2.1 Классификация текстильных волокон и понятие о волокнах

Текстильными материалами называются такие материалы, которые состоят из текстильных волокон. К этим материалам относят сами волокна, нити, а также изделия из них.

Текстильные волокна – протяженные гибкие и прочные тела с очень малыми поперечными размерами, ограниченной длины, пригодные для изготовления пряжи и текстильных изделий.

Волокна разделяют на элементарные и технические. Элементарными называют волокна одиночные, неделимые на более мелкие, а техническими- комплексные, состоящие из нескольких элементарных, склеенных вместе. Как те, так и другие волокна имеют сравнительно ограниченную длину – несколько десятков или сотен миллиметров.

Элементарная нить представляет собой элементарное волокно длиной в несколько десятков и сотен метров.

Текстильные нити - это тонкие, гибкие и прочные тела неопределенно большой длины, состоящие из соединенных вместе элементарных волокон или нитей и пригодные для изготовления текстильных изделий.

Текстильная нить, полученная при скручивании последовательно расположенных более или менее распрямленных элементарных или комплексных волокон, называется пряжей. Нить, которая получается путем соединения и скручивания элементарных нитей, носит название комплексной.

В природе имеется большое количество различных волокон, однако, чтобы использоваться в текстильной промышленности, они должны обладать определенными свойствами: прежде всего значительной прочностью, гибкостью, иметь шероховатую поверхность, сопротивляемость истиранию. Помимо общих свойств – упругости, прочности, износостойкости, способности накрашиваться и т.п., - различные волокна обладают и специфическими свойствами, что и определяет их область применения.

Исходя их происхождения и химического состава, текстильные волокна делят на натуральные и химические.

К натуральным относят волокна, которые формируются в природе без непосредственного участия человека и состоят в основном их органических гетероцепных природных высокомолекулярных соединений.

К химическим относят волокна, вырабатываемые в заводских условиях и состоящие в основном из органических гетероцепных и карбоцепных синтетических высокомолекулярных соединений и очень небольшая часть – их природных неорганических соединений.

Натуральные волокна делятся на три группы: волокна растительного происхождения (хлопок, лен, конопля, кенаф, сизаль и др.), животного происхождения или белкового (шерсть, шелк) и неорганические, минерального происхождения.

Рассмотрим волокна растительного происхождения.

Хлопок – важнейшее текстильное волокно, покрывающее семена растения хлопчатника, выращиваемого в районах с жарким климатом. После созревания хлопчатника волокна вместе с семенами собираются и отправляются на заводы первичной обработки хлопка, где волокно отделяется от семян. Хлопковое волокно обладает рядом замечательных свойств: большой гибкостью, цепкостью, имеет очень малую толщину, но большую прочность и износостойкость. Кроме того, волокно хорошо окрашивается. Длина волокон сравнительно равномерна и достигает 25-40 мм.

Эти свойства дают возможность получать из хлопковых волокон самую разнообразную пряжу: от толстой для выработки грубых и различных мебельных и одежных тканей до очень тонкой, из которой вырабатываются тонкие изящные ткани типа майи, батиста, маркизета или ткани типа перкаль для технических целей.

Лубяные волокна содержат в стеблях, листьях или оболочке плодов различных растений. В текстильной промышленности используются в основном стеблевые лубяные волокна, важнейшим из которых является лен. В отечественной промышленности среди лубяных волокон лен занимает 95-97%.

Лубяные волокна расположены пучками в коре льна, конопли и других растений. Для отделки волокон от коры растения должны пройти длительную естественную мочку, затем подвергаются тепловой или химической обработке, потом их мнут и после этого подвергают трепанию. Этот процесс является очень сложным и продолжительным.

По свойствам льняное и другие лубяные волокна отличаются от хлопковых. Они прочные, но более грубые и толстые, особенно технические. Длина лубяных волокон больше длины хлопковых, но имеет большую неравномерность. Поэтому из лубяных волокон получают более толстую пряжу, чем из хлопковых. Из льняной качественной пряжи вырабатывают полотенца, столовое и спальное белье, платьевые, а также технические ткани. Из более грубой льняной пряжи и их других волокон (пеньки, кенафа, джута) вырабатывают тарные и мешочные ткани, а также веревки и канаты.

К натуральным волокнам растительного происхождения относятся шерсть и шелк.

Шерсть – это волокна, покрывающие кожу овец, коз и верблюдов. Различают шерсть натуральную, заводскую и восстановленную. Первую получают в результате стрижки животных, вторую – при отделке кож животных и третью – при переработке вторичного шерстяного сырья.

Шерстяные волокна длиннее хлопковых, менее прочны, но более упруги. Благодаря этому шерстяные ткани обладают рядом ценных свойств – малосминаемостью, износостойкостью и драпируемостью, т.е. способностью хорошо поддерживать форму, первоначально заданную изделию из этих тканей. Из шерстяных волокон изготавливают два вида пряжи: суконную – толстую, мягкую, с небольшой прочностью, идущие на изготовление пальтовых и драповых тканей, и камвольную – тонкую, ровную, прочную, идущую на изготовление платьево-костюмных тканей и трикотажа.

Шелк – это тонкие нити, выделяемые гусеницей бабочки тутового шелкопряда. Шелковые нити обладают замечательными свойствами. Они прочные, ровные, упругие и имеют приятный внешний вид. Для получения из них текстильной нити достаточно скрутить вместе несколько элементарных нитей (волокон). Однако коконы удается размотать только наполовину. Другая часть образует отходы, которые перерабатываются в пряжу на шелкопрядильных фабриках. Из шелковых нитей изготавливаются легкие красивые платьевые ткани, а также технические.

К натуральным волокнам относится также асбест.

Асбест – это минеральное волокно, из которого состоят некоторые горные породы. Волокна асбеста имеют длину 16-18 мм, поэтому из них можно получить только толстую пряжу. Прядение асбеста можно осуществлять как в чистом виде, так и в смеси с хлопком. Асбестовые волокна не горят, плохо проводят тепло, поэтому применяются в основном для изготовления огнеупорных тканей, прокладок и изоляции.

К химическим волокнам относятся искусственные и синтетические. Все химические волокна поступают на текстильные предприятия в виде штапеля–коротких волокон соответствующей длины или в виде бесконечных нитей в комплексную. Искусственные волокна получают в результате переработки натурального сырья – целлюлозы, древесины, хлопкового пуха и отходов хлопка.

Наиболее распространенным из искусственных волокон является вискозное, которое в хлопчатобумажной промышленности перерабатывается в виде штапеля длиной 36-40 . Вискозные волокна ровные, хорошо перерабатываются, окрашиваются, имеют невысокую стоимость, но прочны, особенно в мокром виде; используются в основном в смеси в хлопком, но также и в чистом виде.

Кроме того, химической промышленностью выпускают следующие искусственные волокна: ацетатное, триацетатное, медноаммиачное (в небольшом объеме). Все искусственные волокна представляют собой высокомолекулярные органические соединения.

Синтетические волокна получаются в результате синтеза продуктов переработки нефти, каменного угля и природного газа. Стеклянные волокна изготавливают из известково-натриевого стекла. Большинство синтетических волокон – высокомолекулярные соединения (капрон, лавсан, нитрон).

Наибольшее распространение из синтетических волокон получило полиамидное соединение капрон. Это волокно имеет большую прочность, его можно изготавливать различной линейной плотности, прочность его в мокром виде почти не меняется. Из капрона изготовляют различные платьевые и технические ткани, трикотаж.

Волокно лавсан является полиэфирным высокомолекулярным соединением и выпускается в основном виде штапеля, но также и в виде нити. Обладает хорошими текстильными свойствами: высокой прочностью, упругостью, сравнительно высокой температурой плавления. Штапельное волокно лавсан чаще всего применяют в смеси с натуральными и химическими волокнами, что придает тканям малосминаемость, износостойкость, красивый внешний вид. Наиболее распространены ткани платьевые, для мужских сорочек (хлопколавсановые), костюмные полушерстяные, а также плащевые.

Волокно нитрон является полиакрилонитрильным соединением и используется в основном виде штапеля в смеси с натуральными волокнами. Нитрон по сравнению с капроном и лавсаном имеет меньшую прочность, однако обладает шерстистостью. Это его свойство повышает теплозащитные свойства и придает им приятный внешний вид. В чистом виде нитрон используется в основном для изготовления технических тканей.

Характерной особенностью синтетических волокон является их неспособность впитывать влагу, что сопровождается при механических воздействиях на волокна появлением статического электричества.