Волокна животного происхождения

К волокнам животного происхождения относят шерсть и на­туральный шелк.

Шерсть - это волокна снятого волосяного покрова овец, коз, верблюдов, кроликов и других животных. Шерсть получают в ос­новном с овец (97-98%), в меньшем количестве с коз (до 2%), верблюдов (до 1 %). Шерстяные волокна состоят из белка кератина, содержащего, как и другие белки, аминокислоты.

Шерстяные волокна под микроскопом легко можно отличить от других волокон - их наружная поверхность покрыта чешуй­ками. Чешуйчатый слой состоит из мелких пластинок в форме конусообразных колец, нанизанных друг на друга, и представляет собой ороговевшие клетки. За чешуйчатым слоем следует корко­вый - основной, от которого зависят свойства волокон и изделий из них. В волокне может быть и третий - сердцевинный слой, состоя­щий из рыхлых, заполненных воздухом клеток. Под микроскопом видна и своеобразная извитость шерстяных волокон. Их извитки волнообразны в отличие от хлопковых волокон, извитки которых штопорообразные. Сильную извитость имеет тонкая шерсть. С уве­личением толщины шерсти этот показатель уменьшается.

В зависимости от того, какие слои в шерсти присутствуют, она может быть следующих видов: пух, переходный волос, ость и мерт­вый волос. Пух-тонкое, сильно извитое, шелковистое волокно без сердцевинного слоя; переходный волос имеет прерывистый рыхлый сердцевинный слой, благодаря чему он неравномерен по толщи­не, прочности, имеет меньшую извитость; ость и мертвый волос имеют большой сердцевинный слой (занимает в мертвом волосе до 90% поперечного сечения), характеризуются большой толщиной, отсутствием извитости, повышенной жесткостью и хрупкостью, малой прочностью; мертвый волос плохо окрашивается, легко ло­мается и выпадает из готовых изделий.

Шерсть может быть однородной (из волокон преимущественно одного вида, например пуха) и неоднородной (из волокон разных видов - пуха, переходного волоса и др.). В зависимости от толщины волокон и однородности их состава шерсть подразделяют на тон-

кую, полутонкую, полугрубую и грубую. Тонкая шерсть относится к однородной и состоит из тонких волокон пуха, полутонкая - так­же однородная и состоит из более толстого пуха или переходно­го волоса; полугрубая - может быть однородной и неоднородной и состоять из пуха, переходного волоса и небольшого количества ости; грубая - неоднородная и включает в себя все виды волокон, в т. ч. ость и мертвый волос.

Важными показателями качества шерстяного волокна явля­ются его длина и толщина. В отличие от хлопка тонкая шерсть, как правило, более короткая. Длина шерсти влияет на техноло­гию получения пряжи, ее качество и качество готовых изделий. Из длинных волокон (обычно 55-120 мм) получают гребенную (камвольную) пряжу - тонкую, ровную по толщине, плотную, гладкую (непушистую). Из коротких волокон (до 55 мм) полу­чают аппаратную (суконную) пряжу, которая в отличие от пре­дыдущей, более толстая, рыхлая, пушистая, с неровностями по толщине. .

Прочность шерсти в значительной степени зависит от ее строе­ния. Относительная разрывная нагрузка и износостойкость тонкой шерсти выше, чем грубой, т. к. грубые волокна (ость, мертвый волос) имеют сердцевинный слой, заполненный воздухом. Шерс­тяное волокно имеет высокую упругость, а следовательно, малую сминаемость. Шерсть - достаточно прочное волокно (разрывная нагрузка тонкой шерсти - 12-20 сН/текс, грубой - 12-17 сН/текс). Удлинение при разрыве составляет соответственно 30-40 и 25-35%. В мокром состоянии волокна на 30% теряют прочность.

Блеск шерсти определяется формой и размером покрывающих ее чешуек: крупные плоские чешуйки придают шерсти макси­мальный блеск; мелкие, сильно отстающие чешуйки дедают ее матовой.

Шерсть тонкорунных овец обычно белая или слегка кремо-ватая, а грубошерстных и помесных - цветная (серая, рыжая или черная).

Свойства шерсти по-своему уникальны - ей присуща высокая свойлачиваемость, что объясняется наличием на поверхности во­локна чешуйчатого слоя. Это свойство учитывается при отделке

Глава 2

Текстильные товары

(валке) суконных тканей, фетра, войлока, одеял, при производстве валяной обуви.

Шерсть обладает низкой теплопроводностью, поэтому ткани отличаются высокими теплозащитными свойствами.

По гигроскопичности шерсть превосходит все волокна. Она медленно впитывает и испаряет влагу и поэтому не охлаждается, оставаясь на ощупь сухой. Под действием влаги и тепла кератин размягчается и удлинение шерсти возрастает до 60% и более. На способности шерсти менять свою растяжимость и усадку при влажно-тепловой обработке основано проведение ряда операций: сутюживание, оттягивание и декатировка. При высыхании шерсть дает максимальную усадку, поэтому изделия из нее рекомендуется подвергать химической чистке.

К действию света и светопогоды шерстяное волокно более ус­тойчиво, чем хлопковое и льняное.

Щелочи на шерсть действуют разрушающе, к кислотам она устойчива. Поэтому если шерстяные волокна, содержащие расти­тельные примеси, обработать раствором кислоты, то эти примеси, состоящие из целлюлозы, растворятся, и шерстяные волокна ос­танутся в чистом виде. Такой процесс очистки шерсти называют карбонизацией.

В пламени волокна шерсти спекаются, но при вынесении из пламени не горят, образуя на конце волокон спекшийся черный шарик, который легко растирается, при этом ощущается запах жженого пера. Недостатком шерсти является малая термостой­кость - при температуре 100-110 °С волокна становятся ломкими и жесткими, снижается их прочность.

Представляют интерес также козья шерсть и козий пух. Основными породами коз являются ангорские и кашмирские. Для сбора пуха используют коз оренбургских, горноалтайских, ан­горских, кашмирских и других пород. Полугрубая шерсть, состри­гаемая с ангорских коз, известна в промышленности под разными названиями - ангора, мохер.

Шерсть кашмирских пород отличается длиной, толщиной, блеском, упругостью. Козья шерсть является ценным текстильным сырьем и используется в гребенном прядении для изготовления

шарфов, пледов, одеял, высококачественных тканей и трикотажных полотен, а козий пух используется для изготовления трикотажных изделий.

В ассортимент шерстяного сырья входит верблюжья шерсть. Наиболее ценная шерсть у молодых и неработающих верблюдов (тайлак и гулевая). Эта шерсть состоит в основном из тонких пу­ховых волокон. Шерсть взрослых работающих верблюдов неод­нородна и груба, она более засорена.

Эта шерсть отличается высокими теплозащитными свойствами, упругостью, низкой свойлачиваемостью. Области применения верблюжьей шерсти - изготовление высококачественных одеял, пальтовых тканей типа бобрик.

К семейству верблюдов относятся также гуанако, лама и аль­пака. Шерсть гуанако и ламы довольно грубая, а шерсть альпака мягкая и блестящая, она широко применяется в пряже для ручного вязания, для трикотажного производства, при выработке пальтовых тканей.

Самым дорогим шерстяным сырьем является пух вигуньи.

Натуральный шелк по своим свойствам и себестоимости -ценнейшее текстильное сырье. Получают его разматыванием коко­нов, образуемых гусеницами шелкопрядов (тутового и дубового). Наибольшее распространение и ценность имеет шелк тутового шелкопряда, на долю которого приходится 90% мирового произ­водства шелка.

При рассмотрении коконной нити под микроскопом четко вид­ны две шелковины, неравномерно склеенные налетами серицина. В поперечном срезе шелковины могут быть круглыми, овальными, с тремя округлыми гранями, плоскими лентовидными. По длине коконной нити форма ее поперечного среза может меняться. В со­ставе коконной нити два белка: фиброин (75%), из которого состоят шелковины, и серицин (25%).

Из всех природных волокон натуральный шелк - самое легкое волокно и наряду с красивым внешним видом обладает высокой гигроскопичностью (11%), мягкостью, шелковистостью, малой сминаемостью, является незаменимым сырьем для изготовления летней одежды (платьев, блузок).

Глава 2

Текстильные товары

Натуральный шелк обладает высокой прочностью и хорошей деформативной способностью (относительная разрывная нагруз­ка примерно 30 сН/текс, удлинение при разрыве 16-17%). Раз­рывная нагрузка шелка в мокром состоянии снижается примерно на 15%.

Химические свойства натурального шелка аналогичны шерсти, т. е. к кислотам он устойчив и не устойчив к действию щелочи.

Натуральный шелк имеет самую низкую' светостойкость, по­этому в домашних условиях изделия на свету не сушат, особенно при солнечном свете. К другим недостаткам натурального шелка относят низкую термостойкость (такая же, как у шерсти) и высо­кую усадку, особенно у крученых нитей.

Химические волокна

Химические волокна получают путем химической модифика­ции природных (целлюлозы, белков и др.) высокомолекулярных соединений или синтезом из низкомолекулярных соединений (мо­номеров).

Основным исходным сырьем для получения химических во­локон служат древесина, отходы хлопка, стекло, металлы, нефть, газы и каменный уголь. Промышленное производство химических волокон включает в себя пять этапов: получение и предварительная обработка сырья, приготовление прядильного раствора или распла­ва, формование нитей, отделка и текстильная переработка.

Все волокна, кроме минеральных, формуют из расплавов или растворов высокомолекулярных соединений. При получении син­тетических волокон производится синтез волокнообразующих по­лимеров. Расплав или прядильный раствор высокомолекулярного вещества (полимера) определенной вязкости и концентрации филь­труется, освобождается от пузырьков воздуха и продавливается через тончайшие отверстия в фильерах. Фильеры представляют собой рабочие органы прядильных машин, осуществляющие про­цесс формования волокон. Струйки прядильных растворов или рас­плавов, вытекающие из фильеры, затвердевая, образуют нити. При формовании из расплава охлаждение и затвердевание происходят

при обдувании струек полимера сжатым воздухом или инертным газом. Формование из прядильных растворов может производить­ся сухим или мокрым способом. При сухом способе формования струйки прядильного раствора попадают в шахты с горячим возду­хом, где происходит испарение растворителя и затвердевание по­лимера в виде тончайших нитей. При мокром способе формование нитей из струек прядильного раствора происходит в осадительной ванне, содержащей определенные растворы или воду. Используя фильеры с отверстиями сложной конфигурации, можно получить профилированные и полые волокна (рис. 2.2).

Расширение ассортимента химических волокон и улучшение их качества достигается разработкой новых волокнообразующих полимеров и в большей степени физической (структурной) и хи­мической модификацией существующих волокон. Различные ме­тоды модификации дают возможность получить волокна с заранее заданными нужными свойствами.

К методам физической модификации относятся: вытягивание волокна на стадии его формования и отделки, формование воло­кон из смеси полимеров, получение профилированных и полых

а)

в)

Рис. 2.2. Формы поперечного среза:

а - профилированных отверстий фильер; б - профилированных волокон; в - полых волокон

Глава 2

\

Текстильные товары

волокон, формование бикомпонентных нитей путем слияния двух-трех струек разных полимеров в одну нить, получение комбиниро­ванных волокон путем осаждения на поверхности готового волокна других полимеров.

Химическая модификация включает в себя методы, частично изменяющие состав волокнообразующего полимера: синтез волок-нообразующих сополимеров на стадии приготовления прядильного раствора и формования нити, синтез привитых сополимеров (при­соединение звеньев сополимера к основному полимеру), "сшива­ние", т. е. образование поперечных связей между макромолекула­ми, химическое превращение полимера при воздействии на него различных реагентов.