Свойства хлопчатобумажной пряжи

    ВВЕДЕНИЕ 

       В настоящее время одной из ключевых задач поставленной перед текстильной  промышленностью Российской Федерации,  является интенсификация сырьевых ресурсов отрасли. По-прежнему лидирующим сырьевым компонентом в мировом балансе текстильного сырья, и в Российской Федерации в частности, продолжает оставаться хлопковое волокно.

       Широкое распространение хлопкового волокна  объясняется его выдающимися  свойствами, а именно: хорошей прядильной способностью благодаря извитости, гибкости и прочности. По своим свойствам  это самый подходящий материал для  одежды человека, а также для многих технических целей. Хлопчатобумажные ткани пригодны как для жаркого, так и для холодного климата. Хлопковые изделия изумительно  хорошо могут подражать изделиям из других волокон (например, трико  и вельвет – шерстяным изделиям, бумажное полотно – льняным, сатин  и ластик – шелковым). Вот почему весьма широк и разнообразен ассортимент  хлопковых изделий. Благодаря гибкости и прочности хлопковое волокно  является незаменимым во многих технических  изделиях, например, в автомобильных  шинах. Хлопковые угары дают хорошую вату, хлопковый линтер – хороший искусственный шелк, вату, лаки, взрывчатые вещества; ядро семени – кормовую или удобрительную муку, – словом все отбросы здесь хорошо утилизируются.

       Перспективой  для изменения свойств натуральных  и химических волокон является использование  нано технологий. Обработка полимерных соединений, составляющих структуру натурального волокна, на нано уровне позволяет не только устранить природные дефекты, но и создавать новые, качественно отличающиеся, свойства.

       Результатами  теоретических и экспериментальных  исследований, явилась разработка оптимальных  технологических параметров изготовления компактной упрочненной пряжи для  тканей технического назначения, позволяющая  отечественным текстильным предприятиям повысить качество и потребительские  свойства готовой продукции, а также наиболее рационально использовать свои сырьевые ресурсы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       

1. СВОЙСТВА  ХЛОПКОВОГО ВОЛОКНА

 

       Хлопок  обладает следующими свойствами: цвет или окраска, влажность, засоренность посторонними примесями наличие  пороков или дефектов естественных, и дефектов от обработки, степень  зрелости волокна, извитость, длина  волокна, тонина волокна, крепость, растяжимость, ровность, плотность, блеск и шелковистость.

       Но  все эти качества или свойства имеют неодинаковое значение для  прядения, в то время как некоторые  имеют значение только для прядения пряжи (сорность, влажность), другие свойства имеют большое значение для крепости пряжи и для прядильной способности (длина, тонина).

       Измерения длины волокна – это непосредственное измерение линейкой штапеля, вытащенного  из клочка хлопка руками. Этот метод  измерения длины быстрый, но неточный. Результат зависит от навыков  и умения испытателей. Кроме того, длина штапеля зависит и от влажности хлопка, так как сухие  волокна более извиты и короче, тогда как влажные – всегда прямее и длиннее.

       Существуют  более точные методы для измерения  длины волокна, но они более кропотливые; они применяются в лабораториях. Это измерения на различных приборах.

       Крепость  пряжи мало зависит от крепости волокна, но в гораздо большей степени  она зависит от длины волокна  и его тонины, а также от целого ряда других свойств: извитости, растяжимости, а также от структуры пряжи.

       Различные опыты показали, что при разрыве  пряжи рвутся не все волокна, а  от 40 до 60% волокон растаскиваются; вот  почему для крепости пряжи не столько  важна крепость волокна, сколько  те его свойства, которые увеличивают  трение между волокнами.

       Если  волокна будут иметь большую  длину, то трение между ними будет  больше, точно так же, если волокна  будут тоньше, а, следовательно, больше будет и поверхность их соприкосновения, т.е. трение между ними будет больше.

       Процент использования крепости волокна  в хлопчатобумажной пряже колеблется от 26 до 46,5%, т.е. крепость пряжи всегда меньше суммы крепостей волокон, ее составляющих. Опыты показали, что  хлопки более толстые имеют большую  силу сцепления, и также, что хлопки с равномерной извитостью имеют  большую силу сцепления, чем с  неравномерной извитостью.

       1.1 ДЛИНА ВОЛОКНА

         Волокна хлопка, даже из одной  коробочки, имеют разброс по  длине, поэтому различают штапельную  и модальную длины волокна. 

       Штапельную  длину определяют экспертным органолептическим  путем. Выдергивая из клочка хлопка мычку  волокон, или штапель, распрямляя его  и измеряя длину линейкой. Более  точным методом является инструментальный с помощью прибора Жукова.

       Модальная длина – это длина волокон, которые содержаться в хлопке в наибольшем процентном количестве.

       База  определяется по трем смежным наибольшим значениям веса. Чем выше база, тем  равномерней хлопок.

       Равномерность хлопка – это произведение модальной  длины на базу. По равномерности  сравнивают хлопок различной длины. Равномерным считается хлопок, у  которого показатель равномерности  более 1000.

        1.2 ЗРЕЛОСТЬ ХЛОПКОВОГО ВОЛОКНА

       Рост  и развитие волокна начинается сразу  же после оплодотворения цветка, когда  начинает развиваться завязь. За первые 25 – 30 дней происходит рост волокна  в длину, а потом начинается заполнение трубочки клетчаткой. Весь период развития занимает около 60 дней.

       1.3 ИЗВИТОСТЬ

       Когда коробочка лопается, волокна соприкасаются  с воздухом, сильно высыхают, стенки волокна спадаются, причем волокно  закручивается вокруг своей оси. Закрученность изменяется по своему направлению, она идет то влево, то вправо. Число завитков или поворотов  ленточки называют извитостью. Извитость  определяется путем подсчета числа  завитков под микроскопом.

       Извитость колеблется и изменяется на одном  волокне. Если извитость более равномерна, то сила сцепления волокон будет  больше. Извитость волокон зависит  от степени зрелости.

         1.4 ТОНИНА И МЕТРИЧЕСКИЙ НОМЕР

       Тонина  оказывает большое влияние на качество пряжи. В поперечном сечении  пряжи может разместиться при  одинаковой ее линейной плотности большее  число тонких волокон, чем толстых, а от количества волокон в сечении  зависит ее прочность. Кроме того, из более тонкого волокна можно  получить пряжу более высокого номера или меньшей линейной плотности.

       В производственных условиях тонина волокна, а также полуфабрикатов и пряжи, определяется условной мерой толщины  – линейной плотностью или метрическим  номером. Номером волокна называется отношение суммарной длины группы волокон к весу этих же волокон.

       Линейная  плотность волокна – это обратная величина номеру, измеряемая в тексах.

       Тонковолокнистый  хлопок имеет следующие номера: 6000 и выше, средневолокнистый: 5000…6000, грубоволокнистый: 3000…4500.

       1.5 ПРОЧНОСТЬ ВОЛОКНА,  РАЗРЫВНАЯ ДЛИНА  И РАЗРЫВНОЕ УДЛИНЕНИЕ.

       Прочность или крепость волокон характеризуется  силой, вызывающей его обрыв. Различают  прочность одиночного волокна и  прочность штапеля. Для измерения  прочности волокон используются динамометры.

       Для сравнения прочности волокон  разной тонины определяют разрывную длину волокон.

       Разрывная длина продукта (волокна, полуфабриката, пряжи) – это длина, при которой  он разрывается под действием  собственного веса. Чем выше разрывная  длина волокна, тем ценнее хлопок.

       Разрывное напряжение – это разрывное усилие, приходящееся на 1 мм² поперечного сечения волокна. По этой величине сравнивается относительная прочность волокон.

       Качество  хлопка характеризуется также разрывным  удлинением, которое обычно составляет при разрыве хлопковых волокон  в среднем 5…7% от первоначальной длины  волокна и зависит от степени  зрелости и влажности волокон.

       1.6 ВЛАЖНОСТЬ

       Хлопок  – гигроскопический материал, то есть он довольно сильно впитывает в себя влагу. Количество влаги, содержащейся в хлопке, постоянно изменяется в  зависимости от влажности окружающего  воздуха. В сильно увлажненном воздухе  хлопок может впитывать в себя до 27 % влаги от своего веса. Чтобы  определить содержание влаги в хлопке его подвергают высушиванию в  особом приборе. В него закладывается  партия хлопка (300-500 г), воздух внутри прибора  нагревается до 105⁰С.  Опыты показали, что различные виды хлопка при одной и той же температуре и при одной и той же относительной влажности воздуха имеют различное содержание влаги. С понижением температуры хлопок впитывает больше влаги.

       Метеорологические элементы так влияют на процесс адсорбции:

       1. С увеличением относительной  влажности воздуха влажность  хлопка растет.

       2. С увеличением температуры влажность  хлопка уменьшается.

       3. С увеличением давления влажность  хлопка увеличивается.

       Излишняя  влажность хлопка понижает выход  пряжи из хлопка.

       1.7 РОВНОСТЬ ВОЛОКНА

       Одинаковость  длины волокна в хлопке также  определяется практически при выщипывании штапеля. Определяется классификаторами на ощупь при приготовлении штапеля путем вытягивания и при разрыве штапеля руками.

       1.8 СОРНОСТЬ ХЛОПКА

       Сорность  влияет на ценность хлопка как товара, так как при обработке более  сорных хлопков будет выделяться больше угаров, следовательно, будет  меньше выход пряжи.

       При классификации сорность определяется на глаз, но, кроме того, на фабриках хлопок испытывают на выход ленты, пропуская  его через трепальные и чесальные  машины. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. СТРОЕНИЕ  ХЛОПКОВОГО ВОЛОКНА

 

       Хлопковое волокно представляет собой трубку из тонкой кожицы (кутикулы), которая  наполнена целлюлозой. Целлюлоза  откладывается в ней слоями (кольца роста), внутри остается незаполненное  пространство – канал. Таким образом  стенки волокна состоят из нескольких слоев целлюлозы; каждый слой состоит  из спиралей (фибриллы), причем спирали  идут в разные стороны. Целлюлоза  состоит из тонких нитей (мицелл) и  имеет правильное кристаллическое  строение, которым объясняются такие  свойства клетчатки, как способность  к двойному лучепреломлению и  форма получаемых рентгенограмм. Оболочкой  для трубочки служит тонкая наружная кожица. По мере созревания волокна  наружный его диаметр не изменяется, а внутренний канал уменьшается  за счет наслоения клетчатки. Полное развитие волокна заканчивается  раньше, чем происходит усыхание и раскрытие коробочки хлопчатника. На всех волокнах снаружи имеется тонкий слой растительного воска, оказывающий положительное влияние в процессе переработки волокон на текстильных предприятиях. Благодаря наличию воска облегчается относительное скольжение волокон при вытягивании и при чесании.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       3. ПОРОКИ ВОЛОКНА ХЛОПКА 

       Все пороки, встречающиеся в хлопке, можно разделить на две группы:

• естественные пороки
• пороки от обработки.