Современные технологии коснулись всех сфер человеческой жизнедеятельности. Пожалуй, текстильная промышленность – самый яркий пример науки, поставленной на службу бытовой повседневности. Благодаря химическому синтезу человек научился получать волокна с заданными свойствами. Следует различать ткани искусственные и синтетические.
Синтетику производят из полимеров, полученных путем определенных химических реакций. Сырьем для нее служат нефтепродукты, природный газ или каменный уголь. Из синтетических тканей с особыми свойствами изготавливают спецодежду, защитную одежду для экстремальных условий, спортивную форму.
Искусственные волокна производят путем физической обработки сырья. Наиболее известным примером такой ткани является вискоза, получаемая из целлюлозы (древесины).
Ткани из синтетических волокон обладают рядом преимуществ и недостатков по сравнению с натуральными материалами.
Общие свойства синтетических волокон
Несмотря на все свое разнообразие, большинство искусственных материалов обладают общими особенностями. К достоинствам синтетических тканей относятся следующие качества.
- Долговечность. Искусственные ткани имеют повышенную износостойкость, не подвержены гниению, порче вредителями и плесневыми грибками. Специальная технология отбеливания и последующего окрашивания волокна обеспечивает стойкость цвета. Некоторые группы синтетических тканей неустойчивы к воздействию солнечных лучей.
- Легкость. Одежда из синтетики весит намного меньше, чем ее натуральные аналоги.
- Быстро сохнут. Большинство синтетических волокон не впитывают влагу или имеют водоотталкивающие свойства, то есть обладают низкой гигроскопичностью.
- Благодаря масштабному промышленному производству и дешевизне исходного сырья большинство искусственных тканей имеют низкую стоимость. При производстве получают высокую производительность труда и низкую себестоимость, что стимулирует развитие отрасли. Многие производители регулируют технологические характеристики материала в соответствии с пожеланиями крупных заказчиков.
Недостатки обуславливаются тем фактором, что искусственный материал может плохо влиять на живой организм.
- Синтетика накапливает статическое электричество (электризуется).
- Возможно возникновение аллергии, индивидуальная непереносимость химических компонентов.
- Большинство искусственных тканей плохо впитывают влагу – соответственно, не впитывают пот и обладают низкими гигиеническими свойствами.
- Не пропускают воздух – это также имеет значение для производства одежды и белья.
Некоторые свойства синтетических тканей могут иметь как положительный, так и отрицательный смысл в зависимости от того, как применяется материал. Например, если ткань не пропускает воздух, это негигиенично для повседневной одежды. Но верхняя спецодежда из такого материала будет весьма уместна для защиты от неблагоприятных погодных условий.
Производство синтетических тканей
Первые патенты на изобретение синтетических волокон относятся к периоду 30-х годов прошлого столетия. В 1932 году в Германии освоили выпуск поливинилхлоридного волокна. В 1935 году в лаборатории американской компании DuPont синтезировали полиамид. Материал получил название "нейлон". Промышленное производство его начали в 1938 году, а год спустя он получил широкое применение в текстильной промышленности.
В СССР курс на широкое внедрение достижений химической науки был взят в 60-х годах. Первоначально синтетику воспринимали как дешевый заменитель натуральных тканей, затем ее стали использовать для изготовления спецодежды и защитных костюмов. По мере развития научной базы стали создавать ткани с различными свойствами. Новые полимеры обладают неоспоримыми преимуществами по сравнению с натуральными тканями: они легче, прочнее и более устойчивы к воздействиям агрессивных сред.
Ткани искусственные и синтетические различаются по методу изготовления и показателям экономики производства. Сырье для производства синтетики намного дешевле и доступнее, поэтому именно эта отрасль промышленности получила приоритет в развитии. Макромолекулы волокна синтезируют из низкомолекулярных соединений. Современные технологии обеспечивают получение материала с заранее заданными характеристиками.
Нити формируют из расплавов или растворов. Они могут быть одиночными, комплексными или в виде жгутов для получения волокон определенной длины (затем из них производят пряжу). Кроме нитей, из исходной синтетической массы формируют пленочные материалы и штампованные изделия (детали обуви и одежды).
Разновидности синтетики
В настоящее время изобрели несколько тысяч химических волокон, и каждый год появляются новые материалы. По химической структуре все виды синтетических тканей делятся на две группы: карбоцепная и гетероцепная. Каждая группа подразделяется на подгруппы, обладающие сходными физическими и эксплуатационными свойствами.
Карбоцепная синтетика
Химическая цепочка макромолекулы карбоцепных синтетических тканей состоит в основном из атомов углерода (углеводородов). В группе выделяют следующие подгруппы:
- полиакрилонитрильную;
- поливинилхлоридную;
- поливинилспиртовую;
- полиэтиленовую;
- полипропиленовую.
Гетероцепная синтетика
Это ткани из синтетических волокон, в молекулярный состав которых, кроме углерода, включены атомы других элементов: кислорода, азота, фтора, хлора, серы. Такие включения придают исходному материалу дополнительные свойства.
Виды синтетических тканей гетероцепной группы:
- полиэфирные;
- полиамидные;
- полиуретановые.
Лайкра: полиуретановые синтетические ткани
Названия, применяемые торговыми корпорациями: эластан, лайкра, спандекс, неолан, дорластан. Полиуретановые нити способны к обратимым механическим деформациям (наподобие резины). Эластан способен растягиваться в 6-7 раз, свободно возвращаясь в исходное состояние. Имеет низкую температурную устойчивость: при повышении температуры до +120 °С волокно теряет свою эластичность.
Полиуретановые нити не применяют в чистом виде – их используют в качестве каркаса, навивая вокруг другие волокна. Материал, содержащий такую синтетику, обладает эластичностью, хорошо растягивается, упругий, устойчивый к истиранию, прекрасно пропускает воздух. Вещи из тканей с добавлением полиуретановых нитей не мнутся и сохраняют первоначальную форму, устойчивы к свету, долго сохраняют первоначальный цвет. Ткань не рекомендуется сильно отжимать, перекручивать, сушить в растянутом виде.
Капрон: полиамидная синтетика
Свое название материал получил благодаря амидной группе, входящей в состав ткани. Капрон и нейлон – наиболее известные представители этой группы. Основные свойства: повышенная прочность, хорошо держит форму, не подвержен гниению, легкий. В свое время капрон заменил шелк, применяемый для изготовления парашютов.
У синтетических волокон полиамидной группы низкая устойчивость к повышенным температурам (начинает плавиться при +215 °С), они желтеют на свету и под воздействием пота. Материал не впитывает влагу и быстро сохнет, накапливает статическое электричество и плохо удерживает тепло. Из него производят женские колготки и леггинсы. В состав ткани капрон и нейлон вводят в количестве 10-15%, что повышает прочность натуральных материалов без ухудшения их гигиенических свойств. Из таких материалов производят носки и трикотажные изделия.
Другие торговые названия синтетических материалов полиамидной группы: анид, перлон, мерил, таслан, джордан и хеланка.
Велсофт – толстая ткань с ворсом, составляет конкуренцию махре. Из него шьют детскую одежду, халаты и пижамы, вещи для дома (полотенца и пледы). Материал приятен на ощупь, хорошо пропускает воздух, не мнется, не садится, не линяет. Устойчив к стирке, быстро сохнет. Набивной рисунок не выцветает со временем.
Лавсан: полиэфирные волокна
Полиэфирная синтетика обладает повышенной упругостью, износостойкостью, ткани из нее не садятся, не мнутся и хорошо держат форму. Основное достоинство по сравнению с другими группами синтетических тканей – повышенная термостойкость (выдерживает свыше +170 °С). Материал жесткий, не впитывает влагу, не собирает пыль, не выгорает на солнце. В чистом виде его используют для изготовления штор и занавесок. В смеси с натуральными волокнами применяют для изготовления плательных и костюмных тканей, а также материала для пальто и искусственного меха. Полиэфирное волокно обеспечивает устойчивость к истиранию и сминанию, а натуральные нити обуславливают гигиеничность, которой не обладают синтетические ткани. Названия тканей из полиэфирных материалов: лавсан, полиэстер, терилен, тревира, тергаль, диолен, дакрон.
Флис - синтетическая мягкая ткань из полиэстера, по виду похожа на овечью шерсть. Одежда из флиса мягкая, легкая, теплая, воздухопроницаемая, эластичная. Материал легко стирается, быстро сохнет и не нуждается в глажке. Флис не вызывает аллергию, поэтому широко применяется для изготовления детской одежды. Со временем ткань растягивается и теряет форму.
Полисатин изготавливают из полиэстера в чистом виде или в комбинации с хлопком. Материал плотный, гладкий и слегка блестящий. Быстро сохнет, не садится, не изнашивается, не линяет. Применяют для изготовления постельного белья, изделий для дома (штор, скатертей, обивки для мебели), домашней одежды, галстуков и шарфов. Очень популярное сегодня постельное белье с 3D-рисунком изготавливают именно из полисатина.
Акрил: полиакрилонитрильные материалы
По механическим свойствам близок к волокнам шерсти, поэтому акрил иногда называют «искусственной шерстью». Синтетика устойчива к солнечным лучам, она термостойкая, прекрасно держит форму. Не впитывает влагу, жесткая, электризуется, истирается.
Применяют в комбинации с шерстью для производства ткани для мебели, детских матрасов, пошива верхней одежды и изготовления искусственного меха. Акрил не образует катышков, что делает его незаменимой добавкой в шерстяную пряжу для вязания. Вещи из комбинированной пряжи меньше растягиваются, они более прочные и легкие.
Торговые названия полиакрилонитрильных материалов: акрилан, нитрон, кашмилон, дралон, долан, орлон.
Спектра и дайнема: полиолефиновые волокна
В этой группе различают полиэтиленовые и полипропиленовые волокна. Наиболее легкие из всех видов синтетики, полиолефиновые материалы не тонут в воде, отличаются низкой гигроскопичностью и хорошими теплоизоляционными свойствами, растяжимость волокна практически равна нулю. Имеют низкую температурную устойчивость – до +115 °С. Применяются при создании двухслойных материалов, для пошива спортивной и рыбацкой одежды, фильтровальных и обивочных материалов, брезента, ковров. В комбинации с натуральными волокнами – для производства нижнего белья и чулочно-носочных изделий.
Торговые названия: спектра, дайнема, текмилон, геркулон, ульстрен, найден, мераклон.
Поливинилхлоридные синтетические ткани
Материал отличается высокой устойчивостью к химически агрессивным веществам, низкой электропроводностью и неустойчивостью к температурным воздействиям (разрушается при 100°С). После температурной обработки дает усадку.
В чистом виде из него изготавливают защитную спецодежду. С его помощью получается плотная синтетическая ткань – искусственная кожа, также изготавливают искусственный мех и ковровые покрытия.
Торговые названия: тевирон, хлорин, виньон.
Поливинилспиртовые волокна
К этой группе относятся винол, мтилан, винилон, куралон, виналон. Они обладают всеми достоинствами синтетики: прочные, износоустойчивые, устойчивы к свету и температурным воздействиям. По растяжимости и упругости имеют средние показатели. Отличительная особенность – хорошо впитывают влагу, изделия из синтетических тканей этой группы обладают высокой гигроскопичностью, сравнимой со свойствами хлопковых изделий. Под воздействием воды винол удлиняется и немного усаживается, его прочность понижается. По сравнению с другим химическими волокнами, он менее устойчив к химическим воздействиям.
Винол применяется для изготовления одежды, нижнего белья, в комбинации с хлопком и вискозой - для производства чулочно-носочных изделий. Материал не скатывается, не вытирается, имеет приятный блеск. Недостаток изделий из винола – они быстро загрязняются.
Мтилан используют для производства хирургических нитей.
Комбинация различных волокон дает интересные технологические характеристики. Яркий пример - широко известная на сегодняшний день микрофибра. Изготавливают ее из комбинации нейлоновых и полиэфирных волокон. Микрофибра не скатывается, не линяет, обладает повышенной гигроскопичностью, при этом быстро сохнет. Ее используют для производства трикотажных тканей, тканого и нетканого полотна. В зависимости от толщины волокна и его модификации варьируют мягкость и износостойкость конечного продукта. Микроволокно не смешивают с другими волокнами, уход за изделиями чрезвычайно прост – они не боятся стирки, химчистки и температурных воздействий. Благодаря множеству воздушных пор, ткань способствует поддержанию оптимальной температуры тела, но в то же время прекрасно защищает от ветра. Из микрофибры изготавливают спортивную и верхнюю одежду, домашний текстиль, салфетки и губки для клининга.
Как видим, химически синтезированные волокна широко применяются в производстве товаров легкой промышленности. Из них изготавливают спортивную и спецодежду, ткани для мебели и декорирования интерьера помещений, весь спектр повседневной одежды: от нижнего белья до материалов для пальто и искусственного меха. Современные ткани обладают рядом достоинств, недоступных их предшественникам: они могут быть гигроскопичными, «дышащими» и хорошо сохранять тепло. Комбинация различных волокон в одной нити, а также создание многослойных тканей позволяют производителям полностью удовлетворять запросы современного мира.
