Волокнистые материалы подвергаются многочисленным механическим и химическим воздействиям, как во время переработки и в процессе облагораживания, так и впоследствии, при использовании потребителями.

Канаты, веревки и шпагаты изготавливают из текстильной пряжи и нитей путем кручения и плетения.

Для производства пряжи используют текстильные волокна - длинные (в сотни миллиметров) и очень тонкие (в несколько микрометров) тела, обладающие достаточной прочностью и гибкостью. Они бывают элементарными (одиночными) и комплексными, состоящими из нескольких элементарных волокон, соединенных между собой. Элементарные волокна, в отличие от комплексных, разрушаются при попытке разделить их вдоль оси на более тонкие волокна.

Натуральные волокна - это волокна, возникающие в результате естественных процессов природы и добываемые человеком (в отличие от искусственных) в готовом виде. Натуральные волокна подразделяются на три группы:

Все натуральные волокна растительного происхождения образованы природным полимером - целлюлозой (С6Н10О5), и поэтому могут быть названы целлюлозными волокнами. Наиболее чистая целлюлоза известна нам в виде фильтровальной бумаги, ваты, белых льняных и хлопчатобумажных тканей.

Целлюлоза, или клетчатка, относится к классу углеводов. Количество элементарных звеньев, составляющих макромолекулу целлюлозы (коэффициент полимеризации), в среднем достигает 6-10 тысяч. Чем выше коэффициент полимеризации, чем длиннее макромолекулы, тем прочнее волокно.

Целлюлоза не является химически инертным веществом и расщепляется при гидролизе до глюкозы. Промышленная химическая обработка растительного сырья ведет к разрушению примесей, в то время как сама целлюлоза или не затрагивается, или разрушается в гораздо меньшей степени. Целлюлоза распадается только под воздействием неорганических и органических кислот, щелочей (при наличии кислорода) и сильных окислителей (хлор, перекись водорода и др.). Кислород воздуха также может окислять целлюлозу, но в обычных условиях бытового использования этот процесс протекает очень медленно, и лишь при интенсивной инсоляции и повышенной температуре. Целлюлоза распадается также под влиянием анаэробных (водородное и метановое брожение) и аэробных бактерий.

Из ряда химических изменений, которые претерпевает целлюлоза еще в растениях по мере их роста, можно назвать одревеснение. В целлюлозной стенке растительной клетки образуется лигнин, отличающийся от целлюлозы повышенным содержанием в молекуле углерода и наличием метоксильных групп.

От 20 до 30% массы волокна составляют гемицеллюлоза, пектины и полиурониды - спутники целлюлозы. Они менее стойки по отношению к кислотам и щелочам и имеют меньший молекулярный вес. Кроме того, растения содержат белковые, воскообразные, дубильные, зольно-минеральные и некоторые другие вещества.

Лигнин и другие примеси, связанные химически или анатомически с целлюлозой в сырых волокнах, называют инкрустирующими веществами. По содержанию этих веществ хлопок и джут, например, занимают крайние и противоположные места. Количество инкрустирующих веществ в хлопке 5%, во льне - 13%, в пеньке - 25%, в джуте - 38%. Помимо инкрустирующих веществ в волокне содержатся также жир и воск.

Микрохимические исследования показывают, что макромолекулы целлюлозы волокна всех лубяных растений ориентированы в стеблях преимущественно в продольном направлении, хотя полной ориентации молекул не наблюдается. Такая структура обусловливает определенные физические и химические свойства волокон, наибольшее значение из которых имеет прочность волокон в продольном направлении.

Будучи весьма близкими по своему химическому составу, растительные волокна разных ботанических видов, используемых в качестве сырья, глубоко отличаются по своему происхождению и по морфологическому строению. Хлопок представляет собой образование эпидермиса семян, в то время как другие целлюлозные волокна - пенька, лен, джут - являются лубяными клетками, склеенными в пучки и скрытыми внутри стеблей.

Все растительные волокна гигроскопичны, т. е. поглощают влагу из окружающего воздуха. В нормальных атмосферных условиях натуральные растительные волокна содержат от 8 до 13% влаги.

Прочность технического лубяного волокна возрастает при увеличении влажности до 15-16%, после чего она начинает падать из-за ослабления связи между элементарными волокнами в лубяных пучках, и при 80%-й влажности величина этого показателя уменьшается почти вдвое от исходного уровня.

• Искусственные волокна (вискозные, медноаммиачные, ацетатные, белковые) получают из природных натуральных высокомолекулярных соединений. Они обладают свойствами и натуральных и ненатуральных волокон, однако производятся в меньших количествах по сравнению с натуральными.
• Синтетические волокна производят путем химического высокомолекулярного синтеза из растворов и расплавов (полиамидные, полиолефиновые, полиэфирные волокна).

Классификация текстильных волокон

Волокно - это протяженное, гибкое и прочное тело с малыми попереч­ными размерами, ограниченной длины, пригодное для изготов­ления пряжи и текстильных изделий.

Натуральные волокна, формируются в природе без непосредственного участия человека. Могут быть растительного, животного и минерального происхождения.

К химическим относятся нити и волокна, создаваемые в заводских условиях путём формирования их из природных или синтетических полимеров.

Натуральные волокна

Натуральные волокна растительного происхождения в зависимости от их расположения в растении делят на:

Семенные (получаемые из семян хлопчатника) – хлопок;

Лубяные (стеблевые) – лен, пенька, джут, кенаф, канатник, рами и др.;

Листовые (добываемые из листьев растений) – манильская пенька, сизаль и др.;

Плодовые (добываемые из скорлупы кокосовых орехов) – кокосовые волокна (койр).

Хлопком называютволокна, растущие на поверхности семян растения хлопчатника.

По виду волокно хлопка делят на средневолокнистый – длиной 30…35 мм (наиболее урожайный) и тонковолокнистый – тонкие волокна длиной 35…50 мм.

Волокно хлопка (рис. 2.2) имеет трубчатое строение. По мере созревания изменяется длина и форма волокна (извитость) и соотношение между внешним и внутренним диаметрами. Толщина стенок и извитость волокна зависят от степени зрелости (Z ), которая определяется отношением наружного (D ) и внутреннего (d ) диаметров волокна: Z  D/d . Наиболее пригодными для изготовления текстильных материалов считаются волокна хлопка со степенью зрелости 2,5…3,5.

Для производства текстильных материалов применяют волокна следующей длины: до 27 мм – короткие; 27…35 мм – средние; 35…50 мм – длинные.

Хлопковое волокно до 98% состоит из -целлюлозы (), относящейся к классу полисахаридов. Кроме-целлюлозы в состав полимерного вещества волокна входят: до 1,5% низкомолекулярные фракции целлюлозы ; до 1% воска и жиры, которые расположены на наружной поверхности волокна; до 0,5% азот, зольные, белковые и другие вещества, которые расположены между надмолекулярными образованиями основного полимерного вещества.

Наличие 3-х гидроксильных групп ( ОН) в элементарном звене -целлюлозы обеспечивает волокнам и материалам способность взаимодействовать с влагой.

Свойства:

высокие гигиенические свойства;

высокая прочность;

низкая кислотоустойчивость (особо сильное разрушающее воздействие на хлопковые волокна оказывают серная, соляная и азотная кислоты);

высокая щелочеустойчивость;

под действием световых лучей ухудшаются механические свойства, увеличивается жест кость и ломкость;

при увлажнении целлюлозные волокна набухают, становятся прочнее на 10-20 %;

выдерживают нагревание без изменения свойств до 150 0 С; легко воспламеняются.

Льняное волокно (-целлюлоза ) получают из растения льна-долгунца путем механического выделения волокна из стебля растения. Элементарное волокно льна имеет сильно вытянутую веретенообразную форму с узким каналом посередине (рис. 2.4) с закрытыми заострёнными концами. Волокна залегают в паренхиме коры стебля льна, который расположен между наружной покрывной тканью и слоем камбия , лежащим около слоя древесины , являющейся остовом стебля. Центральная часть стебля растения называется сердцевиной . Все слои стебля льна, от покрывной ткани до слоя камбия, называют корой стебля или лубом . Длина элементарного волокна льна колеблется в пределах от 10…24 мм, поперечник 12…20 мкм (1 мкм  10 -6 м). Элементарные волокна льна соединяются между собой в пучки при помощи срединных пластинок, состоящих из пектиновых веществ и лигнина. В пучке от 15…30 элементарных волокон, а в поперечном сечении стебля 20…25 пучков. Выделенные из стебля пучки элементарных волокон образуют технические волокна, длина которых составляет 170…250 мм, а поперечник 150…250 мкм.

Льняные волокна содержат меньше целлюлозы и больше других примесей, чем хлопок. Это затрудняет отделку льняных тканей.

Свойства:

похожи на свойства хлопковых волокон. Но льняные волокна прочнее, имеют большую светостойкость; имеют меньшую растяжимость при удлинении; большую сминаемость.

Также натуральные волокна растительного происхождения получают из рами, джута, конопли, кенафа и других растений.

Строение волокон конопли (пеньки) аналогично льняным, но элементар­ные волокна ее при той же длине более толстые и грубые. Применяют для изготовления канатов и технических тканей, а также в виде пряжи для текстильной и трикотажной промышленности. В зависимости от условий обработки волокна могут иметь зеле­ный, серый или коричневый цвет.

Джут - теплолюбивая и влаголюбивая культура семейства липовых. Комплексное волокно джута более тонкое, чем пень­ка. Основное применение джута - упаковочные ткани и мешки. Однако в последнее время предлагается использовать волокно джута для изготовления бытовых тканей - портьерных, обивочных и даже бельевых и джинсовых (в смеси с шерстью, льном, вискозным волокном и шелком).

Рами к ак и лен относится к тонкостеблевым волокнам, которое получается из стеблей многолетнего субтро­пического растения семейства крапивных. Техническое волокно рами - наиболее тонкое из всех лубяных, оно отличается высокими сорбционными свойствами. Волокна рами хорошо окрашиваются, прочны и эластичны, имеют красивый внешний вид. Рами используют в чистом виде и в смесках с хлопком для изготовления одежных и бельевых тканей. Недостатком рами является возможность аллерги­ческих реакций в виде зуда и жжения при контакте с кожей.

Волокна крапивы двудомной прочны, шелковисты, имеют высокую белизну и блеск. Используются для производства грубых тканей и веревок. Но пока не разработана экономически выгодная технология промышленного производства.

Шерстяным волокном, шерстью , называют волосяной покров животных – овец, коз, лам, верблюдов и других млекопитающих.

Шерсть, состриженную, счесанную или собранную с животных при линьке, называют натуральной . Шерсть, снятую со шкур, называют заводской или шубной . Шерсть, полученную при разделении на волокна шерстяного лоскута или тряпья, называют восстановленной.

Волокно шерсти состоит из чешуйчатого – 1, коркового – 2 и сердцевинного – 3 слоев (рис. 2.5). Чешуйчатый слой выполняет защитную функцию. Корковый слой состоит из веретёнообразных клеток, состоящих из фибрилл белка кератина, соединенных между собой межклеточным веществом. Сердцевина появляется в волокне шерсти при его росте и состоит из высохших пластинчатых клеток, расположенных перпендикулярно фибриллам коркового слоя. Расстояние между пластинчатыми клетками заполнено воздухом. В зависимости от зрелости и характера строения шерстяное волокно делят на четыре типа: пух, переходный волос, ость, мертвый волос.

Пух – состоит из чешуйчатого и коркового слоёв; волокно короткое, сильно извитое; толщина волокна – 14…30 мкм. Покрыто кольцеобразными чешуйками, которые представляют собой ороговевшие клетки.

Переходный волос  содержит чешуйчатый, корковый слои и слаборазвитую сердцевину, имеет малую извитость, толщина – 25…35 мкм.

Ость – имеет все три слоя, толщина – 40…60 мкм. Толще и грубее пуха, почти не имеет извитости. Покрыт пластинчатыми чешуйками.

Мертвый волос  имеет чешуйчатый и сердцевинный слои, корковый слой практически отсутствует, толщина  более 60 мкм. Наиболее грубое неизвитое волокно, жесткое, ломкое, плохо окрашивается.

Для производства текстильных полотен наибольшее применение нашли шерстяные волокна толщиной: 14…25 мкм  тонкие волокна, 25…31 мкм  полутонкие волокна, 31…40 мкм  полугрубые волокна.

Мертвый волос в текстильном производстве не применяется из-за его высокой хрупкости и ломкости.

Длина волокон тонкой шерсти лежит в пределах 50…80 мм, а грубой 50…200 мм.

Основным полимерным веществом шерсти (до 90%) является белок кератин .

Макромолекулы, агрегируясь, образуют элементарные нитевидные структуры спиралевидной формы – прото - и микрофибриллы . В результате дальнейшего взаимодействия микрофибриллы агрегируются в фибриллы , которые образуют волокна: шерсти, шелка, коллагена и др. Наличие у белков таких групп, как  NH,  OH и других, обеспечивает материалам, изготовленных из белковых волокон, способность взаимодействовать с влагой.

Свойства:

малая сминаемость;

в мокром состоянии на 30 % теряет прочность;

высокая свойлачиваемость из-за чешуйчатой поверхности;

низкая теплопроводность; самая высокая гигроскопичность;

достаточно высокая устойчивость к действию света%;

низкая термостойкость – при температуре 100-110 0 С волокна становятся ломкими и жесткими, снижается прочность.

Шёлковые волокна получают из коконов тутового или дубового шелкопряда. Тутовый шелкопряд в своем развитии проходит 4 стадии: яички (грена), гусеница, куколка, бабочка.

Бабочка шелкопряда откладывает от 400 до 600 яичек, из которых появляются гусеницы. Через 28-34 дня гусеница завивает кокон. В коконе гусеница превращается в куколку, а куколка – в бабочку. Бабочка, проделав в коконе отверстие, выходит наружу. Затем после спаривания самка откладывает грену и погибает.

В момент образования кокона (рис. 2.7 а) гусеница выпускает через шелкоотделительные железы две тонкие нити 1 из белка фиброина , которые соединяет между собой веществом 2, состоящим из белка серицина (рис.2.7 в ). Поперечный срез нитей шёлка изображен на рис. 2.7 б .

Шёлковое волокно имеет монолитную структуру и может достигать в длину нескольких сотен метров. Толщина шелкового волокна составляет 10-15 мкм. Шелк дубового шелкопряда более прочный, но менее мягкий и ровный, чем шелк тутового шелкопряда.

Свойства:

высокая гигроскопичность;

высокая прочность, мягкость, шелковистость;

в мокром состоянии на 15 % теряет прочность;

высокая устойчивость к кислотам и низкая – к щелочам;

самая низкая светостойкость (нельзя сушить на солнце!);

низкая термостойкость;

высокая усадка.

Асбест (греч. asbestos, буквально ‒ неугасимый, неразрушимый), название, объединяющее группу тонковолокнистых минералов из класса силикатов, образующих агрегаты, сложенные тончайшими, гибкими волокнами. Этими свойствами обладают минералы двух групп ‒ серпентина и амфибола, известные под названием хризотил-асбеста и амфибол-асбеста, различные по атомной структуре. По химическому составу асбестовые минералы ‒ водные силикаты магния, железа и отчасти кальция и натрия. Наибольшее значение имеет хризотил-асбест (95%).

Хризотил-асбест‒ минерал из группы серпентина, состав Mg 6 (OH) 8 ; Цвет в куске зеленовато-серый. Блескшелковистый. Твердость по минералогической шкале 2‒2,5, плотность 2500 кг/м 2 . Волокна гибки, обладают высокой прочностью на разрыв [около 3 ГН/м 2 (300 кгс/мм2)], высокой огнестойкостью (t пл около 1500°C), плохо проводят тепло и электричество. Длинаволокон варьирует от долей мм до 50 мм, редко более, толщина‒ доли мкм. В РФ добывается на Урале.

Язык проекта:

Натуральные волокна Волокна состоят из непряденых нитей материала или длинных тонких отрезков нити. Волокна используются в природе как животными так и растениями, для удержания тканей (биологических). Натуральные волокна - это волокна, которые существуют в природе в готовом виде, они образуются без непосредственного участия человека. В эту группу входят волокна растительного, животного и минерального происхождения. Основными признаками для классификации являются: химический состав волокон и область их происхождения.

Натуральные волокна

Шелк - состоит из волокна животного (белкового) происхождения. Шелковые нити получают из коконов гусениц тутового шелкопряда. К шелковой группе относятся такие ткани, как - вуаль, шифон, крепдешин, атлас чесуча, креп, креп-жоржет, туаль, фай, тафта, парча, фуляр и др. Традиционно, шелк считается одним из самых дорогих разновидностей ткани. Изделия из шелковой ткани очень легкие, прочные, красивые. Имеют приятный блеск, хорошо регулируют температуру тела. К недостаткам шелка можно отнести то, что ткань сильно мнется и чувствительна к действию ультрафиолетовых лучей. Часто к натуральному шелковому волокну добавляют другого рода волокна для получения новых интересных фактур и различных эффектных переплетений. Стоит отметить, что также выпускается искусственные и синтетические шелковые ткани.

Шерсть - натуральные волокна животного (белкового) происхождения. В качестве сырья используется волосяной покров животных - овечья шерсть, верблюжья шерсть, шерсть ламы, кролика и др. В группу шерстяных тканей входят: саржа, сукно, твид, бостон, коверкот, шевиот, дюветин и пр. Шерсть различных животных отличается по качеству, свойствам и области применения. Единственная общая характеристика всех типов шерсти - это исключительное качество удерживать тепло. Значительную массу шерсти (94-96%) для предприятий текстильной промышленности поставляет овцеводство. Натуральные шерстяные ткани мягкие, эластичные, лёгкие, воздухопроницаемые. Толщина тканей может быть разной, существуют как толстые, так тонкие шерстяные материи. Ткани из шерсти практически не сминаются.

Натуральное волокно минерального происхождения: асбест

натуральный волокно минеральный растительный

Асбест (греч.неразрушимый) - собирательное название группы тонковолокнистых минералов из класса силикатов. В природе это агрегаты с пространственной структурой в виде тончайших гибких волокон. Применяется в самых различных областях, например в строительстве, автомобильной промышленности и ракетостроении. По химическому составу асбест представляет собой водные силикаты магния, железа, кальция и залегает в горных породах в виде жил и прожилок.

Натуральные волокна растительного происхождения

Основным веществом, составляющим волокна растительного происхождения, является целлюлоза. Это твердое трудно растворимое вещество, состоит из звеньев С6Н10О5. Помимо целлюлозы в растительных волокнах присутствуют воски, жиры, белковые, красящие вещества и др.

Хлопок - это натуральное волокно растительного происхождения. Производят хлопок из волокон семян растений хлопчатника. На основе хлопка производятся: сатин, батист, марлевка, ситец, деним, фланель, канифас, тик, бязь, маркизет, перкаль, нансук, органди, пике, поплин, вуаль и прочие ткани. Достоинствами хлопчатобумажной ткани являются: прочность, высокая износостойкость, устойчивость к действию щелочей и эластичность. Ткань теплая, мягкая и приятная на ощупь, хорошо впитывает влагу, не электризуется. К недостатком ткани относят высокуюсминаемость из-за малой доли упругой деформации. Иногда к тканям хлопчатобумажной группы добавляют вискозу, и тогда на их матовой поверхности появляется изумительный блеск либо узор.

Лен - это натуральное и экологически чистое волокно растительного происхождения. Сырьем для производства льна служит стебель травянистого растения с одноименным названием. Льняные ткани гигиеничные, прочные, мягкие на ощупь, с хорошими влаго- и воздухопроницаемыми свойствами. Однако, ткани изо льна из-за незначительной растяжимости и слабой упругости волокна чрезвычайно сильно мнутся и плохо гладятся, а также изрядно садятся при стирки. Чаще всего изделия из льняной ткани выпускаются естественного цвета (от серого до бежевого). Имеют приятный блеск.

Джут издавна используется для изготовления веревок и мешковины, а также в качестве натуральной основы для ковров и линолеума. Джутовое волокно получают из одноименного растения, произрастающего главным образом в Индии и Бангладеш. Тканое джутовое напольное покрытие мягче, чем кокосовое или сизалевое, поэтому подходит только для помещений, где нет оживленного движения, например спален. Здесь текстура изделий из джута станет дополнительным преимуществом - по ним приятно ходить босиком.

Кокосовое волокно (койр) получают из орехов кокосовой пальмы. Из койра делают прочные и упругие напольные покрытия - ковры, циновки и придверные коврики. Кокосовое волокно отличается чрезвычайной износостойкостью, но оно колючее и с трудом поддается окраске.

Пенька (волокна стеблей конопли) необычайно прочна, не подвержена гниению и не боится соленой воды, а также не выцветает и не портится на ярком свету. В конопле, выращиваемой для текстильной промышленности, отсутствуют активные наркотические компоненты. Она великолепно разрастается и не нуждается в химической защите или подкормке. Из нее делают пеньку и грубое сукно. В сочетании с другими, более мягкими натуральными волокнами конопля является сырьем для легких и удобных тканей, которые можно использовать самыми разными способами

Волокна минерального происхождения

К волокнам минерального происхождения относятся асбесты (наиболее широко используют хризолит-асбест), расщепляя которые получают технические волокна. Перерабатывают их (обычно в смеси с 15-20% хлопка или химических волокон) в пряжу, из которой изготовляют огнезащитные и химически стойкие ткани, фильтры и др. Непрядомое короткое асбестовое волокно используют в производстве композитов (асбопластиков), картонов и др.

Объём мирового производства природных волокон в 1980 г. составил (млн. т/год): хлопок – 14,1, лен – 0,6, джут – 3,0, прочие грубостебельные и жесткие – 1,0, шерсть (мытая) – 1,6, шелк-сырец – 0,05.

Химические волокна

Полиамидные волокна

Полиамидные волокна, во многих отношениях превосходящие по качеству все природные и искусственные волокна, завоевывают все большее и большее признание. К наиболее распространенным полиамидным волокнам, выпускаемым промышленностью, относятся капрон и нейлон. Сравнительно недавно получено полиамидное волокно энант.

Капрон – полиамидное волокно, получаемое из поликапроамида, образующегося при полимеризации капролактама (лактама аминокапроновой кислоты):

Исходный капролактам практически получается двумя путями:

1. Из фенола:

Окисление циклогексана проводят кислородом воздуха в жидкой фазе при 130-140o С и 15-20 кгс / см2 в присутствии катализатора – стеарата марганца. При этом образуются циклогексанон и циклогексанол в соотношении 1:1.

Достоинства и недостатки натуральных волокон.

Достоинства:
- Не накапливают статического электричества (не электролизуются)
- Паропроницаемы
- Воздухопроницаемы
- Гигроскопичны (т.е. хорошо впитывают влагу)
- Имеют высокие теплоизоляционные свойства (не жарко летом, не холодно зимой)
- Престижны и обычно более дороги
Недостатки:
- Легко мнутся
- Плохо держат краску (редко могут быть окрашены в яркие цвета и могут линять при стирке)
- Деформируются при носке и грубой стирке (растягиваются, меняют форму). Могут сесть при неправильной стирке.
- Впитывают влагу (при этом заметно темнеют) и долго сохнут
- Могут пилинговаться (появляются «катышки»), однако это определяется в большей степени особенностями ткани, а не волокна.

Достоинства и недостатки синтетических волокон.

Достоинства:
- Обычно имеют низкую сминаемость
- Позволяют добиться более эффектной выделки и окраски (блеск, глянец, яркие цвета)
- Мало деформируются при носке (локти, колени)
- Мало деформируются после стирки
- Могут быть эластичными, что позволяет подчеркивать фигуру и даже немного «формировать» ее
- Быстро сохнут и не темнеют от влаги
- Меньше линяют и выгорают
Недостатки:
- Синтетика обычно хуже, чем натуральные ткани пропускает влагу и воздух (более низкая паро- и воздухопроницаемость).
- Многие покупатели утверждают, что синтетика вызывает раздражения или аллергию на коже, однако это довольно редкое явление и чаще всего связано с трением жесткой тканью.
- Синтетика электролизуется. Этот недостаток легко исправить с помощью аэрозольных антистатиков или опаласкивателей
- Низкие теплозащитные свойства

Исследование на гигиенические свойства

Качества одежды зависят от многих условий и в первую очередь от свойств ткани. Взаимодействие между кожей ребенка и тканями одежды определяется гигиеническими свойствами ткани: толщиной, массой, воздухо-и паропроницаемостью, гигроскопичностью, влагоёмкостью, гидро- и липофильностью, гидрофобностью, а также теплопроводностью и тд.

Теплопроводность характеризует теплозащитные свойства материалов: чем она ниже, тем теплее материал.

Толщина тканей измеряется в миллиметрах и влияет на теплозащитные свойства ткани (например, батист-0.1 миллиметра, драп-5 мм, натуральный мех-30-50 мм).В материалах имеющих большую толщину содержится больше воздуха, который обладает низкой теплопроводностью. Следовательно, чем толще материал, тем он теплее.

Масса ткани измеряется в граммах по отношению к единице площади материала (1 кв. м или 1 кв. см) (например, драп-77 г/кв. м, натуральный мех-1000 г/кв. м). Гигиенически оптимальной является ткань с минимальной массой и сохранением всех необходимых ей свойств.

Воздухопроницаемость - измеряется в куб. дм.и означает способность материалов пропускать воздух через 1 кв. м в секунду путем фильтрации через поры. (например, шелк натуральный-341 куб. дм./ кв. м в секунду, капрон-125 куб. дм./кв. м в секунду, мадаполам х/б-111 куб. дм./кв. м). Поверхностный слой зимней и осенней одежды должен иметь низкую воздухопроницаемость в целях защиты от холодного воздуха. Летняя одежда должна обладать максимальной вентилируемостью, то есть большой воздухопроницаемостью.

Паропроницаемость - измеряется в граммах водяного пара, проходящего за 1 час через 1 кв. м ткани, и определяет способность материалов пропускать через себя водяные пары, постоянно образующиеся в пододёжном пространстве, путем диффузии их через волокна. (например, мадаполам х/б-16,2 г/кв. м в час, шелк натуральный- 4,62 г/кв. м в час, капрон- 1,09 г/кв. м в час). В местностях с жарким климатом, когда теплоотдача осуществляется в значительной мере за счет испарения, одежда должна иметь наибольшуюпаропроницаемость.

Гигроскопичность - характеризует способность тканей поглощать водяные пары, выражается в % (например, батист, вольта, ситец > 90%, мадаполам х/б – 18%, драп облегченный – 16,5%, шерсть – 14%, репс – 7-8%, репс с водоотталкивающей пропиткой – 1,2%, капрон – 5,7%, лавсан – 0,5%). Хорошая гигроскопичность является положительным свойством материалов, используемых для внутренних слоев одежды; способствует удалению пота с поверхности кожи. Гигроскопичность тканей, применяемых для верхних слоев зимней и демисезонной одежды, должна быть минимальной, что предотвращает её промокание при атмосферных осадках и снижение теплозащитных свойств.

Влагоёмкость – определяет способность тканей впитывать воду при погружении в неё, выражается в %. Свойства ткани сохранять значительную часть пор свободными после увлажнения имеет большое значение, т.к. при этом достигается определенный уровень воздухопроницаемости и меньше изменяется тепловые свойства данного материала.

Гидрофильность – отражает способность ткани быстро и полно впитывать влагу, выражается в % (например, батист, вольта, ситец > 90%, репс с водоотталкивающей пропиткой – около 0%). Высокая гидрофильность должна быть у тканей, непосредственно соприкасающихся с кожными покровами и поглощающих водяные пары с кожи.

Гидрофобность (“несмачиваемость”) – свойство противоположное гидрофильности. Высокая гидрофобность должна быть у ткани, образующих верхний слой одежды и защищающих её от снега, дождя, тумана.

Липофильность – характеризует способность тканей впитывать в себя жир с поверхности кожи, выражается в %. Высокие её свойства являются отрицательным свойством, присущим в основном синтетическим тканям, т.к. капельки жира заполняют воздушные пространства между волокнами и ухудшают тем самым физико-гигиенические свойства материалов.

Намокаемость - способность тканей впитывать капельно-жидкую влагу. Очень ценные свойства для полотенец, простыней, белья, сорочек, платьев.

Характеристикой намокаемости тканей является их водопоглощаемость и капиллярность.

Водопоглощаемость тканей характеризуется количеством поглощенной воды в процентах к массе ткани при непосредственном соприкосновении ее с водой.

Капиллярность тканей характеризуется высотой, на которую поднимается смачивающая жидкость по капиллярам.

Водоупорность - свойство ткани сопротивляться смачиванию. Большое значение это свойство имеет для специальных тканей (брезентов, парусин, палаточных), плащевых тканей, пальтовых и костюмных шерстяных тканей.

Водоупорность ткани зависит от ее структуры и характера отделки. У тканей плотных, а также у сильно уваленных и обработанных водоупорными пропитками водоупорность выше.

Воздухопроницаемость - это свойство ткани пропускать воздухи обеспечивать вентилируемость одежды.

К тканям различного назначения предъявляются различные требования воздухопроницаемости. Сорочечно-платьевые и бельевые ткани должны обладать наибольшей воздухопроницаемостью. Ткани для верхней и зимней одежды должны обладать ограниченной воздухопроницаемостью, должны быть ветростойкими и не допускать переохлаждения тела человека в результате проникания чрезмерного количества холодного воздуха в пододежное пространство.

Воздухопроницаемость тканей зависит от наличия пор, которых у тканей тонких, малоплотных и неаппретированных больше, а у толстых, плотных, аппретированных - меньше. Проникание воздуха через ткань зависит от скорости движения человека или скорости ветра.

Теплозащитные свойства тканей - это их способность сохранять тепло, выделяемое телом человека. Теплозащитные свойства зависят от вида и качества волокнистого материала и структуры ткани.

Все волокна имеют какой-то коэффициент теплопроводности (наибольшим - целлюлозные волокна, особенно льняное; низким - белковые волокна; шерсть всегда считалась «теплым» волокном. По уменьшению теплопроводности волокна можно расположить с следующей последовательности: капроновые, искусственные, лен, хлопок, натуральный шелк, шерсть, нитрон. Кроме теплопроводности волокон, имеет значение их толщина, длина, извитость, упругость. Лучшими теплозащитными свойствами будут обладать ткани невысокой объемной плотности (0,2-0,35 г/см 3).

Большое значение для характеристики теплозащитных свойств имеют толщина и плотность ткани. Чем выше эти показатели, тем выше теплозащитные свойства ткани.

Пылеемкость и пылепроницаемость . Пылеемкость ткани - ее способность удерживать пыль и другие загрязнения.

Пылеемкость ткани зависит от структуры ткани, вида волокон и характера отделки ткани. Ткани плотные, с гладкой поверхностью загрязняются меньше, чем рыхлые, шероховатые. Больше всего загрязняются шерстяные ткани, потому что волокна шерсти имеют чешуйчатый слой, способствующий скоплению частиц пыли. Хлопчатобумажные ткани также легко загрязняются вследствие извитости волокон хлопка. Шелковые и льняные ткани загрязняются меньше, это объясняется тем, что волокна шелка и льна имеют гладкую поверхность, слабо удерживающую загрязнения. Мало загрязняются также аппретированные ткани.

Пылепроницаемость ткани - способность ее пропускать пыль в пододежный слой. Чем толще и плотнее ткань, тем меньше ее пылепроницаемость; это особенно важно при изготовлении спецодежды для рабочих пыльных производств (шахт, цементных заводов, мукомольных производств).

Электризуемость - это способность материалов накапливать на своей поверхности статическое электричество. При трении текстильных материалов на их поверхности протекают одновременно два процесса: процесс возникновения зарядов статического электричества определенной полярности и процесс рассеивания зарядов. Когда равновесие между этими процессами нарушается, происходит электризация.

Электризуемость текстильных материалов имеет суточные и сезонные колебания, связанные с ионизацией атмосферы. Например, летом электризуемость материалов выше, так как солнечная активность в этот период сильнее. В большинстве случаев электризуемость текстильных материалов представляет собой отрицательное явление: она осложняет технологические процессы производства материалов и изготовления из них швейных изделий. Электризуемость материалов в одежде при ее носке вызывает у человека неприятные ощущения, прилипание изделия к телу, быстрое загрязнение в результате прилипания частиц пыли и т.д. Кроме того, оказывает биологические воздействия на человеческий организм. Однако механизм этих воздействий еще до конца не выяснен. Известно, что положительное электрическое поле на поверхности кожи человека вызывает ряд патологических реакций. Отрицательное электрическое поле оказывает благоприятное воздействие на организм.

Правила при работе с кислотами и щелочами

Работа с концентрированными кислотами и щелочами проводится только в вытяжном шкафу и с использованием защитных средств (перчаток, очков). При работе с дымящей азотной кислотой с удельной плотностью 1,51 - 1,52 г/куб. см, а также с олеумом следует надевать также резиновый фартук.

Используемые для работы концентрированные азотная, серная, соляная кислоты должны храниться в вытяжном шкафу в стеклянной посуде емкостью не более 2 куб. дм. В местах хранения кислот недопустимо нахождение легковоспламеняющихся веществ.

Разбавленные растворы кислот (за исключением плавиковой) также хранят в стеклянной посуде, а щелочей - в полиэтиленовой таре.

Работа с плавиковой кислотой требует особой осторожности и проводится обязательно в вытяжном шкафу. Хранить плавиковую кислоту необходимо в полиэтиленовой таре.

Переносить бутыли с кислотами разрешается вдвоем и только в корзинах, промежутки в которых заполнены стружкой или соломой. Более мелкие емкости с концентрированными кислотами и щелочами следует переносить в таре, предохраняющей от ожогов (специальные ящики с ручкой).

Концентрированные кислоты, щелочи и другие едкие жидкости следует переливать при помощи специальных сифонов с грушей или других нагнетательных средств.

Для приготовления растворов серной, азотной и других кислот их необходимо приливать в воду тонкой струей при непрерывном помешивании. Для этого используют термостойкую посуду, так как процесс растворения сопровождается сильным разогреванием.

Приливать воду в кислоты запрещается!

В случае попадания кислоты на кожу пораженное место следует немедленно промыть в течение 10 - 15 минут быстротекущей струей воды, а затем нейтрализовать 2 - 5% раствором карбоната натрия.

Пролитую кислоту следует засыпать песком. После уборки песка место, где была разлита кислота, посыпают известью или содой, а затем промывают водой.

Пролитые концентрированные растворы едкого натра, едкого калия и аммиака можно засыпать как песком, так и древесными опилками, а после их удаления обработать место слабым раствором уксусной кислоты.

Использованную химическую посуду и приборы, содержащие кислоты, щелочи и другие едкие вещества, перед сдачей на мойку необходимо освободить от остатков и обязательно ополоснуть водопроводной водой.

Нанотехнологии

Нанотехнологии - комплекс областей науки и технологий, который стремительно меняется под влиянием новых открытий, происходящих практически каждый месяц.

Наноматериалы в текстиле. Текстиль на основе наноматериалов приобретает уникальные по своим показателям водонепроницаемость, грязеотталкивание, теплопроводность, способность проводить электричество и другие свойства.

Наноматериалы могут иметь в своем составе наночастицы, нановолокна и другие добавки. Например, компания Nano-Tex успешно производит ткани, улучшенные с помощью нанотехнологий. Одна из таких тканей обеспечивает абсолютную водонепроницаемость : благодаря изменению молекулярной структуры волокон, капли воды полностью скатываются с полотна, которое при этом «дышит».

Биомиметика в текстиле. В современных нанотехнологих широко используется прием, назвываемый биомиметикой, суть котрого состоит в том, чтобы «подсмотреть» и повторить успешное рещение проблемы, которое использует сама природа. Так были получены ткани-«липучки», принцип действия которых был взят у геккона, сверхпрочные нити и «самоочищающаяся» ткань, секрет которой подсказал цветок лотоса. Ниже мы расскажем подробнее об этих достижениях.

Американские исследователи из университета Клемсона (Clemson University ) на основе детальных исследований структуры листьев лотоса создали «самоочищающееся» покрытие , которое отталкивает гораздо больше воды и грязи, чем обычные ткани. По словам химика-текстильщика Фила Брауна, покрытие не очищает само себя, оно просто отталкивает грязь лучше, чем любая существующая сегодня ткань. Принцип действия позаимствован у природы. Как было установлено, листья лотоса обладают свойством «самостоятельного очищения», их поверхность отталкивает большую часть грязи и воды. Поверхность листа лотоса устроена таким образом, что капля воды катится по нему, собирая грязь. А на гладкой поверхности, наоборот, капля воды, сползая, оставляет грязь на месте.

Исследователи повторили этот механизм, нанеся разработанное покрытие на волокна ткани. Для этого ткань обработали специальным связующим полимером (полиглицидилом метакрилатом), который затем покрыли наночастицами серебра, остановив на них свой выбор из-за их противомикробного действия. Далее на поверхности наночастиц был выращен еще один полимерный гидрофобный слой, который отталкивает капли воды, заставляя их катиться по ткани и собирать грязь. Покрытие устойчиво и не разрушается при очистке и механическом воздействии.

Созданная ткань, использующая этот принцип, даже если ее пытаться сильно испачкать, будет отталкивать большинство мокрой грязи. А оставшуюся можно будет легко смыть обычной водой. Использование различных наночастиц в составе нового покрытия, безвердного для окружающей среды, позволит ткани приобрести ряд полезных свойств: от поглощения неприятных запахов до уничтожения микроорганизмов.

Новое запатентованное покрытие пока не имеет официального названия. Его можно нанести практически на любую ткань, включая шелк, полиэфир и хлопок. Однако технологический процесс достаточно сложен и не может быть реализован в промышленности, пока не будет создан простой и надежный принцип обработки ткани в несколько этапов.

Производство нановолокон
Нановолокна можно производить, наполняя традиционные волокнообразующие полимеры отличающимися по конфигурации наночастицами различных веществ или путем выработки ультратонких (диаметром в рамках наноразмеров) волокон.
Наполненные наночастицами волокна начали производить с 1990 года. Такие волокна малоусадочны, имеют пониженную горючесть, повышенную прочность на разрыв и истирание и в зависимости от природы вводимых наночастиц могут приобретать другие защитные свойства, требующиеся человеку.
В качестве наполнителей волокон широко используют углеродные нанотрубки с одной или несколькими стенками. Волокна, наполненные нанотрубками, приобретают уникальные свойства – они в 6 раз прочнее стали и в 100 раз легче ее. Наполнение волокон углеродными наночастицами на 5-20% от массы придает им также сопоставимую с медью электропроводность и химическую устойчивость к действию многих реагентов.
Углеродные нанотрубки используются в качестве армирующих структур, блоков для получения материалов с высокими прочностными свойствами: экранов дисплеев, сенсоров, хранилищ жидкого топлива, воздушных зондов и т.д. Например, при наполнении углеродными нанотрубками поливинилспиртового волокна, получаемого по коагуляционной технологии прядения, оно становится в 120 раз выносливее, чем стальная проволока и в 17 раз легче, чем волокно Кевлар (самое известное и прочное арамидное химволокно, получаемое по традиционной технологии и используемое в бронежилетах). Подобные нановолокна уже сейчас начинают применять для производства взрывозащищающей одежды и одеял, защиты от электромагнитных излучений.
Очень ценные и полезные свойства химические волокна приобретают при наполнении их наночастицами глинозема. Наночастицы глинозема в виде мельчайших хлопьев обеспечивают высокую электро- и теплопроводность, химическую активность, защиту от УФ-излучения, огнезащиту и высокую механическую прочность. У полиамидных волокон, содержащих 5% наночастиц глинозема, на 40% повышается разрывная нагрузка и на 60% – прочность на изгиб. Такие волокна используют в производстве средств защиты от ударов, например защитных касок. Известно, что полипропиленовые волокна очень трудно окрашиваются, что существенно ограничивает область их применения в производстве материалов бытового назначения. Введение 15% наночастиц глинозема в структуру полипропиленовых волокон обеспечивает возможность крашения их различными классами красителей с получением окрасок глубоких тонов.
Интенсивно развиваются исследования и производство синтетических волокон, наполненных наночастицами оксидов металлов: ТiO2, Al2O3, ZnO, MgО. Волокна приобретают следующие свойства:
- фотокаталитическую активность;
- УФ-защиту;
- антимикробные свойства;
- электропроводность;
- грязеотталкивающие свойства;
- фотоокислительную способность в различных химических и биологических условиях.
Еще одним интересным направлением в производстве нановолокон является придание им ячеистой, пористой структуры с наноразмерами пор. При этом достигается резкое снижение удельной массы (получение легких материалов), хорошая теплоизоляция, устойчивость к растрескиванию. Образующиеся нанопоры волокон могут быть заполнены различными жидкими, твердыми и даже газообразными веществами с различным функциональным назначением (медицина, ароматизация текстильных полотен, биологическая защита).
Другой тип нановолокон – ультратонкие волокна, диаметр которых не превышает 100 нм. Эта тонина обеспечивает высокое значение удельной поверхности и, как следствие, высокое удельное содержание функциональных групп. Последнее обеспечивает хорошую сорбционную способность и каталитическую активность материалов из подобных волокон.
В Европе (Англия, Франция), США, Израиле и Японии параллельно идут интенсивные работы по созданию синтетических белковых волокон, имитирующих структуру паутины, имеющей непревзойденные физико-механические свойства. Используя для выработки подобного белка другие продуценты (микроорганизмы, растения), удалось получить полимерные белковые нановолокна толщиной около 100 нм. Мягкий и сверхпрочный «паучий шелк» сможет заменить жесткий и негибкий кевлар в бронежилетах. Области применения «паучьего шелка» разнообразны: это и хирургические нити, и невесомые и чрезвычайно прочные бронежилеты, и легкие удочки, и рыболовные снасти. Пока речь идет о малых партиях, но нанотехнологии развиваются столь бурно и стремительно, что промышленного выпуска изделий, изготовленных из «паучьего шелка», ждать недолго.

Наноматериалы в текстиле Текстиль на основе наноматериалов приобретает уникальные по своим показателям водонепроницаемость, грязеотталкивание, теплопроводность, способность проводить электричество и другие свойства. Наноматериалы могут иметь в своем составе наночастицы, нановолокна и другие добавки. Например, компания Nano-Tex успешно производит ткани, улучшенные с помощью нанотехнологий. Одна из таких тканей обеспечивает абсолютную водонепроницаемость: благодаря изменению молекулярной структуры волокон, капли воды полностью скатываются с полотна, которое при этом «дышит». ПомимоLevi Strauss, ткани использует в своей джинсовой одежде и элементах обуви, в частности, компания Dockers. А американская компания NanoSonic разработала уникальную технологию, позволяющую создавать материалы с невозможными в природе свойствами, в частности, листы полимера, гибкие и упругие, как резина, и проводящие ток, как металл. Новый продукт назвали Metall Rubber – металлизированная резина. Процесс производства Metall Rubber называется электростатической самосборкой. Для его реализации компания даже создала специального робота, ускоряющего создание образцов. Дело в том, что наращивание пластины или какой-либо иной детали из металлического каучука идет буквально по молекулам. Новый материал выдерживает многократное скручивание, нагрев до 200°С и агрессивные химические среды. Компания надеется, что металлический каучук найдет применение в различных областях техники: от аэрокосмической отрасли до электроники, в том числе и в изготовлении текстиля для спецодежды (рис. 1). Из «горячих новинок» текстильного нанорынка следует отметить утеплительный материал Aspen’s Pyrogel AR5401, изготовленный на основе полимерного материала с нанопорами. Благодаря им материал ведет себя как хороший теплоизолятор. Компания Aspen Aerogels в марте 2004 г. начала производство из нового материала утепляющих стелек для обуви. Эти стельки заказывали: команда, выигравшая в 2004 г. марафон к Северному полюсу, одна из канадских лыжных команд и элитное спецподразделение армии США. Отзывы заказчиков о продукте были схожими: это универсальное решение для работы в экстремальных условиях (рис. 2). Новый изолятор сохраняет тепло лучше, чем все существующие современные материалы. По сравнению с ними его тепловые характеристики при одинаковой толщине образцов улучшились с 3 до 20 раз. Не удивительно, что при таких показателях изделия из нового теплоизолятора обладают минимальной материалоемкостью. Так, в армейской обуви слой стелек из Pyrogel AR5401 составил всего 2,5 мм в толщину.

Заключение

Важной составной частью личной гигиены является гигиена одежды.

По выражению Ф. Ф. Эрисмана, одежда является своеобразным кольцом защиты от неблагоприятных природных условий, механических воздействий, предохраняет поверхность тела от загрязнения, избыточного солнечного излучения, других неблагоприятных факторов бытовой и производственной среды.

В настоящее время в понятие пакета одежды входят следующие основные компоненты: белье (1-й слой), костюмы и платья (2-й слой), верхняя одежда (3-й слой).

По назначению и характеру использования различают одежду бытовую, профессиональную (спецодежду), спортивную, военную, больничную, обрядовую и т. д.

Повседневная одежда должна соответствовать следующим основным гигиеническим требованиям:

1) обеспечивать оптимальный пододежный микроклимат и способствовать тепловому комфорту;

2) не затруднять дыхание, кровообращение и движения, не смещать и не сдавливать внутренние органы, не нарушать функций опорно-двигательного аппарата;

3) быть достаточно прочной, легко очищаться от внешних и внутренних загрязнений;

5) иметь сравнительно небольшую массу (до 8-10 % массы тела человека).

Важнейшим показателем качества одежды и ее гигиенических свойств является пододежный микроклимат. При температуре окружающей среды 18-22 °С рекомендуются следующие параметры пододежного микроклимата: температура воздуха – 32,5-34,5 °С, относительная влажность – 55-60 %.

Гигиенические свойства одежды зависят от сочетания ряда факторов. Главные из них – вид ткани, характер ее выделки, покрой одежды. Для изготовления ткани используются различные волокна – натуральные, химические искусственные и синтетические. Натуральные волокна могут быть органическими (растительными, животными) и неорганическими. К растительным (целлюлозным) органическим волокнам относятся хлопок, лен, сизаль, джут, пенька и прочие, к органическим волокнам животного происхождения (белковым) – шерсть и шелк. Для изготовления некоторых видов спецодежды могут использоваться неорганические (минеральные) волокна, например асбест.

В последние годы все большее значение приобретают химические волокна, которые также подразделяют на органические и неорганические. Основную группу волокон химического происхождения составляют органические. Они могут быть искусственными и синтетическими. К искусственным волокнам относятся вискозные, ацетатные, триацетатные, казеиновые и т. д. Их получают при химической переработке целлюлозы и других исходных материалов природного происхождения.

Синтетические волокна получают путем химического синтеза из нефти, угля, газа и другого органического сырья. По происхождению и химической структуре выделяют гетероцидные и карбоцидные синтетические волокна. К гетероцидным относятся полиамидные (капрон, нейлон, перлон, ксилон и др.), полиэфирные (лавсан, терилен, дакрон), полиуретановые, к карбицидным – поливинилхлоридные (хлорин, винол), поливинилспиртовые (винилон, куралон), полиакрилнитрильные (нитрон, орлон).

Гигиенические достоинства или недостатки тех или иных тканей прежде всего зависят от физико-химических свойств исходных волокон. Наиболее важное гигиеническое значение из этих свойств имеют воздухо-, паропроницаемость, влагоемкость, гигроскопичность, теплопроводность.

Воздухопроницаемость характеризует способность ткани пропускать через свои поры воздух, от чего зависят вентиляция пододежного пространства, конвекционная отдача тепла с поверхности тела. Воздухопроницаемость ткани зависит от ее структуры, пористости, толщины и степени увлажнения. Воздухопроницаемость тесно связана со способностью ткани поглощать воду. Чем быстрее заполняются влагой поры ткани, тем менее воздухопроводной она становится. При определении степени воздухопроницаемости стандартным считается давление 49 Па (5 мм вод.ст.).

Воздухопроницаемость тканей бытового назначения колеблется от 2 до 60 000 л/м 2 при давлении 1 мм вод.ст. По степени воздухопроницаемости различают ткани ветрозащитные (воздухопроницаемость 3,57-25 л/м 2) с малой, средней, высокой и очень высокой воздухопроницаемостью (более 1250,1 л/м 2).

Паропроницаемость характеризует способность ткани пропускать через поры водяные пары. Абсолютная паропроницаемость характеризуется количеством водяных паров (мг), проходящих в течение 1 ч через 2 см 2 ткани при температуре 20 °С и относительной влажности 60 %. Относительная паропроницаемость – процентное отношение количества водяных паров, прошедших через ткань, к количеству воды, испарившейся из открытого сосуда. Для различных тканей этот показатель колебания от 15 до 60 %.

Испарение пота с поверхности тела – один из главных способов теплоотдачи. В условиях теплового комфорта с поверхности кожи в течение 1 ч испаряется 40-50 г влаги. Выделение пота более 150 г/ч сопряжено с тепловым дискомфортом. Такой дискомфорт возникает и при давлении пара в пододежном пространстве свыше 2 Гпа. Поэтому хорошаяпаропроницаемость ткани является одним из факторов обеспечения теплового комфорта.

Удаление влаги через одежду возможно путем диффузии водяных паров, испарения с поверхности увлажненной одежды либо испарения конденсата пота из слоев этой одежды. Наиболее предпочтительным путем удаления влаги является диффузия водяных паров (другие пути увеличивают теплопроводность, снижают воздухопроницаемость, уменьшают пористость).

Одним из наиболее важных в гигиеническом отношении свойств ткани является ее гигроскопичность, характеризующая способность волокон ткани поглощать водяные пары их воздуха и с поверхности тела и удерживать их при определенных условиях. Наибольшей гигроскопичностью обладают шерстяные ткани (20 % и более), что позволяет им сохранить высокие теплозащитные свойства даже при увлажнении. Минимальной гигроскопичностью обладают синтетические ткани. Важной характеристикой тканей (особенно используемой для изготовления белья, рубашечно-платьевых изделий, полотенец) является их способность впитывать капельно-жидкую влагу. Оценивают эту способность по капиллярности ткани. Наиболее высокая капиллярность у хлопковых и льняных тканей (110-120 мм/ч и более).

В обычных температурно-влажностных условиях хлопчатобумажные ткани удерживают 7-9 %, льняные – 9-11 %, шерстяные – 12-16 %, ацетатные – 4-5 %, вискозные – 11-13 %, капроновые – 2-4 %, лавсановые – 1 %, хлориновые – менее 0,1 % влаги.

Теплозащитные свойства ткани определяются теплопроводностью, которая зависит от ее пористости, толщины, характера переплетения волокон и т. д. Теплопроводность тканей характеризует тепловое сопротивление, для определения которого необходимо измерить величину теплового потока и температуру кожи. Плотность теплового покрова определяется количеством тепла, теряемого с единицы поверхности тела за единицу времени, конвекцией и радиацией при градиенте температуры на внешней и внутренней поверхности ткани, равном 1 °С, и выражается в Вт/м 2 .

В качестве единицы теплозащитной способности ткани (способность снижать плотность теплового потока) принята величина сlо (от англ. сlothes – «одежда»), которая характеризует теплоизоляцию комнатной одежды, равную 0,18 °С м/ 2 ч/ккал. Одна единица сlо обеспечивает состояние теплового комфорта, если теплообразование спокойно сидящего человека составляет примерно 50 ккал/м 2 ч, а окружающий микроклимат характеризуется температурой воздуха в 21 °С, относительной влажностью 50 %, скоростью движения воздуха 0,1 м/с.

Влажная ткань обладает высокой теплоемкостью и потому значительно быстрее поглощает тепло от тела, способствуя его охлаждению и переохлаждению.

Помимо перечисленных, важное гигиеническое значение имеют такие свойства ткани, как способность пропускать ультрафиолетовое излучение, отражать видимое излучение, время испарения влаги с поверхности тела. Степень прозрачности синтетических тканей для УФ-излучения составляет 70 %, для других тканей эта величина значительно меньше (0,1-0,2 %).

Основным гигиеническим достоинством тканей из натуральных волокон является их высокая гигроскопичность и хорошая воздухопроводность. Именно поэтому хлопчатобумажные и льняные ткани используют для изготовления белья и бельевых изделий. Особенно велики гигиенические достоинства шерстяных тканей – их пористость составляет 75-85 %, у них высокая гигроскопичность.

Вискозные, ацетатные и триацетатные ткани, получаемые путем химической обработки древесной целлюлозы, характеризуются высокой способностью сорбировать на своей поверхности водяные пары, они обладают высокой влагопоглощаемостью. Однако для вискозных тканей характерна длительная испаряемость, что вызывает значительные теплопотери с поверхности кожи и может привести к переохлаждению.

Ацетатные ткани по своим свойствам близки к вискозным. Однако их гигроскопичность и влагоемкость значительно ниже, чем у вискозных, при их носке образуются электростатические заряды.

Особое внимание гигиенистов в последние годы привлекают синтетические ткани. В настоящее время более 50 % видов одежды изготавливаются с их применением. Эти ткани имеют ряд достоинств: они имеют хорошую механическую прочность, устойчивы к истиранию, воздействию химических и биологических факторов, обладают антибактериальными свойствами, эластичностью и т. д. К недостаткам следует отнести низкую гигроскопичность и, как следствие, – пот не впитывается волокнами, а скапливается в воздушных порах, ухудшая воздухообмен и теплозащитные свойства ткани. При высокой температуре окружающей среды создаются условия для перегрева организма, а при низкой – для переохлаждения. Синтетические ткани способности поглощать воду в 20-30 раз меньше, чем шерстяные. Чем выше влагопроницаемость ткани, тем хуже ее теплозащитные свойства. Кроме того, синтетические ткани способны удерживать неприятные запахи, хуже отстирываются, чем натуральные. Возможны деструкция компонентов волокон вследствие их химической нестабильности и миграция соединений хлора и других веществ в окружающую среду и пододежное пространство. Миграция, например, формальдегидсодержащих веществ продолжается в течение нескольких месяцев и способна создавать концентрацию, в несколько раз превышающую ПДК для атмосферного воздуха. Это может привести к кожно-резорбтивному, раздражающему и аллергенному воздействию.

Электростатическое напряжение при ношении одежды из синтетических тканей может быть до 4-5 кВ/см при норме не более 250-300 В/см. Не следует использовать синтетические ткани для белья новорожденных, детей ясельного, дошкольного и младшего школьного возраста. При изготовлении ползунков и колготок допускается добавление не боле 20 % синтетических и ацетатных волоко

Выводы из моей работы

Итак, прочитав различную литературу об истории, видах и свойствах шерсти, я добилась поставленной цели и доказала гипотезу своей исследовательской работы о том, что шерсть овцы имеет не только целебное и оздоровительное свойство, но и является доступным и универсальным материалом в применении даже в домашних условиях.

Овечья шерсть определенно является одним из первых материалов, который человек научился применять себе на пользу.

Можно получить так называемые грубые шерстяные изделия эту в первую очередь всем известные валенки.

Особенно хороши шерстяные вязаные изделия. Они обладают не только красотой привлекательностью, но и сделанные из натуральных шерстяных ниток очень хорошо согревают в холодное время года и легко отводят влагу от тела.

Я рада, что у меня тема проекта очень важна для севременого мира и дляменя. Сама, в домашних условиях, исследовала ткани на гигиенические свойства. В процессе изготовления я пришла к выводу, что любое рукоделие – это кропотливый труд, который требует немало умения, терпения и фантазии. На примере бабушки я поняла, что к любому делу надо относиться добросовестно.

Перспектива дальнейшей деятельности: в будущем я продолжу заниматься своим новым увлечением, и планирую научиться вязать вещи не только для кукол, но и для себя и моих близких. Возможно, сошью стеганое шерстяное одеяло для сестренки. Мне хотелось бы не только самой вязать и делать красивые и полезные вещи, но и научить этому своих подруг.

Предметы:

При производстве швейных изделий используют самые разнообразные материалы. К ним относятся: ткани, трикотаж, нетканые материалы, натуральная и искусственная кожи, пленочные и комплексные материалы, натуральный и искусственный меха, а также швейные нитки, клеевые материалы, фурнитура.

Знание строения этих материалов, умение определять их свойства, разбираться в ассортименте и оценивать качество являются необходимыми условиями для разработки и производства высококачественной одежды, для правильного выбора методов обработки и установления режимов обработки материалов в процессе производства швейных изделий.

Наибольший объем в швейном производстве составляют изделия, выполненные из текстильных материалов.

Текстильные материалы, или текстиль, материалы и изделия, выработанные из волокон и нитей. К ним относятся ткани, трикотаж, нетканые полотна, швейные нитки и др.

Текстильное волокно представляет собой протяженное тело, гибкое и прочное, с малыми поперечными размерами, ограниченной длины, пригодное для изготовления пряжи и текстильных материалов.

Текстильная нить имеет ту же характеристику, что и текстильное волокно, но отличается от него значительно большей длиной. Нить может быть получена путем прядения волокон, и тогда она называется пряжей. Шелковую нить получают, разматывая кокон тутового шелкопряда. Химические нити формуют из полимера.

В зависимости от происхождения текстильные волокна делят на натуральные и химические. Данная классификация представлена (рисунок 1). К натуральным относятся волокна, создаваемые самой природой, без участия человека. Они могут быть растительного, животного или минерального происхождения.

Натуральные волокна растительного происхождения получают с поверхности семян (хлопок), из стеблей (лен, пенька и др.), из листьев (сизаль и др.), из оболочек плодов (койр).

Натуральные волокна животного происхождения представлены волокнами шерсти различных животных и коконным шелком тутового и дубового шелкопряда.

Химические волокна подразделяют на искусственные и синтетические.

Искусственные волокна получают путем химической переработки природных полимеров растительного и животного происхождения, из отходов целлюлозного производства и пищевой промышленности.

Сырьем для них служат древесина, семена, молоко и т.п. Наибольшее применение в швейной промышленности имеют текстильные материалы на основе искусственных целлюлозных волокон, таких как вискозное, триацетатное, ацетатное.

Рисунок 1 - Классификация текстильных волокон

Синтетические волокна получают путем химического синтеза полимеров, то есть создания имеющих сложную молекулярную структуру веществ, из более простых, чаще всего из продуктов переработки нефти и каменного угля.
К ним относят: полиамидные, полиэфирные, полиуретановые волокна, а также полиакрилонитрильные (пан), поливинилхлоридные (пвх), поливинилспиртовые.

Натуральные Волокна Растительного Происхождения

К волокнам растительного происхождения относят семенные и лубяные (рисунок 2).

Рисунок 2 - Классификация натуральных волокон растительного происхождения

К семенным волокнам относят хлопок.

Хлопком называют волокна, покрывающие семена однолетнего растения хлопчатника. Хлопчатник - растение теплолюбивое, потребляющее большое количество влаги. Произрастает в жарких районах.

В зависимости от длины волокна он бывает:

Коротковолокнистый длина волокна до 27 мм.

Средневолокнистый хлопчатник созревает через 130-140 дней с момента посева, дает волокно длиной 25-35 мм.

Длинноволокнистый хлопчатник имеет более длинный период созревания, меньшую урожайность, но дает более длинное (35-45 мм), тонкое в прочное волокно, которое применяется для выработки высококачественной пряжи.

В зависимости от зрелости волокна хлопка также делятся (рисунок 3).

Рисунок 3 - Эталоны зрелости волокон хлопка

Перезрелые волокна имеют толстые стенки, повышенную прочность, но при этом значительно увеличивается их жесткость. Эти волокна также не пригодны для текстильной переработки (рисунок 3 а).

Зрелое волокно хлопка содержит более 95 % целлюлозы, остальное представляет собой сопутствующие вещества (рисунок 3 б).

Незрелые тонкостенные волокна обладают малой прочностью, низкой эластичностью и плохо окрашиваются. Они не пригодны для текстильного производства (рисунок 3, в).

Степень зрелости волокон хлопка влияет на их прочность и удлинение. Доля пластической деформации в полном удлинении зрелого волокна хлопка составляет 50 %, поэтому хлопчатобумажные ткани сильно сминаются.

К лубяным волокнам относят:

Лен. Волокна льна относятся к так называемым лубяным волокнам, т. е. волокнам, получаемым из стеблей растений (рисунок 4). волокна льна являются наиболее ценными из всех лубяных благодаря высокой прочности, гибкости и хорошим сорбционным свойствам.

а - поперечный разрез, б - продольный разрез

Рисунок 4 - Элементарные волокна льна

Волокна конопли производят из стеблей растений, достигающих в высоту 1-2 метра. Использовали, главным образом, в канатном, упаковочном, мебельном и других производствах.

Пеньку получают из однолетнего травянистого растения. по сравнению с льняным пеньковое волокно более грубое и менее прочное. длинные волокна пеньки перерабатывают в канаты. однако одежные ткани привлекают приверженцев экологического стиля (эко - стиля) натуральной окраской зеленого, серого и коричневого оттенков. основными поставщиками пеньковых волокон являются германия, румыния, нидерланды и азиатские страны.

Родина джута - Индия, где он применялся в качестве волокнистого материала для грубых тканей. В настоящее время основное производство джута сосредоточено в Пакистане, Индии, Бангладеш. волокно джута грубее и толще льняного, однако, широкое распространение объясняется его дешевизной и большой гигроскопичностью. Высота стебля джута достигает 3-4 метров, оно не требует мятья, трепанья и усиленного расчесывания. Джутовое волокно способно впитывать до 27 % влаги, оставаясь на ощупь сухим. Используется джутовое волокно для упаковки таких продуктов как сахар, крупы, кофе, в производстве напольных покрытий, мебельных и джинсовых тканей, а также в смеси с шерстью и шелком.

Рами выращивают в Индии, Китае, Японии, южной европе. Из всех лубяных волокон рами является наиболее прочным и устойчивым к действию гнилостных процессов. Волокна рами имеют прекрасные характеристики по износостойкости: в два раза лучше льня, и в пять раз лучше хлопка. Нити рами очень блестящие, как шелк, хорошо окрашиваются и не теряют при этом свой великолепный шелковый глянец: прекрасно впитывают влагу и быстро сохнут.

Абака (манильская пенька) - это натуральное волокно родом с филиппинских островов. Получают волокна из листьев абака - так называется один из видов текстильного банана, достигающего в высоту 5 метров. Волокна равномерны по тонине, гигроскопичны, прочны, очень хорошо окрашиваются, но самое главное их преимущество - высокая стойкость к действию погоды и морской воды. Манильская пенька используется для производства канатов, морских парусов и других прочных тканей. В настоящее время абака применяется для выработки грубых и тонких одежных тканей, шляп и шляпной тесьмы.

Кокосовые волокна (койр) - их вытягивают из наружного покрытия кокосового ореха, то есть по сути - это шелуха, отходы кокосовой индустрии. Волокна грубые, жесткие, имеют коричневый цвет. используют кокосовые волокна в различных изделиях для придания им повышенной жесткости и износостойкости: в мебельной, обувной промышленности. Как наполнитель оно сохраняет свою упругость, не гниет ни при какой влажности, не слеживается.

Соевое волокно - создано на основе переработки растительных протеинов бобов сои. Благодаря содержанию в соевых бобах органических веществ и жирорастворимых витаминов, одежда из нового волокна способна даже предотвращать старение кожи.

Кенаф получают из однолетних растений кенафа. Из кенафа вырабатывают в основном мешочные и тарные ткани.

Кендырь - волокно очень прочное, устойчиво к загниванию. Используют кендырь для производства крученых изделий и пряжи для рыболовных сетей.

Натуральные Волокна Животного Происхождения

Основным веществом, составляющим натуральные волокна животного происхождения (шерсти и шелка), являются синтезируемые в природе животные белки - кератин и фиброин.

Рисунок 5 - Характеристика натуральных волокон животного происхождения

1) Шерстью принято называть волокна волосяного покрова различных животных: овец, коз, верблюдов и др. шерсть, снятая с овцы, называется руном. Овечья натуральная шерсть составляет более 95 % общего количества шерсти. Остальное приходится на долю верблюжьей и козьей шерсти, козьего пуха и др.

Основным веществом волокна шерсти является кератин, который относится к белковым соединениям. Волокно имеет три слоя: чешуйчатый, корковый и сердцевинный.

Шерстяные ткани мало пачкаются, мало мнутся и впитывают воду, но сильно впитывают водяной пар (до 40 % собственной массы), хорошо сохраняют тепло. Для того, чтобы разгладить шерстяную ткань, достаточно повесить изделие в помещении с влажным воздухом.

Шерстяные изделия имеют свойство свойлачивания, сваливания волокон, поэтому изделия стирают специальными моющими средствами при температуре воды 30 градусов, не трут, не скручивают, надолго не знамачивают.

Чешуйчатый слой является наружным слоем волокон и играет защитную роль. Он состоит из отдельных чешуек, представляющих собой пластинки, плотно прилегающие друг к другу и прикрепленные одним концом к стержню волокна. Каждая чешуйка имеет защитный слой.

Корковый слой является основным слоем волокна и включает в себя ряд продольно расположенных веретенообразных клеток, образующих тело волоса. В середине волокна имеется сердцевинный слой, который состоит из рыхлых тонкостенных клеток, заполненных пузырьками воздуха. Сердцевинный слой, не повышая прочности, способствует лишь увеличению толщины волокна, т.е. ухудшению его качества.

В зависимости от толщины и строения различают следующие основные типы волокон шерсти: пух, переходный волос, ость, мертвый волос (рисунок 6).

Рисунок 6 - Волокна овечьей шерсти

Пух - тонкое извитое волокно, имеющее два слоя: чешуйчатый, состоящий из кольцеобразных чешуек, и корковый.

Переходный волос несколько толще пуха. он состоит из трех слоев: чешуйчатого, коркового и прерывистого сердцевинного.

Ость - грубое прямое волокно, имеющее три слоя: чешуйчатый, состоящий из пластинчатых чешуек, корковый и сплошной сердцевинный.

Мертвый волос - наиболее толстое, грубое, но хрупкое волокно. оно покрыто крупными пластинчатыми чешуйками, имеет узкое кольцо коркового слоя и очень широкую сердцевину. Мертвый волос - жесткое, ломкое волокно с малой прочностью и плохой способностью окрашивается.

Вареная шерсть. Современные способы обработки шерсти способны придавать изделиям уникальные свойства. Такой является «вареная» шерсть. Высокоспециализированные барабанные машины, управляемые компьютером, свойлачивают шерстяные волокна при точно определенных пропорциях воды и силы при температуре 30-40 градусов. Воздействие высокой температуры на шерсть в процессе валяния способствуют тому, что она утрачивает свою естественную шероховатость, до конца носки сохраняет свою форму и качество, не поглощает влагу.

У зимней шерсти есть еще один конкурент - «холодная» шерсть - чистошерстяные камвольные ткани особого качества из супермягкой тонкой шерсти мериносов. Они отличаются легкостью, гигроскопичностью, практичностью и простотой в уходе.

Кашемир - это подшерсток горных коз определенной породы, который не стригут, а вычесывают или выщипывают вручную весной, когда после зимних холодов он животному не нужен. Основными поставщиками кашемира являются страны с резко континентальным климатом - Тибет, Монголия, Китай. кашмирский пух вычесывают специальным щипком. В год 1 коза дает примерно 100-200 грамм пуха. Для свитера понадобится пух 4-6 животных. В мире есть всего несколько марок, специализирующихся на производстве изделий из чистого кашмира: lamberto losani, pashmere, gunex, ривамонти, кучинелли.

Волокно мохер получают от древних ангорских пород коз. Основное поголовье ангорских коз разводят в Турции и американском штате Техас. Не так давно этих коз стали содержать в Австралии и Новой зеландии. От одной ангорской козы получают до 1,6 кг мохерового волокна. Турция, США и Китай ежегодно производят до 25 тысяч тонн этого волокна. Мохер - мягкий и гладкий материал, который пользуется популярностью у швейников всего мира. Из него шьют мужскую и женскую одежду, галстуки. Его часто смешивают с облегченной летней шерстью, благодаря чему одежда меньше мнется и приобретает шелковистость и блеск.

Шерсть ламы, альпака, викуньи. Все эти животные - представители южноамериканских верблюдов сегодня они обитают в основном на высокогорных плато в южных андах. Стрижка альпака производится с ноября по апрель. Стригут альпака вручную - во многих районах до сих пор сортируют вручную по цвету и качеству.

Викунья обитает только в некоторых районах перу, где ее бережно охраняют. Шерсть викуньи по мягкости и прочности несравнима ни с какими другими натуральными волокнами.

Верблюжья шерсть. Шерсть верблюдов, способная противостоять самым различным погодным воздействиям, обладает целым рядом уникальных свойств: низкой теплопроводностью, большой влагопоглощаемостью, прочностью и упругостью. Верблюжья шерсть почти в 2 раза легче и нежнее овечьей, так как более чем на 85 % состоит из пуха, который вычесывают, как правило, раз в год. Особенно ценной считается шерсть верблюжат, которую вычесывают с грудной части животного. Мытая верблюжья шерсть, которую не подвергают ни термической, ни химической обработке, используется для производства высококачественных одеял и пледов.

Сарлычьей шерстью называют шерсть яков. Цвет сарлычьей шерсти обычно черный или коричневый. Ее получают весной, когда яки линяют, и используют для производства одежды и одеял.

Производство шерстяных тканей состоит из нескольких этапов, которые можно представить в виде определенной схемы (рисунок 7).

Рисунок 7 - Технология производства шерстяных тканей

2) Сырьем для шелковых тканей являются волокна нитей, которые выделяют белкоотделительные железы тутового и дикого шелкопрядов.

Шелковые ткани отличаются благородным блеском. Они тонкие, мягкие, драпирующиеся, почти не мнущиеся. При стирке требует осторожность, так как шелк садится и теряет блеск. Ткань нельзя отжимать, выкручивать. влажные изделия заворачивают в ткань и слегка отжимают.

Для шелковых тканей характерны несколько другие этапы производства, нежели для шерстяных тканей (рисунок 8).

Рисунок 8 - Технология производства шелковых тканей

После первичной обработки и сушки коконов сматывают нить и получают шелк-сырец.

Средняя длина сматываемой нити 1000-1300 м.

Химические Волокна

Химические волокна получают путем химической переработки природных или синтетических высокомолекулярных соединений.

Химические волокна получаются в результате прядения (рисунок 9).

При мокром способе прядения фильеру помещают в коагуляционную (осадительную) ванну. Струйки прядильного раствора из фильеры попадают непосредственно в осадительную ванну. Поверхностные слои полимера коагулируют быстрее, образуя твердую оболочку. Внутренние слои коагулируют постепенно: по мере диффузии коагулянта через оболочку затвердевших слоев. Из ванны образующиеся нити подают на приемные вытяжные механизмы еще в пластическом состоянии.

а - сухим способом: 1 - фильтр; 2 - фильера; 3 - нити; 4 - обдувочная шахта; 5 - замасливающий ролик; 6 - приемная бобина;

б - мокрым способом: 1 - приемная бобина; 2 - коагуляционная ванна; 3 - нити; 4 - фильера; 5 - фильтр

Рисунок 9 - Формование нитей из раствора.

Сухой способ прядения отличается от мокрого тем, что прядильный раствор из фильеры попадает в термокамеру; нити затвердевают при высокой температуре на воздухе вследствие испарения растворителя.

Искусственные Волокна

К искусственным относят волокна из целлюлозы и ее производных. Вискозное, триацетатное, ацетатное волокна и их модификации (рисунок 10).

Рисунок 10 - Характеристика искусственных волокон

Вискозное волокно вырабатывается из целлюлозы, полученной из древесины ели, пихты, сосны.

Различают обычное вискозное волокно и его модификации.

Обычные вискозные волокна обладают рядом положительных свойств: мягкостью, растяжимостью, устойчивостью к истиранию, хорошей гигроскопичностью, светостойкостью.

Среди модификаций следует отметить следующие: высокопрочное вискозное волокно, вискозное высокомолекулярное волокно и полинозное волокно.

Высокопрочное вискозное волокно обладает наиболее равномерной структурой, что обеспечивает его прочность, устойчивость к истиранию и многократным изгибам.

Высокопрочное волокно сиблон придает тканям шелковистость, формоустойчивость, уменьшает их усадку, сминаемость.

Вискозное высокомолекулярное волокно является полноценным заменителем средневолокнистого хлопка. Волокно более прочное, упругое и износостойкое, чем обычное вискозное волокно.

Полинозное волокно - модифицированное вискозное волокно, являющееся полноценным заменителем тонковолокнистого хлопка при производстве сорочечных, бельевых, плащевых тканей, тонких трикотажных полотен и швейных ниток.

При стирке необходимо учитывать, что в мокром состоянии вискозные волокна теряют около 50 - 60 % прочности.

Вискозные ткани могут напоминать шелк, шерсть в зависимости от обработки волокон. Для вискозных тканей также характерен единый процесс производства, состоящий из нескольких стадий (рисунок 11).

Рисунок 11 - Технология производства шерстяных тканей

Триацетатные и ацетатные волокна называют ацетилцеллюлозными. они вырабатываются из хлопковой целлюлозы.

Под микроскопом поперечный срез ацетилцеллюлозных волокон менее изрезанный, чем вискозных, поэтому в продольном направлении они имеют меньше штрихов.

Ацетилцеллюлозные волокна обычно тоньше, мягче, легче вискозных и имеют больший блеск. По гигроскопичности, прочности, износостойкости ацетилцеллюлозные волокна уступают вискозным. В мокром состоянии волокна дают трудноустранимые замины, поэтому изделия из них при стирке не рекомендуется кипятить и выкручивать.

Метод производства ацетатного волокна основан на использовании уксуснокислых эфиров целлюлозы - ацетилцеллюлоз, растворимых в ряде органических растворителей.

При горении ацетатного волокна на его конце образуется оплавленный бурый шарик и ощущается характерный запах уксуса.

Гигроскопичность триацетатных волокон в 2,5 раза ниже, чем ацетатных.

Ацетатные волокна имеют малые сминаемость и усадку, способность сохранять в изделиях эффекты гофре, плиссе после мокрых обработок. Общие недостатки: высокая электризуемость, низкая устойчивость к истиранию, склонность к образованию заломов в мокром состоянии.

Синтетические Волокна

Преимущество синтетических тканей - дешевый способ производства, прочность, малая сминаемость. отрицательными свойствами являются малая гигроскопичность, воздухопроницаемость и элекризуемость. Синтетически волокна подразделяются на несколько видов (рисунок 12).

Рисунок 12 - Характеристика синтетических волокон

Полиамидные волокна. Волокно капрон, применяющееся наиболее широко, получают из продуктов переработки каменного угля и нефти.

Легкость, упругость, исключительно высокие прочность и износостойкость полиамидных волокон способствуют их широкому применению. Полиамидные волокна не разрушаются микроорганизмами и плесенью, не растворяются органическими растворителями, стойки к действию щелочей любой концентрации.

Шелон - структурно-модифицированное полиамидное легкое волокно, используемое при выработке шелковых блузочных и платьевых тканей.

Мегалон - модифицированное полиамидное волокно, близкое по гигроскопичности к хлопку, но превосходящее его по прочности и износостойкости в три раза.

Трилобал - профилированные полиамидные нити, имитирующие натуральный шелк.

Полиэфирные волокна. В общемировом производстве синтетических волокон полиэфирные волокна занимают первое место. Среди полиэфирных волокон хорошо известен лавсан. Исходным сырьем для получения лавсана служат продукты переработки нефти.

Характерными свойствами лавсана являются легкость, упругость, прочность, морозостойкость, стойкость к гниению и плесени, устойчивость к действию моли.

Лавсан устойчив к стирке и химической чистке. Гигроскопичность лавсана в 10 раз ниже, чем капрона, поэтому в текстильном производстве штапельный лавсан применяют для смешивания с вискозными и натуральными волокнами. В чистом виде лавсан используется для изготовления швейных ниток, кружев.

Полиуретановые волокна. Полиуретан используют для формования нитей спандекс (ликры). Волокна спандекс относятся к эластомерам, так как обладают исключительно высокой эластичностью.

Применяются нити спандекс для изготовления эластичных лент, тканей и трикотажных спортивных, корсетных и медицинских изделий.

Нити спандекса обладают легкостью, мягкостью, хемостойкостью, устойчивостью к действию нота и плесени, хорошо окрашиваются, придают изделиям упругость, эластичность, формоустойчивость и несминаемость. К их недостаткам относятся низкие гигроскопичность и теплостойкость, невысокая прочность и светостойкость.

Полиакрилонитрильные (пан) волокна. Исходным сырьем для изготовления нитрона служат продукты переработки каменного угля, нефти, газа. Нитрон - наиболее мягкое, шелковистое и теплое синтетическое волокно. По теплозащитным свойствам превосходит шерсть, но по стойкости к истиранию уступает даже хлопку. Прочность нитрона вдвое ниже прочности капрона, гигроскопичность очень низкая.

Поливинилхлоридные (пвх) волокна. Исходным сырьем для получения пвх волокон служат этилен и ацетилен. Выпускаются суровые и окрашенные в массе поливинилхлоридные волокна. Различают высокоусадочные волокна шерстяного хлопкового типа и малоусадочные. Высокоусадочные волокна в два раза прочнее малоусадочных. Вволокна негигроскопичны, не набухают в воде, но имеют высокую паропроницаемость.

ПВХ волокна морозостойки, стойки к действию микроорганизмов и плесени, щелочей, спирта и бензина. При сушке в токе горячего воздуха волокна дают необратимую тепловую усадку. Рекомендуется стирка изделий в теплых растворах моющих средств без кипячения обработка на паровоздушном манекене прессе и утюгом не допускается.

Хлорин не горит. При внесении в пламя волокно сжимается, ощущается запах хлора. Добавление хлорина снижает горючесть текстильных материалов.

Поливинилспиртовые волокна. Волокна вырабатываются из поливинилового спирта. Одно из волокон этой группы - винол. Винол - наиболее дешевое и гигроскопичное синтетическое волокно. По гигроскопичности винол приближается к хлопку, а по стойкости к истиранию в два раза его превосходит.

Винол стоек к действию мыльно-содовых растворов, но в мокром состоянии теряет прочность на 15 - 25 %. При производстве синтетических тканей необходимо так же соблюдать определенную последовательность операций (рисунок 13).

Полиолефиновые волокна. Самые легкие синтетические волокна, объемная масса их меньше единицы. Они не гигроскопичны, обладают высокой прочностью, биостойскостью, высоким коэффициентом трения.

Рисунок 13 - Технология производства синтетических тканей

Хлопковые волокна - это волокна, покрывающие семена растения хлопчатника. Основным веществом (94-96%), из которого состоит хлопковое волокно, является целлюлоза. Зрелое хлопковое волокно под микроскопом имеет вид плоской ленточки со штопорообразной извитостью и с каналом, заполненным внутри воздухом.

В зависимости от длины волокон хлопок подразделяют на коротковолокнистый (20-27 мм), средневолокнистый (28-34 мм) и длинноволокнистый (35-50 мм). Чем длиннее хлопковое волокно, тем оно тоньше. Поэтому длинноволокнистый хлопок называют и тонковолокнистым; он лучше и дороже.

В процессе мерсеризации (обработки раствором едкого натра при одновременном растяжении волокна) хлопчатобумажные волокна приобретают мягкий блеск, усиливаются их прочность на разрыв и впитывающая способность. Мерсеризованный хлопок более прочный, лучше красится, слегка блестит и более прочный, чем обычный хлопок.

Хлопковое волокно имеет высокую гигроскопичность (8 -12%), поэтому хлопчатобумажные ткани и изделия из них обладают хорошими гигиеническими свойствами. Хлопок обладает способностью быстро впитывать влагу и быстро ее испарять, т. е. быстро высыхает. Хлопковые волокна достаточно прочны, удлинение при разрыве составляет 7-9%. Хлопок имеет сравнительно высокую термостойкость. По светостойкости из натуральных волокон он уступает лубяным и шерстяным волокнам.

Отрицательными свойствами хлопкового волокна являются высокая сминаемость (из-за малой упругости), большая усадка.

Лубяные волокна получают из стеблей, листьев или оболочек плодов растений. Характерной особенностью лубяных волокон в отличие от других является то, что они представляют собой пучки волокон, соединенных пектиновыми веществами. Из всех лубяных волокон наибольшее применение получило льняное.

Льняные волокна получают из лубяного слоя стебля однолетнего травянистого растения льна. Под микроскопом волокно в продольном виде представляет собой цилиндр с коленообразными сдвигами и утолщениями. Стенки волокна толстые, концы острые, в центре волокна - узкий замкнутый канал. Поверхность волокна более ровная и гладкая, в результате чего льняные волокна блестят, а ткани меньше, чем хлопчатобумажные, загрязняются и легче отстирываются. Цвет волокон - от светлого до темно-серого.

В составе волокна 80% целлюлозы и 20% примесей, в том числе лигнин - продукт одревеснения клетки, придающий льну повышенную жесткость. Прочность элементарных волокон в 3~5 раз превышает прочность хлопка, при этом прочность во влажном состоянии увеличивается. Льняное волокно уникально тем, что при высокой гигроскопичности (12%) оно быстрее других текстильных волокон поглощает и выделяет влагу, а также имеет высокую теплопроводность, поэтому на ощупь волокна всегда прохладные.

Отрицательным свойством льняного волокна является его сильная сминаемость из-за низкой упругости. Волокна льна отбеливаются и окрашиваются, так как имеют более интенсивную природную окраску, толстые стенки и узкий замкнутый канал.

Конопля (пенька). Строение волокон пеньки аналогично льняным, но они более толстые и грубые. Основное применение волокон - изготовление канатов, технических тканей, и только недавно они стали использоваться дизайнерами для изготовления одежды. Волокна конопли - желто-коричневые или коричневые; их трудно отбеливать, но они могут быть выкрашены в яркие или темные цвета. Лучшее конопляное волокно для текстильной промышленности производится в Италии. Внешне и на ощупь конопляный материал очень похож на лен. Конопля отталкивает воду лучше, чем любая другая ткань. Обладает низкими эластичными свойствами - легко сминается.

Рами (китайская крапива). Одно из наиболее модных растительных волокон последних лет. Волокно рами - наиболее тонкое и длинное из всех лубяных, оно отличается высокими сорбционными свойствами. Волокно белого цвета, очень блестящее, похожее на шелк. По износостойкости рами в 2 раза лучше льна и в 5 раз лучше хлопка. Хорошо красится, при этом не теряет свой великолепный шелковистый блеск. Прекрасно впитывает влагу и быстро сохнет. Рами используют в чистом виде и в сме- сках с хлопком, шерстью, шелком для изготовления одежных и бельевых тканей. Это недорогое, но очень практичное и красивое натуральное волокно. Недостатки: несколько грубее льна, плохие эластичные свойства, а также возможность аллергических реакций в виде зуда и жжения при контакте с кожей.

Джут - волокно, получаемое из теплолюбивой и влаголюбивой культуры семейства липовых. Комплексное волокно джута более тонкое, чем пенька. Основное применение джута - упаковочные ткани и мешки. Однако в последнее время предлагается использовать волокно джута для изготовления портьерных, обивочных и даже бельевых тканей. Особый интерес представляет возможность использования джута для выработки джинсовых тканей. Разработаны смески джута с шерстью, льном, вискозным волокном и даже шелком.

Кенаф - волокно из стеблей однолетнего травянистого растения кенафа, отличается высокой гигроскопичностью и прочностью, из него изготовляют мешковину, брезент, шпагат, веревки и др. Богатство волокнистых пучков растения смолистыми веществами придает изделиям из кенафа чрезвычайно важное свойство - быть непроницаемыми для влаги, что является незаменимым для тары для сахара.

Абака - жесткое лубяное волокно, извлекаемое из листьев многолетнего тропического растения абаки (текстильный банан, или манильская пенька). Применяется для производства тросов, морских канатов (волокно стойко к соленой воде), рыболовецких сетей, ковровых покрытий.

Сизаль (агава) - жесткое, грубое, блестящее волокно желтоватого цвета, получаемое из свежих листьев растения агавы. По прочности сизаль уступает абаке и характеризуется большей ломкостью, чем пенька. Идет на изготовление канатов, технических тканей, ковровых изделий.

Бамбуковое волокно -волокно, появившееся на российском рынке совсем недавно. Оно обладает высокой прочностью, блеском, мягче хлопка и по ощущениям напоминает шелк. Ткань, производимая из бамбуковых волокон, не вызывает раздражения, обладает натуральными антимикробными и дезодорирующими свойствами, содержит антимикробный компонент bamboo kun, предотвращающий размножение бактерий. Белье из бамбукового волокна очень комфортно благодаря необыкновенно пористой структуре. Влага с поверхности кожи мгновенно поглощается тканью и испаряется. Это свойство у бамбука выражено даже в большей степени, чем у хлопкового волокна, славящегося высокой степенью впитываемости.

Существуют два способа производства волокна из бамбука. Механическая обработка (такая же, как при обработке льна и конопли). Раздробленный бамбук обрабатывается биологическими ферментами (энзимами) с целью превратить бамбук в мякоть, из которой вычесываются отдельные волокна. Это дорогостоящий метод, но экологически чистый. Вторым способом - химической обработкой - производят бамбуковые искусственные волокна. Этот метод не является экологически чистым, но он наиболее часто используется в связи с минимальными временными затратами. Однако в пряже не остается токсичных остатков, так как они легко вымываются.

Кокосовые волокна вытягивают из наружного покрытия кокосового ореха. Эти волокна достаточно грубые, жесткие, имеют натуральный коричневый цвет. Используют кокосовые волокна в различных изделиях для придания им повышенной жесткости и износостойкости: в мебельной, автомобильной, обувной промышленности; как настилочный, фильтрационный и изоляционный материал. Кокосовое волокно - лидер в производстве каркасов и ортопедических беспружинных матрацев.