Наука и технологии

 Материалы будущего

Издательство «Химия» 1985 г.

Что такое текстильные волокна?

Нам неизвестно точно, когда одежду из шкур потеснили различные ткани. Первые текстильные материалы были сделаны либо из стеблей растений, либо из овечьей шерсти (из нее изготовляли и ткани и войлок).

Под текстильными волокнами мы сегодня понимаем гибкие образования с относительно малым по сравнению с длиной поперечным сечением. Эти волокна и перерабатываются в текстильной промышленности. Волокно и элементарная нить отличаются друг от друга длиной. Из элементарной нити можно получить нити, а из них, в свою очередь, пряжу. Из многих нитей  пряжи  получают   крученую   пряжу.

В текстильной промышленности могут быть использованы свыше 1000 волокнистых материалов. Большая часть их - это волокна листьев и стеблей растений, но значение таких материалов в технике и хозяйстве, как правило, невелико. Можно по-разному классифицировать служащие нам сегодня волокна, но самой разумной можно считать природно-историческую систему, которая исходит из деления волокнистых материалов на природные (натуральные) и химические.

Целлюлозные волокна состоят из одного из самых распространенных органических природных соединений из целлюлозы, а также из сопутствующих ей веществ, прежде всего лигнина. Волокна из стеблей, кроме этого, часто содержат пектины, которые приходится удалять при производстве пряжи.

Целлюлозу мы найдем в виде основной составной части растительных волокон и в форме гидратцеллюлозных (или регенерированных целлюлозных) волокон. Она образует длинные цепи, молекулы которых состоят из углерода, кислорода и водорода.

В отличие от целлюлозы, лигнин очень реакционноспособен.

Он легко окисляется, и это вызывает повышенную ломкость содержащих его волокон. Из других составных частей растительных волокон назовем гемицеллюлозу, следы минералов и корковые пробки, образующиеся на соприкасающихся с воздухом поверхностях волокон.

Волосы, шерсть и шелк-это волокна из протеинов (белка), являющихся также одним из основных строительных материалов живой природы. Элементный состав белка, в отличие от целлюлозы, подвержен колебаниям. Анализ состава шерсти дает, например, 50% углерода, 20% водорода, 19% азота, 7% кислорода, 3% серы и 1% других элементов. В то время как молекула целлюлозы строится из одинаковых звеньев, молекула белка состоит из различных аминокислот. Иногда более двадцати разных аминокислот связываются в одну макромолекулу.

Для производства химических волокон могут использоваться как вещества уже имеющиеся в природе (целлюлоза, белок), так и соединения, синтезированные человеком. В обоих случаях принципы изготовления нити похожи. Исходное вещество нагреванием или растворением приводится в вязкотекучее состояние. После этого так называемый прядильный раствор продавливается через фильеру с крохотными отверстиями, в результате чего получается моноволокно. Если теперь их охладить или удалить растворитель, то вещество сохранит эту форму.

В Европе тысячелетиями одевались главным образом в шерсть и лен. Около 1780 г., когда появились первые прядильные машины, соотношение между видами волокон было таким: 77% шерсти, 18% льна, 4,5% хлопка и 0,5% натурального шелка. Повышение жизненного уровня и рост численности населения земного шара привели в нашем столетии к необычайному росту текстильной продукции.

Решающую роль в этом росте играют синтетические волокна, уже занимающие по объему производства второе место после хлопка. В 1950 г. их было изготовлено 70000 тонн, в 1960-700000 тонн, а в 1973-уже свыше 7,5 млн. тонн. Однако потребление волокна на душу населения возросло не в такой же степени. В1950 г. оно составляло 4 кг и повышалось затем в течение десятилетия в среднем на килограмм (5 кг в 1960 г. и около 6 кг в 1970 г.). На Земле, впрочем, имеются значительные территориальные различия, которые объясняются уровнем жизни, привычками и климатом. Житель Индии расходует в год только 2,5 кг, а японец - около 12,6 кг текстильных волокон. Столько же волокна потребляют в европейских промышленных странах.