Что относится к волокнам животного происхождения

Что относится к волокнам животного происхождения

Свойства шерстяной пряжи различаются в зависимости от того, из шерсти какого животного она сделана.

Овечья шерсть

Овечья шерсть — один из самых распространенных видов шерсти. Как правило, под названием «шерсть» имеется в виду именно шерсть овец. Встречается как в чистом виде, так и с примесью других волокон. Овечья шерсть делится на несколько видов, которые различаются по толщине волоса. Шерсть может быть различной степени мягкости в зависимости от породы овец, а также времени года, когда она была собрана – шерсть, получаемая при весенней стрижке мягче. За немногими исключениями, большинство промышленных пряж изготавливается из разной шерсти, которую производитель отобрал по ее волнистости, тонине, длине штапеля, прочности, теплоте, эластичности и, самое важное, стоимости и доступности. Редко вы увидите моток, обозначенный как 100% шерсть какой-то одной породы овец — исключение составляет шерсть тех пород, которые повышают ее цену и конкурентоспособность, такие как меринос, исландская, шотландская. Обычно на этикетках указывается сорт используемых шерстяных волокон, особенно, если они дороже. В большинстве случаев, чем моложе животное, тем тоньше волос, и тем выше ценится волокно.

Кашемир

Ангора

Ангора – это название пряжи из шерсти ангорских кроликов(не путать с ангорской козой, которая дает мохер). Эти животные могут весить от 2,3 до 5 кг, и производят в среднем 227 грамм волокна в год. Ангора — известна своей тонкостью, легкостью, мягкостью, пушистостью и шелковистостью. Шерстинки полые внутри и настолько легкие, что вокруг изделия создается эффект «облака». Так как ангорские кролики имеют мало сальных и потовых желез, ангорское волокно очень чистое. По факту с животного получают 99 % чистой ангоры. Некоторые производители прядут пряжу вообще без дополнительных операций.

Мохер

Существует некоторая путаница насчет того, какое животное дает нам мохер. Мохер дают ангорские козы (а вовсе не ангору, которую получают от ангорских кроликов). Они впервые были выведены около 13 века в Турецком регионе Анкара — отсюда и название «ангорская коза». Слово «мохер», с другой стороны, предположительно вариация арабского слова mukhayyar, которое примерно значит «выбор».

Когда мы говорим о мохере, большинство людей представляют сильно пушистое полотно — и в самом деле, вероятно, это наиболее частый вид мохера в пряже. Чтобы произвести его, мохеровое волокно скручивают с тонкой нейлоновой связующей нитью основы (или смесь нейлона с шерстью) в таком соотношении, что мохер накручивается сам на себя, образуя эффект петелек букле. Пряжа затем складывается со второй нитью, чтобы закрепить их. Иногда пряжные компании на этом останавливаются и продают пряжу в виде букле. А иногда они прогоняют ее через другие чесальные машины, чтобы расчесать петельки и создать пушистый чесаный мохер, который мы знаем и любим. Большинство главных пряжных мануфактур имеют по меньшей мере один чесаный мохер в их продуктовой линейке, с толщиной от толстого до тонкого кружевного.

Натуральный цвет мохера – снежно-белый. Это облегчает окрашивание шерсти в любые тона. Палитра мохеровой пряжи богата огромным количеством оттенков – от светлых пастельных до сочных ярких. Чистоту цвета дополняет благородная фактура материала – легкая, воздушная, сияющая при свете дня. Приятно, что чудесные краски долговечны и при правильном уходе не выгорают в течение многих лет. Мохер в 2,5 раза прочнее овечьей шерсти. Мохер чаще всего не используют как самостоятельную пряжу, а добавляют в состав шерстяной нити или искусственной. 100% мохеровой пряжи не существует, такая пряжа просто рассыпалась бы. Поэтому в неё добавляют 17-20 и более процентов других волокон, он поступает в смеси с шерстяными или шёлковыми волокнами, которые добавляют мохеру прочности. Максимальное его содержание в пряже – 83%. Мохер довольно дорогой вид пряжи, но очень практичный и хорошо сохраняет тепло. Как и шерсть, обладает лечебными свойствами, обеспечивая усиленную циркуляцию крови в теле. Изделия из мохера отличаются мягкостью. Нить пушистая и легкая, в два раза легче, чем шерстяная нить той же длины, что дает экономичный расход пряжи. Изделия из такой пряжи легко отчищаются от грязи. А вот стирка таких вещей требует к себе внимания и особой деликатности, для стирки необходим шампунь и вода комнатной температуры.

Семейство верблюдовых
Почти такое же многочисленное, как и семейство коз, семейство верблюдовых включает пять животных, производящих шерсть: сами верблюды и четыре южноамериканских родственника: альпака, лама, гуанако и викунья. С точки зрения пряжи наиболее распространены альпака и лама, верблюд на третьем месте.

Альпака
Альпака – животное рода лам (семейство верблюдов), живущее в Американских Андах. Большая часть мирового рынка альпаки сосредоточена сегодня в Арекипе (Перу). Миллионы альпак могут свободно бродить здесь, но экспорт альпак в другие страны строго контролируется.
Есть две породы альпаки: сури, которая производит длинные шелковистые локоны, и хуакайя, которая дает плотную шубу с густыми завитками. Хуакайя составляет 90 % общей популяции альпаки. Оба животных дают грубый волос, который удаляют и мягкий, как шерсть, подшерсток, используемый для пряжи и ткани.
Волокно альпаки длиннее, чем овечье, длиной от 11 до 28 см, в зависимости от того, как часто ее стригут. Тонкие сорта составляют от 11 до 20 см. Они имеют высокую прочность на растяжение, из них делают прочные, долго носимые предметы. Волокно альпаки имеет такие же свойства, как шерсть, будучи способной абсорбировать влагу, и оставлять кожу теплой и сухой. На ней почти не образуются катышки. Самый нежный пух собирается со спины и боков альпака. Шерсть альпаки не содержит ланолина, поэтому считается гипоаллергенной, однако это же снижает ее способность отталкивать воду. Альпака так же менее эластична, чем овечья шерсть и плохо держит резинки.

Флис альпаки может быть более, чем 22 разных натуральных цветов, от ярко белого до многих оттенков коричневого и глубоко черного. Это делает альпаку идеальным выбором для людей, которые жаждут цветной работы, но предпочитают использовать все натуральное, неокрашенные материалы. В отличие от овечьей шерсти, которая сначала отбеливается и затем красится, шерсть альпаки нелегко отбелить. Это значит больше усилий потребуется чтобы придать натуральному цвету окраску.

Вещи из альпаки не выносят нафталина, от моли следует применять природные средства: лаванду, табак или кедр

Лама
Если альпака — тихий ребенок на школьном дворе, то лама с ее высоким ростом и более активным характером — его защищающий старший брат. Ее часто используют в Южной Америке, как охранника для стада овец (и даже альпак), а также в качестве вьючного животного.
Шкура ламы может выглядеть более неряшливо и грубо, чем у альпаки, потому что, в отличие от альпаки, лама дает действительно двойную шкуру. Внешняя — плотный неровный слой остевых волос. Снизу — мягкий более деликатный подшерсток, который, как некоторые настаивают, неотличим от альпаки.
Так как волокно нужно рассортировать, многие компании избегают ламы, предпочитая ей более чистую, но и более дорогую альпаку. Правильно отсортированная, беби лама может быть мягкой, как беби альпака, и мягче, чем средняя альпака.

Верблюд

Е динственный настоящий верблюд в этой категории — это сам верблюд. Существуют два типа верблюдов: одногорбый Дромедари, который живет в засушливых пустынях и имеет только короткий ворс на шкуре; и двугорбый Бактриан, который живет в холодном климате и отращивает плотную защитную шубу зимой. Вязальщиц волнует этот Бактриан, чья двойная шуба состоит не только из грубой ости, но и удивительно мягкого и теплого подшерстка. Большая часть верблюжьей шерсти перерабатывается в пряжу в Китае, Могнолии, Иране, Афганистане, небольшое количество приходит из Новой Зеландии, Австралии и Тибета.
Как кашмирские козы, верблюд проходит через естественный сезон линьки каждую весну, сбрасывая свою толстую зимнюю шубу (в среднем 2,3 кг) большими клоками. Волокно вручную собирается, сортируется и расчесывается, а также выбираются остевые волосы. Остается подшерсток в среднем 2,5 – 7,5 см длиной, толщиной от 19-24 микрона. Верблюжий подшерсток такой же мягкий как меринос, он даже может соперничать с кашемиром. Он волнистый, но не эластичный. Также он с трудом отбеливается, поэтому обычно производится пряжа натуральных оттенков верблюжьей шерсти и редко окрашивается..
Верблюжья шерсть прядется в мягкую легкую пряжу. Но большинство компаний используют верблюда в смесях. Овечья шерсть компенсирует воздушный легкий верблюжий подшерсток и дает полновесность и рельеф полотну.

Викунья

Мускусный бык: кивьют

Член семейства быков, як — житель высокогорных регионов Тибета и Монголии — регионов, где нужна толстая шуба, чтобы оставаться в тепле в течение суровых зим.
Животные сбрасывают шерсть в течение весенней линьки, и волокно собирают с земли или вычесывают прямо с животных. Дальше остевой волос выбирают и используют для более грубых вещей, как кисти, веревки и тенты. Если хорошо выбраны остевые волосы, то мягкость будущей вещи будет зависеть от того, насколько тонкий и пушистый пух оказался внизу. Он часто смешивается с другими волокнами, такими как шерсть, для большей прочности и низкой стоимости.
Волокно бывает разных оттенков коричневого или черного, хотя выведены и белые яки, так как волокно плохо отбеливается. Это сравнительно короткое волнистое волокно всего 3 см длиной и толщиной от 15 до 22 микрон. Из-за короткой длины и хорошего завитка, яка преимущественно прядут в твидовом стиле.

Шелк
Завершает эту группу волокно шелка. Хотя это не шерстяной покров животных, но его производят живые существа, точнее, насекомые, а именно тутовый шелкопряд.

Производство шелка предположительно началось в Китае в 2600 году до нашей эры. Китай умудрился держать в секрете шелководство до 300 года нашей эры, когда, по легенде, несколько коконов тутового шелкопряда и семян шелковицы были контрабандой вывезены в Индию в головном уборе китайской принцессы. В 522 году персидские монахи вывезли шелкопряда в Римскую империю, и вскоре китайский эксклюзив на шелк был утерян.
Шелк производится шелкопрядами, наиболее частый вид которого Bombyx mori. Так как он кормится исключительно листьями шелковицы, в которой нет танина, полученное волокно называется Mulberry silk, (mulberry означает «шелковица») оно блестящее, чисто белое с гладкой полупрозрачной и блестящей поверхностью, которая отлично принимает краску.
Другой вид шелка, тусса, производят дикие или полудикие шелкопряды, которые кормятся без разбора на листьях вишни, дуба, касторового дерева, дикой шелковицы и других, большинство из которых содержит танин. В результате шелк тусса, полученный от диких шелкопрядов — грубее, но прочнее, с тусклым, «необработанным» внешним видом, который не так блестящ, как малбери, но зато менее дорогой.

Есть три сорта шелка для пряжи: размотанный, спряденный и шелк-бурет.
Размотанный шелк — это тончайший доступный сорт, в основном предназначенный для промышленных тканей и трикотажа. Он представляет собой длинное волокно, что размотано прямо с кокона, затем скрученное вместе.
Второй и более частый тип шелка, называется пряденый шелк. Как следует из его названия, он состоит из шелковых волокон, которые нарезаны на стандартную длину, расчесаны и затем спрядены.
Вообще, пряденный шелк производят, используя в том числе и отходы от процесса намотки. Они включают в себя и волокно с дырявых или поврежденных коконов, нестандартные нити от начала или конца кокона и тому подобное. В дальнейшем их можно обработать гребнечесанием, которое удалит короткие волоски и очес (который, в свою очередь, отбирается для производства более текстурной шелковой пряжи из очеса, так называемый шелк бурет, который визуально мало похож на шелк из-за своей неровной поверхности, однако имеет все замечательные качества настоящего шелка).

Теплый сам по себе, шелк гигроскопичен, как шерсть. Он может отводить влагу от тела, позволяя коже чувствовать тепло, даже когда влажно. Шелк — одно из самых прочных волокон на планете. Волокно имеет, что называется, медленную эластичность. Это значит, он определенно растягивается, но медленно восстанавливается, и может не совсем вернуться назад к первоначальной форме. Поэтому вещь может со временем растягиваться. Блокировка может помочь, хотя в конечном счете вы можете потерять плотность.
Но, если вы хотите сделать что-то более массивное и плотно облегающее, скажем, свитер в резинку или пару носков — вы выиграете от пряжи, в которой шелк смешан с более плотным упругим волокном, таким как шерсть. Гладкий шелк не будет держать резинку. Но в смеси с мериносом получится пряжа с плотной эластичной основой шерсти, с блеском и драпируемостью шелка.

Количество блеска в пряже зависит от степени скрутки и количества сложений. Менее прерванные волокна имеют более интенсивный блеск. Из-за того, что шелк такой скользкий, может быть трудно управляться с гладкими металлическими спицами. Можно использовать бамбуковые или деревянные спицы при работе с шелком. Но это индивидуальная вещь — лучше попробовать все и выбрать лучшее.

Источник

ВОЛОКНА ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

Натуральный шелк. Натуральный шелк представляет собой паутинообразные цилиндрической формы нити, получаемые при размотке коконов гусеницы тутового шелкопряда. Если рас­сматривать волокно под микроскопом, то можно обнаружить, что оно прозрачно. Относится натуральный шелк к белковым веществам; химический состав его следующий (%):

Имеются, кроме того, следы пигментов красящего вещества.

Фиброин — белковое вещество из группы альбуминоидных соединений, не содержащее серы и имеющее следующее строение:

Молекула его, как и всякого белкового вещества, сложна. Фиброин состоит из длинных нитевидных молекул, ориентиро­ванных вдоль оси волокна. В состав молекулы входят различные группы: аминокарбоксильные, пептидные. Они, чередуясь между собой, образуют макромолекулу. Наличие СООН и NH₂ придает фиброину амфотерные свойства. При гидролизе фиб­роин распадается на гликоль, аланин и тирозин.

СерицинС₁₅Н₂₅N₅О₈ находится на поверхности фиброина и является продуктом его окисления. Именно наличием серицина на волокне объясняется жесткость последнего, его шеро­ховатость и матовый цвет. Отличительной особенностью ука­занного вещества следует считать его легкую растворимость в горячей воде, слабых щелочах и растворах мыла. Для уда­ления серицина применяют слабые растворы мыла (соответст­вующий процесс называется отвариванием шелка). В резуль­тате обработки получают чистый фиброин.

При отваривании удаляются также пигмент и мине­ральные вещества.

При нагреве натуральный шелк устойчив.

Шерстяное волокно. Шерстяное волокно получают из шер­сти, в основном — натуральной, состригаемой с живых живот­ных (овец, коз, верблюдов).

Различают три основных вида шерсти: грубая, полугрубая и тонкая. Грубая шерсть отличается большей длиной и толщиной. Кроме того, волокно в этом случае и по длине, и по толщине неравномерно. Тонкая шерсть состоит из корот­ких волоконец — пуха. Полугрубая шерсть состоит из волокон как грубой, так и тонкой шерсти.

Главными свойствами шерсти, определяющими ее качество, являются тонина, длина и извитость. Чем тоньше шерсть и чем она более извита, тем ее качество выше.

В состав волокна шерсти входят основное белковое веще­ство — кератин и примеси в виде жира, пота, песка и влаги.

Молекула кератина представляет собой нитевидные по-липептидные цепи, которые чередуются с аминогруппами, об­разуя цепи главных валентностей. Характерным признаком ке­ратина является наличие поперечных цистиновых связей (СН₂—S—S—СН₂). Общая формула кератина такова:

(здесь — CO—NH — является пептидной группой).

Под микроскопом шерстяное волокно выглядит как надетые один на другой продолговатые цилиндры. Наружный слой состоит из чешуек, которые способствуют свойлачиваемости во­локон. Под чешуйками находится основной—корковый—слой. Жиропот волокна является очень ценным материалом и используется для приготовления различных помад, а также паст, используемых в косметике.

ХИМИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА

Искусственные волокна. Из искусственных волокон наиболь­шее распространение получило вискозное волокно, для которого характерны высокое качество и красивый внешний вид. Изделия из вискозного волокна обладают хорошей нос­костью.

Основным сырьем для получения вискозного волокна яв­ляется целлюлоза древесины, главным образом ели.

Древесину превращают в щепу и затем обрабатывают в кот­лах бисульфитом кальция при давлении 5 ат и температуре 140—160° С в течение 10—16 ч. В процессе этой обработки цел­люлоза освобождается от спутников. Далее ее отбеливают, су­шат и режут на листы, получая так называемую сульфитную целлюлозу.

Спрессованную в кипы сульфитную целлюлозу отправляют на заводы вискозного волокна. Здесь первой операцией яв­ляется кондиционирование целлюлозы, т. е. выравнивание ее влажности в пределах партии. Неравномерное содержание влаги может оказать вредное влияние на ход последующих процессов. После этого целлюлозу замачивают в ваннах-прес­сах концентрированным (18—19%-ным) раствором едкого натра при температуре 18—20° С и в результате реакции (C₆H₁₀О_5)n+NaOH_n→ (С₆Н₁₀О₅*NаОН)_n получают щелочную целлюлозу. Одновременно происходит частичное образование алкоголята (С₆Н₉O₄ONа)_n.

После предсозревания щелочную целлюлозу обрабатывают сероуглеродом. Соответствующий процесс называется ксантогенированием, а продукт—ксантогенатом. Осуществляют ксантогенирование в специальных аппаратах—ксантат-барабанах:

Реакция получения вискозного волокна из ксантогената имеет следующий вид:

Процесс формования сопровождается вытягиванием во­локна; при этом происходит ориентация молекул, благодаря чему обеспечивается необходимая его прочность.

Вискозное волокно выпускается как бесконечной нитью, так и в виде штапельного волокна, превращаемого в процессе прядения в пряжу.

Характерные особенности волокна таковы:

малая длина цеоеобразных молекул целлюлозы. Степень полимеризации 400—600;

более рыхлое расположение макромолекул целлюлозы, следствием чего является более чувствительная реакция на действие различных реагентов;

повышенная сорбционная способность, в частности к краси­телям;

повышенная гидрофильность (по сравнению с хлопковым волокном).

К недостаткам вискозного волокна следует отнести значи­тельную потерю прочности волокна в мокром состоянии (40— 45%) и большую его сминаемость.

Медно-аммиачное волокно получают при обра­ботке отваренного линтера (коротковолокнистого хлопка) или древесной целлюлозы аммиачным раствором гидроокиси меди. По химическому составу это волокно, как и вискозное, является гидратцеллюлозным.

Вырабатывают медно-аммиачное волокно в значительно меньшем объеме, чем вискозное, из-за дороговизны необходи­мых для его получения химических материалов

Реакция образования медно-аммиачного раствора целлю­лозы имеет следующий вид:

Раствор продавливают через фильеры. Тонкие струйки его поступают в осадительную ванну, где и образуются нити:

Далее нити подвергают отделке, которая заключается в промывке,-нейтрализации, омылении и сушке. Коэффициент полимеризации медно-аммиачяых волокон 300—600, они более рыхлые и пористые, быстро набухают. Целлюлозные цепи бо­лее равномерно (по сравнению с вискозным волокном) ориентированы вдоль оси волокна, что способствует более глубокому равномерному окрашиванию различными красителями. Краме того, опять же по сравнению с вискозным волокном, у медно-аммиачного меньше потеря прочности в мокром состоянии, меньше блеск.

Химические свойства медно-аммиачного и вискозного во­локон в основном аналогичны. При действии едкого натра по­вышенной концентрации (6—8%) происходит сильное набуха­ние волокон, и они частично растворяются. К действию кислот эти волокна более чувствительны, чем хлопок. При обработке окислителями (гипохлоритом натрия, перекисью водорода) они не изменяют своих первоначальных свойств, если оптимальные условия обработки те же, что и для хлопкового волокна (ак­тивного хлора—1 г/л или активного кислорода—3—4 г).

Микроорганизмы вызывают ослабление волокна.

Ацетатное волокно, представляющее собой сложный эфир целлюлозы и уксусной кислоты, существенно отличается от ранее рассмотренных волокон и по способу производства, и по химическому составу, и, наконец, по свойствам.

Волокно получают из отваренного линтера путем обработки его при низкой температуре смесью уксусной кислоты, уксус­ного ангидрида и серной кислоты; в итоге образуется эфир триацетат:

Далее следует омыление:

Полученную ацетилцеллюлозу растворяют в ацетоне и эти­ловом спирте, и раствор подают на прядильную машину, где он продавливается через фильеры. Струйки подают в шахту с нагретым воздухом. Здесь растворители испаряются, обра­зуется нить, подвергаемая затем отделке.

Ацетатное волокно малогигроскопично, хорошо растворимо в органических растворителях и едком натре, чувствительно к высоким температурам. Для окраски его применяют специ­альные пигментные красители.

Синтетические волокна.

Синтетические гетероцепные и карбоцепные волокна имеют круглое, реже бобовидное или профи­лированное сечение. У некоторых волокон структура внешних слоев отличается от структуры внутренних слоев большей плот­ностью, ориентацией и упорядоченностью — так называемая ориентационная рубашка. Поверхность волокон может быть гладкой, блестящей и матовой.

К группе гетероцепных синтетических волокон относят­ся полиамидные и полиэфирные волокна, широко использующие­ся для производства товаров массового потребления и техничес­ких изделий. Полиуретановые волокна находят ограниченное применение.

Выпускающиеся полиамидные волокна и нити (капрон, найлон-6, энант, анид и др.) построены из линейных полиамидов, различающихся строением элементарных звеньев:

Во всех волокнах элементарные звенья связаны между собой амидной связью —СО—NH—. На концах макромолекул нахо­дятся амино- и карбоксильные группы. Коэффициент полимери­зации макромолекул капрона составляет в среднем 150—200, а относительная молекулярная масса

15—20 тыс. Полиамидные волокна характеризуются сравнительно высокой степенью упо­рядоченности. Между макромолекулами возникают водородные связи (между группами >NH и >С = 0 соседних цепей) и силы Ван-дер-Ваальса.

При погружении волокон в разбавленные водные растворы кислот и щелочей они вследствие амфотерности приобретают не­которую избыточную положительную или отрицательную иони­зацию. Полиамидные волокна неустойчивы к действию растворов кислот, особенно минеральных и концентрированных орга­нических (муравьиной, уксусной). При этом происходит разру­шение амидных связей по механизму кислотного гидролиза. К действию щелочей, микроорганизмов эти волокна сравнитель­но устойчивы. Окислители оказывают сильное деструктирующее действие.

В нормальных условиях полиамидные волокна имеют высокие прочностные показатели и отличаются очень высокой устойчи­востью к истиранию, высокой эластичностью. Влагосодержание при нормальных условиях составляет 4,1—4,5 %, т. е. по гигро­скопическим свойствам полиамидные волокна превосходят все синтетические волокна, кроме поливинилспиртовых.

Полиамиды являются термопластичными полимерами и пла­вятся без разложения (например, капроновое волокно плавится при температуре 215 °С), а из расплава может быть вновь полу­чена нить. Они имеют невысокую светостойкость и термостой­кость: при нагревании в течение определенного времени при тем­пературе свыше 150 °С начинают желтеть и прочность их падает вследствие термоокислительной деструкции.

Свойства полиамидных волокон могут быть существенно улуч­шены путем структурной или химической модификации. Профи­лированные волокна имеют большее водопоглощение, меньший блеск, лучшую сцепляемость. Химическая модификация позво­ляет снизить электризуемость и повысить гигроскопические свой­ства.

Полиуретановые волокна

Полиуретаны — гетероцепные полимеры, содержащие уретановые группы —NH—СО—О—. Отличие полиуретанов от полиамидов состо­ит в наличии дополнительного кислорода между элементарными зве­ньями, что делает макромолекулы полиуретанов более гибкими, а это обуславливает появление новых свойств, например более низкую тем­пературу плавления (см. табл. 7, Приложение 1).

Полиуретаны синтезируют путем поликонденсации ди- или полиизоцианатов OCNRNCO с соединениями, содержащими не менее двух гидроксильных групп.

Таким образом получают линейные Полиуретаны по схеме:

Линейные Полиуретаны подобной структуры ранее использовали для получения волокон перлон-v, но в настоящее время они, не выдер­жав конкуренции с полиамидами, полностью ими вытеснены.

Однако современные волокна, в основе которых лежат сшитые полиуретаны, нашли особое место в производстве текстильных материалов в качестве высокоэластичных волокон (спандекс). Эти волокна наподобие каучука, резин способны растягиваться на 600—800% без заметной потери прочности с практически мгновенным возвращением к исходному состоянию. Эти свойства позволяют использовать такие волокна в нетрадиционных для текстильных волокон областях, вместо резиновых изделий. Такие экзотические эластические свойства полиуретановых волокон достигаются специальными приемами синтеза сшитого полимера со специфической структурой. Она включает в себя гибкие блоки с молекулярной массой 500—5000, не содержащие поляр­ные группы. Для этой цели берут низкомолекулярные или сложные алифатические полиэфиры, содержащие на концах свободные гидроксильные группы. При взаимодействии низкомолекулярных полиэфиров с диизоцианатами получают макроизоцианаты или форполимеры (предполимеры), которые в свою очередь, вступая в реакцию с диаминами, образуют полимерный эластомер с молекулярной массой от 20000 до 50000.

Полиуретановые блоки в таком полимере соединены мочевинными группами —NH—СО—NH—.

Полиуретановые эластичные волокна по своему влагопоглащению близки к полиамидам.

При температурах выше 120°С происходит значительная потеря прочности, что обусловливает оптимальную температуру (90 °С) их переработки в отделочном производстве.

Под действием света полиуретановые волокна желтеют, однако механическая прочность при этом снижается не сильно.

Полиуретановые эластичные волокна более устойчивы к гидролитической деструкции, чем полиамидные волокна. Их можно обрабаты­вать щелочами, органическими кислотами, хлорсодержащими и перекисными белящими агентами (окислителями).

Волокна типа спандекс выпускают в виде непрерывной нити и реже в штапельной форме. Часто эластомерная полиуретановая нить опле­тается нитями из хлопка, вискозного и полиамидного волокна. Оплет­ка предохраняет нить спандекс от действия света. Такие нити исполь­зуются в изделиях компрессионного типа: эластичные бинты, корсеты, пояса т. д. Варьируя соотношение между спандексной и нерастяжимы­ми нитями можно получать трикотаж и полотна, идущие на изготовле­ние рубашек, блузок, плащей, спортивных костюмов, колготок, бюст­гальтеров и т. д. Наиболее известно полиуретановое эластомерное во­локно Лайкра (США).

На основе полиэтилентерефталата выпускают полиэфир­ные волокна (лавсан, тесил, терилен, дакрон и др.).

Элементарные звенья в макромолекулярных полиэтилентерефталата соединены между собой эфирными связями —С—О—.

Средняя относительная молекулярная масса полимера, исполь­зуемого для получения волокна, составляет 15—20 тыс.

Полиэфирные волокна имеют высокоориентированную фиб­риллярную структуру, содержащую большую долю высокоупорядоченных областей. Высокая степень кристалличности обуслов­ливает высокую плотность волокна, устойчивость к действию химических реагентов и хорошие физико-механические свойства.

Разбавленные растворы кислот и щелочей на них практичес­ки не действуют. Только концентрированные неорганические (азотная, серная) и некоторые органические кислоты, а также растворы едких щелочей (40 %-ный NaOH) способны разрушить волокна. К воздействию окислителей и восстановителей они срав­нительно устойчивы.

Полиэфирные волокна обладают высокой эластичностью, светостойкостью, термостойкостью, формоустойчивостью, а по проч­ностным показателям и по устойчивости к истиранию уступают только полиамидным волокнам. Они, как и полиамидные волок­на, являются термопластичными — плавятся без разложения. Из расплава может быть вновь получена нить, что используется для распознавания полиамидных и полиэфирных волокон.

К недостаткам полиэфирных волокон относятся их высокая электризуемость и крайне низкая гигроскопичность. Влагосодер­жание при нормальных условиях составляет всего 0,4 %.

К синтетическим карбоцепным волокнам относят в пер­вую очередь полиакрилонитрильные. Их выпускают во многих странах мира на основе полиакрилонитрила (ПАН).

Полиакрилонитрил содержит сильно полярные нитрильные группы — CN, что делает его макромолекулы довольно жестки­ми; между макромолекулами возникают силы Ван-дер-Ваальса и между группами —СН— и —CN соседних макромолекул образу­ются водородные связи с энергией 25,5—32,6 кДж/моль, поэто­му структура волокон, получаемых из чистого ПАН, является высокорегулярной и упорядоченной.

В настоящее время ПАН-волокна получают из различных сополимеров, в состав которых входят также соединения, раз­рыхляющие структуру волокна (метилметакрилат, метилакрилат и др.), и вещества, содержащие функциональные группы для взаимодействия с красителями (итаконовая кислота, сульфонаты и др.).

Волокнами, полученными из сополимеров полиакрилонитрила, являются отечественный нитрон и зарубежные волокна куртель, креслан, орлон.

Строение волокна нитрон можно представить следующей схе­мой:

Содержание полиакрилонитрила в сополимере составляет 93 %, метилметакрилата — 6, итаконовой кислоты— 1 %• Отно­сительная молекулярная масса в среднем составляет 40—60 тыс.

Нитрильная группа —CN является реакционноспособной и легко превращается, особенно при нагревании в присутствии кис­лорода воздуха, в группу = C = NH, что сопровождается пожел­тением волокна. Эти волокна неустойчивы к действию повышен­ных температур. Нагревание до температуры 140°С приводит к значительным деформациям волокна, а при 200 °С происходит интенсивное изменение химического строения нитрона.

ПАН-волокна сравнительно устойчивы к действию растворов кислот и разбавленных растворов окислителей, но неустойчивы к воздействию растворов щелочей, особенно при нагревании. В этих условиях нитрильные группы —CN омыляются до кар­боксильных —СООН-групп, и этот процесс сопровождается по­явлением оранжево-бурой окраски за счет вторичной реакции образования амидиновых групп

ПАН-волокна обладают самой высокой светостойкостью по сравнению с другими текстильными волокнами. Они характе­ризуются низкой гигроскопичностью — влагосодержание при нормальных условиях составляет только около 1,5 %, низкой теплопроводностью, сравнительно низкой устойчивостью к истиранию.

При внесении в пламя газовой горелки они горят без выделе­ния характерного запаха; остаток после горения — твердый темный шарик.

Поливинилхлоридные волокна — ПВХ, ТПВХ, хло­рин, санив и др.—получают из поливинилхлорида (ПВХ), из пер­хлорвинила (хлорин) и из сополимеров винилхлорида с акрилонитрилом (СНХ-60) или винилиденхлорида с акрилонитрилом (санив). Химическое строение волокна хлорин, получаемого из перхлорвинила, может быть представлено как

Относительная молекулярная масса 60—150 тыс.

Волокна имеют хорошие механические свойства, устойчи­вы к действию химических реагентов и практически невозго­раемы. Они характеризуются высокой устойчивостью к действию минеральных кислот, щелочей, окислителей, устойчивы к гние­нию.

Недостатком поливинилхлоридных волокон является их низ­кая теплостойкость. Так, температура начала усадки для хлори­на составляет всего 70—75 °С, что существенно ограничивает область применения этих волокон. При невысокой стоимости во­локон решение задачи увеличения теплостойкости существенно расширило бы их использование. У волокон из сополимеров с акрилонитрилом усадка начинается при более высоких темпера­турах (ПО—115°С).

Волокна гидрофобны; влагосодержание при нормальных ус­ловиях составляет 0,1—0,4%. Эти волокна в чистом виде и в смеси с другими волокнами для значительного снижения горю­чести последних используют для изготовления материалов тех­нического назначения, спецодежды, обивочных невозгораемых материалов.

Поливинилспиртовые волокна (винол) получают из поливинилового спирта.

Относительная молекулярная масса 45—90 тыс.

Особенностью строения поливинилового спирта является вы­сокое содержание гидроксильных групп, растворимость в воде и возможность проведения различных химических реакций с функциональными ОН-группами. Поливиниловый спирт легко кристаллизуется.

Из поливинилового спирта получают водорастворимые и во­достойкие волокна. Нерастворимость в воде может быть достиг­нута путем образования поперечных химических связей (сшив­ки) между макромолекулами, например с помощью формальде­гида (ацеталирование) или получением волокна с предельно ориентированной, кристаллической, хорошо отрелаксированной структурой.

Поливинилспиртовые волокна характеризуются наличием ориентационной рубашки, в которой макромолекулы располо­жены с высокой степенью упорядоченности. Соотношение меж­ду количеством аморфных и кристаллических областей в боль­шой степени зависит от условий получения волокна.

Поливинилспиртовые волокна имеют хорошие гигроскопичес­кие свойства: при нормальных условиях влагосодержание сос­тавляет 5 %, т. е. по этому показателю волокна приближаются к хлопковым, неплохие физико-механические свойства и относи­тельно высокую устойчивость к истиранию

(в 2—5 раз выше, чем у волокон хлопка), к действию микроорганизмов и гниению. Од­нако эти волокна имеют недостаточную устойчивость к нагреванию. Поливинилспиртовые волокна используют для изготовле­ния бельевых тканей, трикотажа, а также для технических из­делий.

К полиолефиновым волокнам относятся волокна, соз­данные на основе полиэтилена и полипропилена

Производство этих волокон осуществляется в широких мас­штабах, что объясняется доступностью и сравнительно низкой стоимостью сырья. Особое распространение получили полипро­пиленовые волокна при изготовлении ковровых изделий, а так­же для технических целей.

Полиолефиновые волокна обладают ценным комплексом свойств: низкой плотностью, высокой прочностью и химической стойкостью к щелочам, кислотам, органическим растворителям. Но они легко поддаются термоокислительной деструкции и име­ют низкую светостойкость, поэтому для устранения указанных недостатков в состав волокон вводят специальные стабилиза­торы.

К недостаткам этих волокон следует отнести высокую электризуемость, гидрофобность (при нормальных условиях влагосодержание составляет 0,1—0,15 %) и низкие температуры плавле­ния (полиэтиленовые— 130°С, полипропиленовые— 170 °С).

Фторсодержащие волокна

Фторсодержащие волокна получают из политетрафторэтилена, т.е. фторолефина, полимера следующего линейного строения [―CF₂―CF₂―]_n, который синтезируют путем полимеризации тетрафторэтилена CF₂=СF₂.

Молекулярная масса полимера, используемого для производства волокон фторлон (СНГ), составляет 70000—100000, что соответствует степени полимеризации 700—1000.

Поскольку перфторэтилен нерастворим во всех доступных растворителях, не расплавляется без разложения, то волокна из него формуют­ся по принципиально отличной от всех других химических волокон технологии.

Прядение производят из смеси водорастворимого загустителя (ПВС) и суспензии перфторэтилена, полученного методом эмульсионной по­лимеризации. Сформированное волокно для придания ему высоких

физико-механических свойств подвергают термообработке (спекание при 385 °С и вытягивание при 220—250 °С на 300—500). Полученное волокно обладает достаточно высокой прочностью, не изменяющейся в мокром состоянии, очень высокой гидро-,олеофобностью и термо­стойкостью (до 250 °С), исключительной био- и хемостойкостью (не из­меняет своих свойств даже после обработки в конц. Н₂SO₄, НNO₃, в царской водке, в 50% растворе NaOH при 100 °С). Волокна подобного типа производят в США под названием тефлон, в СНГ — олифен, в Японии — тайофлон. Из всех текстильных волокон (тефлон) фторсодержащие обладают самым низким коэффициентом трения.

Все перечисленные свойства выдвигают волокна типа тефлон на одно из ведущих мест в техническом секторе, где они используются для производства фильтров и прокладок для химической промышленно­сти, спецодежды для рабочих химических заводов, а также для крове­носных сосудов (биостойкие).

Источник