Натуральные волокна: происхождение и свойства
Натуральные волокна (хлопок, лен и прочие) являются основным сырьем для отечественной текстильной промышленности. Их изготавливают из различных природных продуктов.
Происхождение натуральных волокон
Сырье, повторимся, получают из различных продуктов. В зависимости от материала волокна отличаются друг от друга качеством, внешним видом, прочими характеристиками. При этом существует категория наиболее часто используемого сырья. В текстильной промышленности на первом месте по применению находятся натуральные растительные волокна. Их характеристики зависят от особенностей культур, из которых изготавливается сырье. Кроме этого, используются натуральные волокна животного происхождения. К ним относят, например, шерсть, шелк.
Свойства натуральных волокон
Как выше было сказано, характеристики сырья зависят от особенностей продуктов, из которых его получают. Наиболее распространенными являются хлопковые волокна. Их получают из специально выращиваемой культуры. Хлопчатник возделывается более чем в 50 странах. Он представляет собой многолетнюю теплолюбивую культуру. Выглядит растение в виде кустарника, высота которого от одного метра и больше. Ежегодно после цветения на культуре образуются плоды. Они представлены в виде коробочек с семенами. Их покрывает от 7 до 15 тыс. волосков. Они и являются хлопковыми волокнами. Длина волосков находится в пределах 12-60 мм. Чем они длиннее, тем качественнее пряжа и ткани. Из натуральных волокон вырабатывается текстиль, который легко поддается окрашиванию и другой обработке. Как правило, исходное сырье для промышленности имеет белый или бурый цвет. Между тем, в настоящее время технологии культивирования позволяют получать цветные натуральные волокна.
Лубяное сырье
Натуральные волокна получают из стеблей и листьев разных культур. К ним, например, относят джут, лен, крапиву и прочие. Самыми тонкими, гибкими и мягкими считаются льняные натуральные волокна. Из них сначала создается пряжа. Из нее впоследствии производят прочные и мягкие ткани. Лен бывает нескольких видов. Длина волокон зависит от высоты стебля. Самым ценным в промышленном смысле считается лен-долгунец. Его стебли могут достигать в высоту 0.8-1 м. Низкокачественные натуральные волокна дает лен-кудряш.
Процесс получения сырья
Созревшие льняные стебли выдергиваются вместе с корнями. Это необходимо для сохранения длины волокон. Данный процесс получил название "теребление". Раньше оно осуществлялось вручную. В настоящее время на полях работают специальные комбайны. На льномолотилках осуществляется освобождение стеблей от семян. Полученную соломку вымачивают в специальных бассейнах или других водоемах. Часть льняного стебля составляет луб. Он располагается под корой. В виде тонких связок в нем находятся волокна. Их выделение из стеблей производится на специальных заводах. На предприятиях используется особая технология отделения волокон от коры и последующей их обработки. Вымоченные стебли сушатся. Затем их мнут и треплют. После этого натуральные волокна отбеливают, поскольку они имеют светло-желтый, переходящий в стальной, цвет.
Другие культуры
Волокна прочих растений грубые и жесткие. Они используются преимущественно при изготовлении веревок, холста, мешковины, канатов и пр. К примеру, конопляное волокно – материал натуральный и похож на льняное по многим признакам. Однако оно не такое мягкое. В этой связи его используют, как правило, при производстве парусины, мешковины, шпагата, канатов. Лубяные натуральные волокна получают не только из стеблей. В качестве сырья, например, могут выступать и листья.
Шелк
Для его производства используются волокна, которые получают из коконов шелкопряда. Они образуются на определенной стадии развития гусениц. Они сплетают кокон, представляющий собой продолговатую оболочку яйцеобразной формы. Он состоит из тончайшего волокна, которое переплетено в 40-50 слоев. Нить образуется следующим образом. На головке чуть ниже рта гусеницы располагается два отверстия. Из них выделяется густая жидкость, которая в воздухе застывает. Ее образование осуществляется постоянно. В результате образуется 2 нити, которые склеиваются серицином. Это специальное вещество, которое также выделяется гусеницей. В итоге создается одна нить, которая и идет на плетение кокона.
Промышленная обработка
Цвет кокона зависит от вида шелкопряда. Они бывают красновато-желтого, белого, желтоватого цвета. Выводят и другие виды шелкопрядов, которые плетут нежно-розовые, зеленые, голубые коконы. Следует, однако, сказать, что естественный цвет нитей не отличается устойчивостью. Кроме этого, цветные волокна впоследствии могут осложнить процесс окрашивания. Перед последующим использованием в промышленности коконы отбеливают.
Для получения волокон высокого качества коконы подвергаются обработке паром либо горячим воздухом. Куколки, находящиеся в них, умерщвляются, а чтобы предотвратить разложение, их подвергают сушке. Если этого не сделать, то насекомое превратится в бабочку и начнет выбираться из кокона. Соответственно, он будет подвергаться механическим разрушениям, что негативно сказывается на качестве нитей. Прежде чем начать сматывание волокон, коконы помещаются в бассейны, наполненные горячей водой. Затем их обрабатывают паром и щелочными растворами. Это необходимо для размягчения серицина. Один кокон дает порядка 400-1200 м нити. Однако она очень тонкая. Поэтому волокна от 3 до 30 коконов соединяются в одно.
Шерсть
Какие еще используются в промышленности натуральные волокна? Животные дают промышленности и шерсть. Она также подвергается обработке для получения нитей. Шерсть обладает разнообразными качествами и характеристиками. Отличия присутствуют в волокнах одного животного разных видов. К примеру, из овечьей шерсти большую ценность представляет та, которую получают с тонкорунных и полутонкорунных овец. В процессе стрижки волосяной покров снимается сплошным пластом. Руно неодинаково по своему качеству. Наиболее ценные волокна располагаются на спине, животе, лопатках. На ногах и задней части шерсть грубая. Однако самым качественным и ценным считается пух. Его волокна гибкие, упругие и тонкие. Качество шерсти во многом зависит от времени стрижки. Мягче будут волокна, полученные в весеннее время. В них присутствует большое количество пуха. Осенью его почти нет в шерсти. Поэтому такие волокна жесткие. Однако при этом осенняя шерсть чище весенней. Среди волокон различают:
- Ость – толстое волокно.
- Переходный волос. По своим характеристикам он занимает промежуточное место между остью и пухом.
- "Мертвый" волос. Он представлен в виде жестких и малопрочных волокон.
Особенности обработки
Свойства пряжи будут зависеть от качества волокон, которые использовались для ее получения. Лучшие сорта изготавливаются из пуха. Качество волокон определяют не только по их прочности, мягкости, тонине, но и длине. Она, в свою очередь, будет зависеть от породы овец. Длина шерсти может достигать 180-200 мм. Сырье всегда подвергается первичной обработке. Она включает в себя сортировку, очистку от мусора (комков земли, репейника и пр.). Затем производится отрепление, рыхление. После этого шерсть промывается и высушивается. Сортировка осуществляется вручную. Руно раскладывают на специальных столах. Здесь его разделяют на части. В соответствии с определенными нормами качества подбирается шерсть в партии. Промывка производится специальными составами с добавлением моющих средств. Это необходимо для удаления частиц жира.
Химическое сырье
С развитием технологий возникла возможность производить искусственные и синтетические волокна. В качестве основной причины использования химии при получении сырья называют высокий спрос на текстиль. Имеющиеся ресурсы натурального материала не могли удовлетворить потребности населения. Получение искусственного сырья осуществляется с использованием природных полимеров. К ним, в частности, относят хлопковую, древесную и другую целлюлозу, молочные белки и пр. Эти вещества подвергаются химической обработке азотной, серной, уксусной кислотами, ацетоном, едким натром и так далее. В результате получают вискозу, нитрошелк, ацетатный, медно-аммиачный шелк.
Синтетическое сырье
Их получают при обработке разных продуктов. Среди них: нефть и уголь, попутные и природные газы, отходы сельскохозяйственного и целлюлозно-бумажного производства. Из веществ выделяют высокомолекулярные смолы. Они и выступают в качестве исходного материала для получения синтетического сырья. Обработка и переработка смол осуществляется по особой, достаточно сложной технологии. Среди синтетических волокон наибольшее распространение получили нейлон, лавсан, капрон, милан, полихлорвинил и прочие. Химическому сырью заранее придаются определенные качественные характеристики. В частности, оно отличается прочностью, устойчивостью к влаге, краске и пр.
Смешанное сырье
Химические и натуральные волокна, о которых сказано выше, представляют собой однородные материалы. Между тем, сегодня все большую популярность приобретает смешение сырья. Внедрение новых технологий в текстильное производство дает широкие возможности для получения огромного ассортимента пряжи. Смешиваться могут натуральные волокна как друг с другом, так и с искусственными и синтетическими материалами. Например, соединяют капрон и лен, нейлон и шерсть. Для получения полушелковых и полушерстяных тканей используется не только смешение волокон. Активно применяются новые технологии ткачества. В частности, при создании полотна нитями основы является пряжа одних волокон, а утка – других.
Заключение
Текстильная промышленность считается одним из наиболее крупных производственных секторов. Для изготовления востребованной продукции должно использоваться качественное сырье. Оно должно соответствовать ГОСТам, подвергаться тщательной обработке. Это важно для волокон любого происхождения, в том числе химического. Стоит отметить, что в промышленности постоянно внедряются передовые технологии производства. Это, в свою очередь, требует поставки новых видов сырья.