Урок 7, матеріалознавство

 

27.10 2020

Тема №3 Текстильні матеріали, швейні нитки та текстильна фурнітура.

Урок №7 Характеристика натуральних та штучних волокон.

1. Сировина для тканин.

Текстильні волокна – сировина для виробництва текстильних матеріалів. Всі волокна за походженням діляться на природні (натуральні) та хімічні.

Натуральні волокна можуть бути рослинного походження (бавовна, льон) та тваринного походження – білкові (вовна, шовк).

Хімічні волокна виробляють з природних високомолекулярних з’єднань (целюлози, білків) або синтетичних високомолекулярних з’єднань. Першу групу називають штучними, другу – синтетичними.

Бавовняні волокна – волокно, що покриває насіння рослин бавовни. Волокна бавовни мають вигляд пустотілих трубок довжиною 20-60 мм. Бавовна – це природня целюлоза – високомолекулярне з’єднання, стійкого до дії вологи, тепла, мікроорганізмів. Бавовняне волокно гігроскопічне, поглинає до 20% вологи від своєї маси. Бавовна в сухому стані витримує нагрівання до 150⁰С. Під дією сонячних променів, кисню, повітря стають жорсткими, ламкими. Бавовняні волокна виділяються серед інших високою стійкістю до дії вологи – міцність їх після зволоження зростає.

Льняні волокна – отримують із стебел льону-довгунця. Довжина волокон 10-60 мм. Льняне волокно – це пустотілий багатогранник з вузьким внутрішнім каналом та загостреними кінцями. Льняні волокна – це целюлоза. Льняні волокна просмоктані пектиновими речовинами, в наслідок чого вони гірше, ніж бавовняні, протистоять дії тепла, вологи, мікроорганізмів та важче профарбовуються. Льняні волокна є більш міцним, але гірше тягнуться. Використовують у взуттєвому виробництві у вигляді ниток та деяких видів тканин.

Вовняні волокна – в основному – це вовна вівців. Вовна – це білок кератин. Волосок вовни – це циліндр, на поверхні якого розташована луска (чешуйки).Наявність такої луски дозволяє отримувати вироби методом звалювання (свойлачивание). Вовняні волокна звивисті, довжиною 10-200 мм. Міцність в 2-3 рази менша, ніж бавовняних або льняних, але здатність добре тягнутися сприяє довгому збереженню міцності виробів при експлуатації. Вони більш гігроскопічні, у вологому стані міцність їх зменшується, а здатність розтягуватися зростає. Довге нагрівання при t⁰ більше 100⁰С зменшує міцність вовни. Використовують в чистому або змішаному вигляді для виробництва вовняних тканин, нетканих матеріалів, а також фетру та войлоку (повсті).

Натуральний шовк – продукт обробки коконів тутових шовкопрядів. Елементарне волокно шовку сягає довжини до 1000м. Міцність шовкових волокон наближається до міцності бавовни, а здатність розтягуватися в 2-3 рази більша. При зволоженні міцність зменшується, а здатність розтягуватися збільшується. Не витримує високих температур та має високу гігроскопічність. Використовують для тканин та ниток.

Віскозні волокна. Із загального виробництва штучних волокон на долю віскозного припадає 80%. Для виробництва віскозних волокон використовують целюлозу, що отримують з деревини смереки. Целюлозу обробляють розчином їдкого натру – мерсерезують, в наслідок чого отримують хімічно активну лужну целюлозу. Після витримки (дозрівання) при певній температурі целюлозу обробляють сірковуглицем, а отриманий продукт – простий ефір – розчиняють в розбавленому розчині їдкого натру. Отримують в’язкий розчин – віскозу, яку протискують крізь отвори (фільєри) прядильної машини у ванну із водним розчином сірчаної кислоти та її солей. В розчині утворюються елементарні целюлозні нитки (волокна). В залежності від ступеню витяжки та теплової обробки можна отримати волокна із різними механічними властивостями – прості, міцні та високоміцні.

Ниті можна виробляти безперервними та короткими (штапельними). Штапельні волокна мають довжину 40-120 мм та утворюються з декількох сот елементарних ниток, що після випуску з фільери закручують у жгут та нарізають штапельками (короткими відрізками).

Ацетатні волокна – використовують бавовняний пух, що не придатний для текстильної переробки, а також і целюлозу з деревини. Целюлозу деревини обробляють оцтовим ангідридом та отримують триацетилцелюлозу (це ефір целюлози оцтокислий). Цей ефір переводять у вторинний ацетат та розчиняють в суміші ацетона та етилового спирту. Розчин продавлюють крізь фільєри круглі або плоскі. Отримують волокна або у вигляді безперервних нитей, або штапельних. Міцність нижче ніж віскозних, подовження однакове, але вони більш пружні, менше зминаються, менш гігроскопічні, більш водостійкі ніж віскозні.

Поліамідні волокна – відноситься капрон (перлон, силон), анід (найлон, амінал) та енант.

Сировиною для отримання капрону є продукти переробки кам’яновугольної смоли – фенол і бензол. З яких отримують капролактам, при нагріванні він полімерізується в в полікапролактам (капрон). Капрон у вигляді крихти розплавляють та продавлюють крізь фільєри. Волокна скручують та обробляють при підвищених температурах – стабілізують. t_плав.=215⁰С.

Анід – з продуктів переробки кам’яновугольної смоли. t_плав.=250⁰С

Енант – виготовляють з поліетилену та чотирьоххлористого вуглецю за технологією, схожою з технологією, подібною до технології отримання капрону, але декілька спрощеною. Поліамідні волокна стійкі до стирання, до деформацій, вони в 2-3 рази міцніші ніж бавовна і т.д. Але низька гігроскопічність, недостатня термо - та світлостійкість.

Поліефірні волокна. Найбільш поширений лавсан (терилен, дакрон, тесил, тетерон). Лавсан отримують з етиленгликолю та ефіру терефталевої кислоти - продукт перегонки нафти. В результаті реакції отримують поліетилентерефталат, який після охолодження у вигляді крихти подається на фільєри прядильних машин. Волокно в гарячому стані витягується та термофіксується, що орієнтує його структуру та надає йому необхідних властивостей. По зовнішньому вигляду лавсан схожий на вовну, він водо, світло та термостійкий, не мнеться. Погано фарбується, не гігроскопічний.

Поліакрилонитрільні волокна – нітрон (орлон, прелан, пан і т.д.). Продукт синтезу етилену, ацетилена та синільної кислоти. Схожий на вовну, але має вищі теплозахисні властивості, м’який, не мнеться, не пліснявіє. Недоліки – не гігроскопічний, краще стирається та рветься ніж поліамідні та поліефірні волокна. Є ще полівінілхлоридні, перхлорвінілові волокна (хлорин). Здатність хлорину набирати при терті заряди статичної електрики використовують для виготовлення лікувальної білизни для лікування ревматизму, радикулиту. Використовують волокна – поліпропиленові, поліетиленові, металеві, скляні, поліуретанові (спандекс).

Домашнє завдання :Зробити конспект.Вивчити натуральні та штучні волокна.