Загальні відомості про волокна. Класифікація текстильних волокон.

ТЕМА № 2. ВІДОМОСТІ ПРО ТЕКСТИЛЬНІ ВОЛОКНА

Урок 3 – 4: Загальні відомості про волокна. Класифікація текстильних волокон.

План:

1. Загальні відомості про волокна.
2. Класифікація волокон.
3. Основні властивості волокон.

1. Загальні відомості про волокна.

Текстильні волокна та нитки – це основні структурні елементи текстильних матеріалів: тканин, трикотажу, нетканих матеріалів.

Текстильне волокно (просто волокно) – це гнучке та міцне фізичне тіло обмеженої довжини з малими поперечними розмірами, яке придатне для виготовлення пряжі та текстильних виробів.

Волокна за будовою поділяють на елементарні, технічні, профільні та звиті. Елементарними називають одиночні волокна, які без руйнування не поділяються на більш дрібні (бавовна, вовна та ін.). Технічні (комплексні) волокна складаються з поздовжньо складених та скріплених елементарних волокон (льон, пенька, джут, кенаф, рамі та ін.). Окремі елементарні волокна в технічному волокні склеєні природною клейовою речовиною – пектином. Профільні волокна – це хімічні волокна, що мають задані фігурні перетини, сформовані завдяки спеціальним за формою отворам. Звиті – це волокна, що мають природне звивання (вовна), набуту внаслідок механічної чи теплової обробки (хімічні волокна).

Волокна за довжиною поділяють на довгі (нитки) та штапельні.

Штапельні волокна – це короткі відрізки хімічних волокон, заданої довжини. Їх одержують шляхом розрізання або розривання хімічних волокон.

Волокна, довжина яких може складати декілька десятків або сотень метрів, називають нитками (коконні, натурального шовку, штучні та синтетичні). Текстильна нитка – нитка, яку використовують для виготовлення різноманітних текстильних виробів.

Текстильні нитки за структурою поділяються на елементарні,  комплексні і мононитки.

Елементарна нитка – це одиночна нитка, яка не ділиться на більш тонкі і використовується в комплексі з аналогічними нитками.

Мононитка – це одиночна елементарна нитка, що придатна для самостійного використання.

Комплексна нитка – це нитка, що складається з декількох поздовжньо розташованих елементарних ниток, які склеєні або скручені між собою.

2. Класифікація волокон.

В основу класифікації текстильних волокон покладені походження волокон (спосіб їх виготовлення) та хімічний склад.

За походженням волокна поділяють на два класи:

1. Натуральні волокна – це волокна, що існують у природі:
   1. Рослинного походження /органічні/ (бавовна, льон та ін.);
   2. Тваринного походження /органічні/ (вовна та натуральний шовк);
   3. Мінеральні /неорганічні/ походження (азбест).
2. Хімічні – це волокна, які виготовляють в умовах промислового виробництва:
   1. Штучні волокна /органічні/ здобувають методом промислової переробки природних полімерів (з деревини, коротких волокон бавовни): віскоза, ацетатне, триацетатне;
   2. Синтетичні волокна /органічні/ здобувають з синтезованих полімерів (продукти переробки нафти, кам’яного вугілля, газу): капрон (ПА), лавсан (ПЕ), нітрон (ПАН), спандекс (ПУ) та ін.;
   3. Мінеральні волокна /неорганічні/ (скляні, металеві).

3. Основні властивості волокон.

Властивість – це об’єктивна особливість продукції, яка виявляється при створенні, експлуатації, споживанні.

Текстильні волокна характеризуються геометричними, механічними, фізичними (гігієнічними) та хімічними властивостями.

Геометричні властивості –це розміри волокон: довжина, товщина та ін.

Довжина L (мм) – це відстань між кінцями розпрямленого волокна.

Висота H (мм) – це відстань між кінцями не розпрямленого волокна.

Довжина текстильних волокон, які використовуються для виготовлення пряжі, може становити 20 – 150 мм. Натуральні волокна мають обмежену довжину: бавовна – 6-51 мм, льон – 250-1000 мм, вовна – 10-250 мм, натуральний шовк – 400-1000 мм. Хімічні волокна можна виробляти необмеженої довжини у вигляді текстильних ниток або у вигляді штапелю – відрізків ниток довжиною 40 – 150 мм.

Довжина волокон впливає на процеси переробки їх у пряжу, а також на структуру та властивості пряжі. З довгих волокон отримують більш міцну, тонку та рівномірну пряжу.

Товщина волокон характеризується непрямою характеристикою, яка називається лінійна щільність, і вимірюється в тексах.

Лінійна щільність (товщина) волокна Т (текс) – виражається масою одиниці довжини волокна і визначається за формулою:

   (г/км)

Товщина волокон впливає та товщину пряжі, виготовляється, та на товщину матеріалів.

Ступень звивання волокон характеризується кількістю обертів волокна відносно власної осі на одиницю довжини і впливає на процеси переробки волокон у пряжу. Звиті волокна міцніше утримуються у структурі пряжі, що дозволяє виготовляти більш тонку та якісну пряжу.

Механічні властивості волокон виявляються внаслідок дії на них зовнішніх механічних сил: розтягу, згину, тертя та ін.

Під дією розтягу волокна виявляють такі властивості, як міцність та видовження.

 Міцність (розривне навантаження) Р_р (сН) – це найбільше зусилля розтягу, яке зазнає волокно в момент його розриву. Тобто міцність волокон визначається їх здатністю чинити опір розтягуючим зусиллям.

Видовження (подовження) текстильних волокон – це їх здібність збільшувати свою довжину внаслідок розтягу.

Повне видовження складається з пружного, еластичного та пластичного видовження:

• пружне видовження зникає відразу після зняття навантаження;

• еластичне видовження зникає поступово після зняття навантаження;

• пластичне видовження не зникає взагалі.

Стійкість волокон до стирання. Стирання волокон відбувається внаслідок їх зіткнення з поверхнею твердих предметів або жорстких матеріалів. Волокна при стиранні стають більш тонкими, втрачають міцність, все це викликає зношення матеріалів у виробах.

Волокна мають різну стійкість до стирання. Найбільш стійкими до стирання є волокна капрону, лавсану, льону. Менш стійкі – волокна вовни, бавовни, ацетатні, нітрон.

Пружність – властивість волокон відновлювати форму та об’єм після дії зовнішніх сил.

Фізичні (гігієнічні) властивостей волокон характеризують їх здібність до поглинання випаровування вологи; теплові та оптичні властивості; стійкість до дії світла та погоди. До фізичних властивостей волокон належіть: гігроскопічність, повітропроникність, водонепроникність (для плащових та курткових тканин), теплопровідність тощо.

Гігроскопічність – здатність волокон поглинати з навколишнього середовища і віддавати водяну пару.

Повітропроникність – це здатність волокна пропускати повітря.

Теплостійкість – це максимальна температура нагрівання, при якій спостерігаються зворотні зміни механічних властивостей текстильних волокон, термостійкість – це температура, при перевищенні якої у волокні відбуваються незворотні зміни.

Натуральні волокна мають вищі показники гігієнічних властивостей, ніж хімічні.

Хімічні властивості текстильних волокон характеризуються хімічною стійкістю (хемостійкість) – стійкість волокон до дії різних хімічних реагентів.

Хімічна стійкість волокон обумовлює можливість їх застосування для виробів різного призначення, а також режими процесів оздоблення матеріалів, прання та хімічної чистки виробів.

Основні хімічні реагенти, які визначають хімічну стійкість волокон – це кислоти, луги, окисники та органічні розчинники. Всі ці хімічні реагенти використовуються при оздобленні текстильних матеріалів та хімічній чистці виробів з них.

Волокна мають різну стійкість до дії різних хімічних реагентів. Вовна і натуральний шовк під дією кислот поліпшують деякі свої властивості, целюлозні волокна, навпаки, мають низьку стійкість до кислот, але стійкі до лужних обробок. Також по-різному впливають на волокна і різні органічні розчинники, які застосовують при хімічній чистці виробів. Окисники використовують для вибілювання волокон. Це перекис водню та гідро хлорид натрію. Окисники руйнують волокна, тому їх застосовують короткочасно.

Стійкість волокон до дії концентрованих кислот та лугів

Позначення: Р – розчиняється; н – при нагріванні; х – на холоді; к – концентрованим розчином; СМ – знижується міцність; О – обмилюється; НР – не розчиняється.