Материаловедение Физические свойства материалов Текстильные материалы Льняные волокна Синтетические волокна Прядение Ткачество

Льняные волокна

Наиболее ценными из лубяных волокон являются волокна льна-долгунца. Лён-долгунец обладает тонким, неветвящимся стеблем с высотой до 70 – 80см (иногда до 1,5м) с малым числом семенных коробочек. Лён-долгунец даёт до 25% волокна и 10% семян в пересчёте на сухой вес стебля.

Для выделения льняных волокон стебли льна обычно подвергают мочке (или химической обработке), отжиму, сушке, мятью и трепанию. Мочка представляет собой сложный процесс, сущность которого заключается в разрушении пектиновых веществ (веществ, склеивающих волокна в пучки, а последних – с древесинной частью стеблей льна) при совместном действии влаги, тепла и микроорганизмов. Из высушенных после мочки стеблей путем обработки на мяльных и трепальных машинах получают очищенный от древесинных частей волокнистый материал, называемый техническим волокном.

Отдельные волокна льна – технические – имеют большую длину, достигающую высоты стебля и колеблющуюся в пределах 30 – 100см. Технические волокна неодинаковы по форме и поперечному сечению, состоят из мелких волокон, называемых элементарными, длина которых 10 – 50мм. Элементарные волокна в техническом волокне склеены в пучки пектиновыми веществами (рис.4.2).

При высыхании пектин придаёт волокну повышенную жёсткость. Пектин становится мягким в воде и растворяется в щелочах при кипячении, а также легко разрушается при действии микроорганизмов в условиях повышенной температуры и влажности, представляя для них питательный субстрат. Поэтому лён менее стоек, чем хлопок, против гниения.

При рассмотрении в микроскопе элементарные волокна наблюдаются в виде нитей с тонким каналом посредине, который к концам волокна исчезает. Волокна имеют заострённые концы. Элементарное волокно льна в массе несколько тоньше хлопкового. Волокно имеет по длине утолщения и сдвиги, характерные для всех лубяных волокон.

Строение льняного волокна, как и хлопкового, характеризуется слоистостью и наклонно- спиральным расположением фибрилл относительно оси волокна. Только наклон этих спиралей у льна 8 – 100,а у хлопка 21 – 230, чем некоторые объясняют невысокую тягучесть льняных волокон (4 – 5%) и большую прочность (из-за большей ориентации фибрилл).

Низкая тягучесть волокна используется при производстве дратвы – толстой просмоленной или навощенной нитки, негниющей и хорошо стягивающей шов при шитье обуви, кожаных изделий.

Основная трудность в производстве льна:

- отделение льнокостры от пектина,

- отделение пектинового вещества от элементарного волокна.

Производство льна не достигло 100%-ого удаления пектинового вещества.

Прочность технического волокна 40 – 60кг/мм2, а элементарного – 80 – 120кг/мм2.

Гигроскопичность льна выше, чем хлопка, и составляет 11 – 12%.

Льняные волокна – одни из самых прочных, но обладают и наименьшим среди текстильных волокон удлинением при разрыве (2 – 5%), обладают повышенной теплопроводностью, плохо окрашиваются.

В обувном производстве изделия из льняных волокон применяются в основном в виде ниток для прикрепления деталей низа обуви; в незначительных размерах из льняных волокон изготовляют ткани для верхних, подкладочных и промежуточных деталей обуви. Льняные ткани используют также для производства отдельных видов искусственных кож.

Кроме вышеперечисленных растительных волокон, используют:

1. Конопляное техническое волокно. Его высота 2,20 – 2,30м, длина элементарного волокна 50 – 70мм; оно лучше льняного.

2. Джут (в Индии, Индонезии) – волокно водорослей (длина до 30м), особенностью которого является стойкость к морской воде.

Для производства волокон можно также использовать крапиву, дикий лён, кенаф (это травянистое однолетнее растение, лубяное волокно которого употребляется для изготовления текстильного сырья).

К натуральным белковым (животным) волокнам относятся шерсть, снимаемая с разных животных, в основном овец, и натуральный шёлк, получаемый путём размотки коконов тутового шелкопряда.

4.2.3. Шерстяные волокна

Шерстяные волокна представляют собой волосяной покров животных. Наибольшее применение находит овечья шерсть, в небольших количествах используется также шерсть козья, верблюжья, кошачья, собачья и др.

Шерсть состоит из белка кератина, аминокислотный состав которого несколько отличается от основного белка шкуры коллагена. Отличительной особенностью кератина (в котором содержатся серосодержащие аминокислоты цистин и цистиин) является наличие в нём дисульфидных мостиков, придающих волокну особую устойчивость к воздействию микроорганизмов, ферментов и кислот, но разрушающихся при действии щелочей.

Серосодержащие аминокислотные остатки также придают повышенную извитость молекулам, отсюда и цепкость волокна, что делает шерсть пригодной для прядения:

 

 S

 S

 S

В шерстяных волокнах различают три слоя: чешуйчатый, корковый, сердцевинный.

Волос имеет форму цилиндра, на поверхности которого располагаются тончайшие роговидные чешуйки, сплошь облегающие волокно (рис.4.3, а – тонкая шерсть; б – грубая шерсть); строение, размеры и расположение чешуек неодинаковы в разных видах шерсти.

Чешуйчатость волоса является одним из факторов, обусловливающих так называемое свойлачивание шерсти. Чешуйчатый слой обусловливает также характер блеска волокна.

Корковый слой располагается непосредственно под чешуйчатым. Он состоит из продолговатых веретенообразных клеток, расположенных вдоль волокна и плотно соединённых между собой. Корковый слой определяет механические свойства шерстяных волокон – их прочность, упругость, тягучесть.

Сердцевинный (внутренний) слой образуется из плоских высохших клеток, полости которых заполнены воздухом, что обеспечивает хорошие теплоизоляционные свойства пряжи. В тонких шерстяных волокнах сердцевинный слой отсутствует, по мере огрубения волокон он становится более заметным.

В зависимости от качества волокон, составляющих волокнистую массу шерсти, последняя разделяется на тонкую (пуховую), полутонкую, полугрубую и грубую (остевую). Остевая шерсть непригодна для прядения. Толщина шерстяных волокон перечисленных групп шерсти колеблется от 15 – 25 – для тонкого до 100мк и более – для грубого волокна. Длина шерстяных волокон может быть очень разнообразной – от 10 до 200мм и более.

Шерсть имеет извитость, которая, в отличие от хлопка, характеризуется волнообразным расположением в одной плоскости. Грубая шерсть отличается слабой извитостью.

Различают шерсть длинноволокнистую, идущую на выработку гладкой тонкой пряжи, называемой гребенной, и коротковолокнистую – с меньшей длиной волокна, применяемую для производства более толстой пряжи, идущей на изготовление сукон.

Прочность шерстяного волокна зависит от его толщины. Предел прочности его в 2 и более раз меньше, чем у растительных волокон (от 10 до 24кг/мм2), и уменьшается с увеличением толщины (с появлением и расширением сердцевинного слоя). Шерсть обладает очень высокой тягучестью (от 30 до 60%), причём остаточная деформация составляет до 50% тягучести. Чтобы увеличить упругую деформацию к шерстяным добавляются синтетические волокна. Так как шерсть обладает высокими обратимыми деформациями, то она отличается малой сминаемостью при изгибе.

Во влажном состоянии прочность шерсти сильно снижается, в отличие от хлопка и льна, растяжимость, наоборот, очень растёт, необратимые деформации увеличиваются.

Шерсть очень гигроскопична (14 – 16%), но, в отличие от целлюлозных волокон, медленно поглощает и отдаёт влагу. Удельный вес шерсти 1,30 – 1,33г/см3. Шерсть менее термогидроустойчива, чем растительные волокна.

Длительное нагревание до 1000С приводит к понижению прочности шерсти. В горячей воде может происходить сваривание шерсти.

Из шерстяных волокон (чаще в смеске с синтетическими) изготавливают фетр, сукно, шерстяные ткани и нетканые материалы, используемые для деталей верха и подкладки обуви, а также подошвенный и стелечный войлок.

Конфекционирование - целенаправленный подбор материалов для изготовления конструкции с заданными свойствами, обеспечивающий рациональное сочетание свойств материалов, образующих пакет деталей изделия. Основной целью конфекционирования материалов для изделия является производство товара высокого качества, конкурентоспособного в условиях рыночных отношений. Это предусматривает комплексное решение проблемы рационального и правильного выбора материалов в пакеты изделия, основанное на глубоком знании ассортимента, свойств материалов и требований к изделию в целом и её отдельным деталям.
Физические свойства материалов