Химические волокна

     Карбоцепные (содержат в цепи макромолекулы только атомы углерода):

     - полиакрилонитрильные (нитрон, орлон, акрилан, кашмилон, куртель, дралон, вольпрюла);

     - поливинилхлоридные (хлорин, саран, виньон, ровиль, тевирон);

     - поливинилспиртовые (винол, мтилан, винилон, куралон, виналон);

     - полиэтиленовые (спектра, дайнема, текмилон);

     - полипропиленовые (геркулон, ульстрен, найден, мераклон).

     Гетероцепные (содержат в цепи макромолекулы кроме  атомов углерода атомы других элементов):

     - олиэфирные (лавсан, терилен, дакрон, тетерон, элана, тергаль, тесил);

     - полиамидные (капрон, найлон-6, перлон, дедерон, амилан, анид, найлон-6,6, родиа-найлон, ниплон, номекс);

     - полиуретановые (спандекс, лайкра, вайрин, эспа, неолан, спанцель, ворин).

     3 Технология изготовления  волокон

     В промышленности химические волокна  вырабатывают в виде:

     - штапельных (резаных) волокон длиной 35…120 мм;

     - жгутов и жгутиков (линейная плотность соответственно 30…80 и 2…10 г/м);

     - омплексных нитей (состоят из многих тонких элементарных нитей);

     - мононитей (диаметром 0,03…1,5 мм).

     Первая  стадия процесса производства любого химического волокна заключается  в приготовлении прядильной массы (формовочного раствора или расплава), которую в зависимости от физико-химических свойств исходного полимера получают растворением его в подходящем растворителе или переводом его в расплавленное  состояние.

     Полученный  вязкий формовочный раствор тщательно  очищают многократным фильтрованием  и удаляют твердые частицы  и пузырьки воздуха. В случае необходимости  раствор (или расплав) дополнительно  обрабатывают — добавляют красители, подвергают "созреванию" (выстаиванию) и другие. Если кислород воздуха может окислить высокомолекулярное вещество, то "созревание" проводят в атмосфере инертного газа.

     Вторая  стадия заключается в формовании волокна. Для формования раствор  или расплав полимера с помощью  специального дозирующего устройства подается в так называемую фильеру. Фильера представляет собой небольшой  сосуд из прочного теплостойкого и химически стойкого материала с плоским дном, имеющим большое число маленьких отверстий, диаметр которых может колебаться от 0,04…1,0 мм.

     При формовании волокна из расплава полимера тонкие струйки расплава из отверстий  фильеры попадают в специальную  шахту, где они охлаждаются потоком  воздуха и затвердевают. Если формирование волокна производится из раствора полимера, то могут быть применены два метода: сухое формирование, когда тонкие струйки поступают в обогреваемую шахту, где под действием циркулирующего теплого воздуха растворитель улетучивается, и струйки затвердевают в волокна; мокрое формирование, когда струйки  раствора полимера из фильеры попадают в так называемую осадительную ванну, в которой под действием различных  содержащихся в ней химических веществ  струйки полимера затвердевают в  волокна.

     Во  всех случаях формирование волокна  ведется под натяжением. Это делается для того, чтобы ориентировать (расположить) линейные молекулы высокомолекулярного  вещества вдоль оси волокна. Если этого не сделать, то волокно будет  значительно менее прочным. Для  повышения прочности волокна  его обычно дополнительно вытягивают после того, как оно частично или  полностью отвердеет.

     После формования волокна собираются в  пучки или жгуты, состоящие из многих тонких волокон. Полученные нити при необходимости промывают, подвергают специальной обработке — замасливанию, нанесению специальных препаратов (для облегчения текстильной переработки), высушивают. Готовые нити наматывают на катушки или шпули. При производстве штапельного волокна нити режут  на отрезки (штапельки). Штапельное волокно  собирают в кипы.

     4 Природные волокна

     Природные волокна – это натуральные  текстильные волокна, образующиеся в природных условиях прочные  и гибкие тела малых поперечных размеров и ограниченной длины, пригодные  для изготовления пряжи или непосредственно  текстильных изделий (например, нетканых). Одиночные волокна, не делящиеся  в продольном направлении без  разрушения, называются элементарными (волокна большой длины – элементарными  нитями); несколько волокон, продольно скрепленных (например, склеенных) между собой, называются техническими. По происхождению, которое определяет и химический состав волокон, различают волокна растительного, животного и минерального происхождения. 

     4.1 Волокна растительного происхождения

     4.1.1 Хлопок

     Химическая  формула: ( C₆H₁₀O₅)_n

     Физические  свойства. Гигроскопичность хлопка достаточно высокая. При нормальных условиях зрелые волокна содержат 8…9 % влаги. Хлопок быстро впитывает влагу и быстро ее отдает. Во влажном воздухе хлопковое волокно может принять в себя до 27 % влаги, не делаясь влажным на ощупь. При погружении в воду волокна набухают, их прочность при растяжении увеличивается на 15…17 %.

     Хлопок  является плохим проводником тепла  и электричества.

     Основные  характеристики волокна. Хлопок — натуральное волокно, приятное на ощупь и хорошо пропускающее воздух. Неэластичен без добавления других материалов.

     Свойства  хлопка:

     - высокая влаговпитывающая способность;

     - приятен на ощупь;

     - позволяет коже «дышать»;

     - не электризуется;

     - прочен, но уступает искусственным волокнам по прочности и износостойкости;

     - можно красить и отбеливать.

     Способы получения. При созревании плода коробочка хлопчатника раскрывается. Волокно вместе с семенами — хлопок-сырец — собирается на хлопкоприёмных пунктах, откуда его отправляют на хлопкоочистительный завод, где происходит отделение волокон от семян. Затем следует разделение волокон по длине: наиболее длинные волокна от 20…25 мм и есть хлопок-волокно, а более короткие волоски — линт — идут на изготовление ваты, а также для производства взрывчатых веществ.

     Применение. Основную массу хлопка перерабатывают в пряжу, небольшую часть хлопкового волока и пуха используют для изготовления медицинской ваты, прокладок, фильтров. Пух и подпушек применяют также в химической промышленности как сырьё, из которого вырабатывают искусственные волокна и нити, взрывчатые вещества и т.д.

     Наиболее  распространенные изделия из хлопка это махровые полотнеца, которыми мы пользуемся изо дня в день. Далее  по степени известности следуют  махровые халаты. Они легки, удобны и долговечны. Махровые халаты, согревая тело, позволяют ему свободно дышать. Махровые халаты чаще всего используются после купания, так как ткань, из которой они изготовлены, прекрасно  впитывает влагу.

     4.1.2 Лён

     Химический  состав: около 80 % целлюлозы, до 8 % пентозанов, более 5 % лигнина.

     Физические  свойства. Лён обладает бактерицидными свойствами, не вызывает аллергии, не выделяет формальдегиды и хлорсодержащие флюоритные углероды (CFC).

     Основные  характеристики волокна. Целостность льняных волокон, получаемых из стеблей растения с одноименным названием, обеспечивается наличием в них пектина. Помимо пектина, волокна льна состоят из линина, воды (30 % вместе с пектином) и целлюлозы (70 %). Волокна относительно гладкие, прямые и светлые; они более хрупкие и менее гибкие, нежели у хлопка. Обладая достаточно высокой выносливостью, льняные волокна не отличаются эластичностью. Благодаря своей структуре гидрофильность льна значительно выше, чем у хлопка.

     По  причине высокой теплопроводности льняные волокна активно используют для производства летней одежды, поскольку  материал быстро распространяет тепло  человеческого тела по всей своей  поверхности. Высокая гидрофильность обусловливает быстрое впитывание влаги и быстрое высыхание  материала, что также делает лен  более предпочтительным, чем хлопок. К тому же лен легко стирается  в воде, легче подвергается пятновыводке, причем его мягкость повышается с  количеством перенесенных стирок. При  глажении изделия из льна следует  прежде хорошо увлажнить, либо необходимо их гладить паровым утюгом.

     Однако  некоторые виды льняных тканей должны подвергаться только «сухой» химической чистке, что определяется особенностями отделки материала на стадии производства. Вместе с тем лен очень сложно отбеливать, поскольку этот процесс (особенно с применением гипохлорита натрия) приводит к существенному ослаблению межмолекулярных связей волокон. Если уж решили отбеливать лен, лучше использовать карбонат натрия – он имеет ту же отбеливающую способность, что и гипохлорит, но менее агрессивен.

     Лен не подвергается сильной усадке, однако совершенно не переносит теплового  воздействия, в результате которого желтеет. К светопогоде льняные  ткани более устойчивы, чем к  теплу, но и здесь все зависит  от времени экспозиции, с превышением  которого начинаются необратимые процессы.

     Лен совершенно не подвержен влиянию  моли и щелочей, а вот кислотные препараты для него опасны: он "боится" как холодных концентрированных кислот, так и горячих разбавленных. При этом лен достаточно устойчив к воздействию холодных разбавленных кислот. С трудом подвергается крашению и может обесцвечиваться при воздействии пота.

     Способы получения. Процесс выращивания льна и получения льноволокна достаточно трудоемок. После созревания, лен «теребят» и расстилают на поле в виде ленты для того, чтобы под воздействием естественной влаги (роса, дожди) на льне начали развиваться грибки, которые разрушают пектиновые вещества, соединяющие волокно с древесиной стебля. В результате из льняной соломки получается "треста", у которой отделение волокна от стебля облегчено. Затем полученное таким образом льняное сырье ("треста") поступает для дальнейшей переработки на льнозаводы.

     На  льнозаводе происходит первичная переработка  льна. На мяльно-трепальных агрегатах  в процессе мятья и трепания волокна  приобретают вид длинных прядей, длина которых приблизительно равна  длине стебля. Часть волокон при  этом обрывается или откалывается и  попадает в отходы трепания. В отходы трепания попадает также разрушенная  древесина стебля (костра).  Между тем все элементарные волокна, содержащиеся в стебле, по своим морфологическим, физическим и химическим свойствам примено одинаковы. Разделение волокна и различная переработка являются следствием принятой технологии.

     По  современной технологии из льняного стебля получают различное по качеству длинное трепаное волокно и обработанные отходы трепания - короткое волокно.

     Для дальнейшей переработки льноволокно  обычно поступает на льнокомбинаты, где длинное трепаное волокно  подвергают чесанию, после которого оно разделяется на чесаное и  очес. После этого все виды волокна  перерабатываются по различным технологиям  мокрым и сухим способами прядения и используют для изготовления различных тканей.

     Из  чесаного длинного льноволокна получают тонкую качественную пряжу, которая  идет на изготовление различных тканей для одежды, постельного белья и так далее. Очесы используются для изготовления нетканых материалов (основа под линолеум). Из короткого льноволокна сухим прядением получают более грубую пряжу – для шпагатов, веревок, мешковины и так далее.

     Применение. Применяют льняное семя в качестве обволакивающего и смягчающего средства в виде слизи при заболеваниях кишечника. Масло льняное-наружное средство при ожогах, для приготовления мазей и втираний. Смесь этиловых эфиров жирных кислот льняного масла — препарат Линетол — применяют в качестве антисклеротического и ранозаживляющего средства при лучевых поражениях кожи, ожогах.