 |
Строение и свойства хлопка
|
|
|
|
Хлопковое волокно представляет собой тонкостенную трубочку с каналом внутри. Волокно несколько скручено вокруг своей оси. Поперечный срез имеет весьма разнообразную форму и зависит от зрелости волокна (рис. 4, б). Он может быть сплющенного лентовидного типа у незрелого волокна 1, бобовидного – у среднезрелого 2, круглого или эллипсообразного – у предельно зрелого 3.
Рис. 4. Продольный вид (а) и поперечный срез (б) хлопковых волокон различной степени зрелости
Строение хлопкового волокна, зависящее от его зрелости, характеризуется следующими особенностями. Первичная стенка волокна расположена снаружи и содержит около 50 % целлюлозы. На наружной поверхности первичной стенки сосредоточены жировосковые вещества, чем и объясняется относительно плохая смачиваемость хлопкового волокна водой и другими жидкостями. За первичной следует основная многослойная вторичная стенка толщиной около 6-8 мкм, состоящая из суточных отложений целлюлозы(рис. 4, б, 2). Внутри волокна находится канал. Основной слой волокна образуется по мере созревания волокон, в процессе которого осуществляется процесс постепенного послойного отложения целлюлозы на стенках волокон. При этом наружный диаметр волокна (D) остается неизменным, а диаметр канала (внутренний диаметр d) уменьшается. Отношение наружного диаметра D к внутреннему d (
) характеризует зрелость волокна и изменяется от 0 до 5. Все волокна условно разделены на 11 степеней зрелости с интервалом 0,5. В начале созревания волокон отношение D/d = 1,05, коэффициент зрелости Z такого волокна принят за нуль. У предельно зрелого волокна это отношение равно 5. Незрелые волокна отличаются малой прочностью, плохой накрашиваемостью, непригодны для прядения. Предельно зрелые волокна, степень зрелости которых равна 4,5–5, имеют высокую прочность, большую толщину и малую извитость, что объясняется наличием толстых стенок и малого канала внутри; они очень жесткие и ломкие, что отрицательно сказывается на качестве получаемой из них пряжи. Наиболее пригодными для текстильной переработки являются волокна со степенью зрелости 2,5–3,5. Зрелость волокна и его прочность учитываются при оценке качества хлопка. Микрофибриллы и фибриллы располагаются в отдельных слоях целлюлозы спирально, под углом 20-40° к оси волокон, поэтому волокна закручиваются спирально относительно своей оси. При этом угол наклона от периферии к центру волокна постепенно уменьшается. По мере созревания волокна остатки протоплазмы в канале засыхают и волокно сплющивается. При рассмотрении в световом микроскопе можно видеть, что волокна имеют вид скрученных ленточек со стенками определенной толщины. Число извитков на 1 мм длины волокна средневолокнистого хлопка составляет 8–9, тонковолокнистого – 10-12.
|
|
|
Для хлопка характерны относительно высокая прочность (17–38 сН/текс), средняя гигроскопичность (18-20 %) и малая доля упругой деформации, вследствие чего изделия из хлопка сильно сминаются. Материалы из хлопка имеют также большую усадку.
Хлопок отличается высокой устойчивостью к действию щелочей: при обработке 18–20 %-ным раствором щелочи его прочность повышается, волокно приобретает блеск; кроме того, улучшается способность его к окрашиванию. Под действием кислот хлопок разрушается; в воде сильно набухает, при этом прочность его увеличивается на 18–20 %. Стойкость хлопка к истиранию невелика. Хлопок горит ярким пламенем со специфическим запахом жженой бумаги, образуя при этом серую, легко рассыпающуюся золу. Благодаря высоким потребительским свойствам и низкой себестоимости хлопок широко используется при выработке тканей различного назначения, трикотажных изделий и швейных ниток, гардинно-тюлевых и галантерейных изделий. Из хлопкового волокна получают эфиры целлюлозы, используемые для выработки искусственных волокон (ацетатного, триацетатного).
|
|
|
Лубяные волокна. Лен
Лубяными называют волокна, залегающие в стеблях, листьях или оболочках плодов различных растений. К стеблевым относят лен, рами, пеньку, джут; к листовым – манильскую пеньку, сизаль, генекен и др. Благодаря высокой прочности, гибкости и хорошим сорбционным свойствам наиболее ценным из перечисленных является волокно льна, которое используют для выработки бытовых и технических тканей, а также крученных изделий (высокопрочных). Остальные лубяные волокна являются более прочными, но одновременно и более жесткими и грубыми; используют их главным образом для изготовления обычных канатов, веревок, шпагатов, а также различных видов тарных тканей. Пеньковое волокно иногда используют для изготовления прочных тканей типа парусины и брезента.
Стебель льна, как и у других лубяных растений состоит из различных по своему назначению и строению тканей (рис. 5, а).
1 – покровная ткань;
2 – коровая паренхима;
3 – волокна льна;
4 – слой камбия;
5 – слой древесины;
6 – сердцевина;
7 – полость стебля
Рис. 5. Поперечный разрез стебля льна (а) и продольный вид элементарного волокна льна с поперечными сдвигами (б)
Все ткани от покровной до слоя камбия, называют корой стебля, или лубом: все, что находится за камбием, получило общее название древесины.
Волокна льна образуются в паренхиме коры и представляют собой компактные пучки, состоящие из отдельных элементарных волокон, которые равномерно распределены по окружности стебля. В среднем в стебле льна содержится от 350 до 650 элементарных волокон, образующих 20-30 пучков (с числом элементарных волокон в каждом из них от 15 до 24). Волокна склеены в пучки пектиновыми веществами.
Элементарные волокна (средняя длина 10-24 мм, поперечник 12-20 мкм) имеют сильно вытянутую веретенообразную форму с закрытыми заостренными концами. Каждое волокно имеет посередине узкий канал (рис. 5, б).
|
|
|
Благодаря последовательному вклиниванию тонких заостренных кончиков одних элементарных волокон в промежутки между другими, технические волокна, выделяемые из стеблей льна, имеют длину 40-125 см.
В поперечном сечении элементарные волокна имеют неправильную округлую форму, чаще пятиугольную. Слоистая структура стенок волокна является следствием постепенного (с перерывами) отложения целлюлозы на стенках волокна.
Элементарные волокна льна, так же как и хлопка, имеют слоистое строение. Пучки фибрилл первичной и вторичной стенок расположены спирально под меньшим (8–12°), чем в хлопковом волокне, углом.
Значительно большая ориентация структурных элементов относительно оси в лубяном волокне по сравнению с хлопковым, у которого угол наклона пучков фибрилл составляет 20–40°, частично объясняет более высокую прочность льна и меньшую способность удлиняться при растяжении.
Наличие канала, закрытого с двух сторон, затрудняет крашение льняных тканей.
При воздействии на лен щелочи происходит некоторая потеря (до 15 %) прочности волокна вследствие частичного удаления пектина, в связи с чем изделия изо льна не рекомендуется кипятить в щелочных растворах. Гигроскопичность льна составляет 19–21 %. Характер горения льняного волокна подобен характеру горения хлопка.
Льняное волокно обладает высокой теплопроводностью, поэтому его используют в основном для выработки летних костюмно-плательных тканей. Благодаря высоким гигиеническим свойствам лен используют также для изготовления белья, мужских сорочек, скатертей и полотенец.
Короткое волокно используется для выработки более грубых тканей: холстов, мешочных тканей, парусин и брезентов. Часто используются и смеси льняного волокна с химическими (вискозным, лавсановым).
|
|
|
