тканей, лечебного белья, теплоизоля­ционных материалов, а ковровом производстве.

К полиолефиновым волокнам относятся полиэтиле­новое и полипропиленовое.

Полиэтиленовое волокнообладает небольшой плот­ностью (940 кг/м³), высокими физико-механическими по­казателями, не гниет. Оно используется в основном для технических целей и в меньшей степени — для изготов­ления товаров народного потребления.

Полипропиленовому волокнуприсущи те же свойст­ва, что и полиэтиленовому, однако оно недостаточно стойко к действию тепла и света. Из полипропиленового волокна изготовляют нетонущие и негниющие морские канаты, электроизоляционные и фильтровальные ткани, оббивочные и декоративные материалы, ковры, три­котаж.

Поливинилспиртовое волокно,выпускаемое под тор­говым названием винол, отличается высокой прочностью, износостойкостью, гигроскопичностью, устойчивостью к изгибу, действию кислот, щелочей, нефтепродуктов, мик­роорганизмов и света

Винол применяют для выработки бытовых тканей, трикотажа, фетра, войлока, канатов, брезентов, рыбо­ловных сетей, фильтровальных материалов, а также в качестве армирующего материала в производстве ре­зиновых технических изделий и слоистых пластиков.

Одно из ведущих мест среди синтетических волокон принадлежит полиамидным волокнам.Они выпускаются двух разновидностей — капроновое (из поликапроамида) и анидное (из полигексаметиленанадипинамида).

Полиамидным волокнам присущи высокая прочность, эластичность, устойчивость к истиранию, ударным на­грузкам, многократным деформациям, действию химиче­ских реагентов, хорошая окрашиваемость. Однако они обладают повышенной электризуемостью, невысокими гигиеническими свойствами, свето- и термостойкостью.

Полиэфирное волокновыпускается под торговым на­званием лавсан и по внешнему виду напоминает шерсть.

Оно отличается высокой упругостью, поэтому мало сминается, прочностью, хорошей стойкостью к свету, по­вышенным температурам, истиранию, органическим рас­творителям, атмосферным воздействиям Однако плохо окрашивается, весьма сильно электризуется и загрязня­ется (пиллингуется).

Лавсановое волокно используется в производстве ка­натов, транспортерных лент, приводных ремней, брезентов, шин, искусственного меха, электроизоляционных, фильтровальных, бензо- и нефтестойких материалов, а также тканей бытового назначения. Для выработки платьевых и костюмных тканей используют также поли­эфирные текстурированные нити — кримплен.