Хімічний склад та будова текстильних волокон

Природні й хімічні органічні волокна складаються переважно з високомолекулярних сполук, або полімерів. Це волокнотвірні полімери (ВТП). Особливості: їх макромолекули нараховують сотні й тисячі атомів, з’єднаних між собою хім.звязкамим; кожна макромолекула складається з великої кількості одно- або різнорідних атомних груп(ланок). Середнім числом цих груп оцінюють ступінь полімеризації (СП) полімера. Макромолекули одного і того самого полімера мають різні СП. Розчин.в доступних розчинниках або плавяться без руйнування і утвор.достатньо в’язкі концентровані розчини або розплави. За походженням: природні та хімічні.За особливостями будови: гетеро ланцюгові і гомо ланцюгові. До складу головного ланцюга перших макромолекул входять різні атоми; до складу інших – однорідні. Розрізняють три головні структури макромолекул полімерів – лінійну, розгалужену і просторову(сітчасту). За формою – фібрилярні і глобулярні.Можливостей для зміни стру-ри природних волокон – дуже мало; значно більше можливостей існує для зміни стру-ри синтетичних ВТП, що практично використовують для покращення властивостей готових виробів.Крім ВТП у складі волокон трапляються у незначній кількості побічні речовини – барвники, мін.сполуки, низькомолекулярні фракції полімерів тощо. ВТП: целюлоза, білки(кератин, фіброїн, серицин), синтетичні сполуки (поліаміди, поліефіри, поліолефіни). Крім того, до складу неорганічних волокон входять метали, скломаси, мінерали.

10. 11. Основні параметри будови тканин і їх вплив на властивості готових виробів. З вихідної сировини текстильної сировини (пряжі або ниток) однакового виду можна спроектувати і виготовити різноманітні вироби. Будова готового матеріалу залежить від вихідної сировини і способу виробництва-основного фактора формування тієї чи іншої структури. Кожен параметр будови оцінюють певними кількісними характеристиками, які зумовлюють властивості готових виробів. Далі наведено коротку хар-ку основних параметрів будови текстильних матеріалів.

Пряжа та нитки. Враховують їх товщину, звитість, співвідношення ниток за товщиною та звиванням у різних системах полотен, конструкцію пряжі, ниток і морфологію волокон. Товщина ниток коливається у широких межах і впливає на товщину одношарових текстильних матеріалів, поверхневу густину, проникність та багато інших властивостей. Перевагу віддають тонким ниткам і пряжі. Звивання впливає на мех.властивості текстильних матеріалів, їх зовнішній вигляд, здатність до деяких оздоблювальних обробок (ворсування, валяння), на гриф(відчуття на дотик) та особливості драпірування. Із підвищенням звивання до певної межі зростає міцність пряжі та ниток і готових виробів. Конструкція пряжі та ниток нерідко відіграє вирішальне значення у формуванні стру-ри текстильного матеріалу. Порядок з’єднання волокон, пряжі та ниток у полотні й особливості їх просторової взаємодії залежать від способу отримання текстильного матеріалу. Щільність тканих матеріалів оцінюють кількістю ниток основи і окремо кількістю ниток піткання, які знаходяться на відстані 100мм. Ткані матеріали, що виготовлені з ниток однакової товщини в основі і пітканні і мають однакову щільність, називають «урівноваженими».Розрізняють кілька характеристик щільності – номінальну (значення якої вносять в технологічну карту певного виду або різновиду тканин), фактичну (отримують внаслідок підрахунків кількості ниток на відстані 100мм по основі і пітканню готової тканини), максимальну(максимально можлива кількість ниток, яка знаходиться на відстані 100мм за умови їх щільного розміщення одна біля одної без сплющення). На стадії проектування й аналізу будови готових тканин користуються поняттям геометричної щільності тканини(відстань між центрами двох сусідніх ниток по основі або пітканню). Зі збільшенням значення фактичної щільності геометрична щільність зменшується, і навпаки. З підвищенням щільності зростають маса полотен, міцність, теплозахисні властивості; помітно знижуються характеристики паро- і повітропроникності, тривалості висихання тощо. З щільністю тканин тісно пов’язана їх матеріалоємність. Пористість – 60-70%. Будова поверхні матеріалів (фактура) формується в процесі виготовлення полотен та їх оздоблення. Розрізняють рівну матову, рівну блискучу, дрібнорельєфну, рельєфно-візерункову, повстяно подібну і ворсові фактури. Опорна поверхня текстильних матеріалів – хар-ка їх будови, від якої залежить стійкість до зношування під дією витирання. Значення цієї хар-ки дорівнює площі матеріалу, що контактує з поверхнею абразиву, і завжди є меншою від загальної площі полотна. Тканини за цією хар-кою поділяють на основоопорні, пітканоопорні та рівноопорні.

12.Властивості текстильних волокон. До геометричних відносять властивості волокон, що характеризують розміри і форму поздовжньої осі в просторі. Показниками цих властивостей є довжина, грубість (товщина), хвилястість або звитість волокон. Довжина волокон оцінюється найбільшою відстанню між кінцями розпрямленних волокон. Грубість (тонкість) оцінюють багатьма кількісними характеристиками6площею поперечного перерізу, діаметром (мм), номером (м/г), лінійною густиною (текс, г/км). Хвилястість або звитість волокон. Властивість позитивна. Сприяє збільшенню чіпкості волокон при їх скручуванні в пряжу, підвищує еластичність ниток. Є природна хвилястість, та штучна(внаслідок теплової, механічної, тепловологої обробки). Оцінюють хвилястість переважно відсотком хвилястості (Хв, %). До механічних відносять властивості волокон, що характеризують їх відношення до дії різних сил – стискання, згинання, розтягнення тощо. Результатом дії сил розтягнення волокон може бути: а)повне руйнування (розрив); б) вияв здатності до деформації; в) стійкість зношування через утому. Якщо волокна розтягують до їх руйнування, випробування назив.напівцикловим. Отрим.при цьому такі хар-ки: Розривне навантаження – максимальне зусилля, яке отримує волокно до розриву (сН/волокно, гс/волокно).Розривна напруга – відношення розривного навантаження до площі поперечного перерізу волокна (сН/мм , гс/ мм , Па). Відносне розривне навантаження – відношення розривного навантаження волокна до його лінійної густи6ни (сН/текс, гс/текс). Подовження абсолютне – збільшення довжини волокна внаслідок розтягнення до розриву (мм). Подовження відносне – відношення у відсотках приросту довжини волокна до його початкової довжини. Якщо волокна протягом певного часу навантажують зусиллям, меншим за розривне, а потім розвантажують і залишають у спокої, то такі випробування відносять до одноциклових. Їх можна проводити різними способами, проте найпоширенішим є спосіб розтягнення волокна зусиллям постійної величини із застосуванням релаксометрів. Отримають: Повна абсолютна деформація – подовження, яке волокно отримує під дією зусилля Р=const (мм). Пружна деформація – частина повної деформації, що зникає після розвантаження волокна за дуже короткий час. Еластична деформація – частина повної, що зникає в процесі релаксації протягом певного часу. Пластична деформація – частина повної деформації, що не зникає у волокні після закінчення експерименту. Якщо волокна розтягують багаторазово і прикладають зусилля, значно менші за розривне навантаження, то такі випробування назив.багаторазовими.До головних фізичних властивостей волокон відносять густину, об’ємну масу, гігроскопічність, електризування, колір. Густина – маса одиниці об’єму волокна. Об’ємна маса – маса одиниці об’єму волокна, розрахованого за його зовнішніми контурами. Гігроскопічність – це здатність волокон поглинати водяну пару і віддавати її у навколишнє середовище. Її оцінюють хар-ками вологості (фактичної, нормальної, кондиційної). Електризування – здатність накопичувати статичні заряди, різні за величиною і знаками. Колір волокон – п-к оптичних властивостей. Кольори бувають ахроматичні і хроматичні.

13.Класифікація і загальна характеристика властивостей тканин. Групи: геометричні, механічні, відносна маса виробів, технологічні, естетичні, зносостійкість. Геометричні: довжина, ширина і товщина виробів. Довжина мірних виробів є характеристикою їх кількості. Одиницею довжини текстильних полотен, стрічок, канатів тощо є переважно метр, а дрібних і поштучних виробів – сантиметр. В офіційних документах органів статистики та інших облікових відомств наводяться дані про випуск і споживання тканин та інших мірних полотен як у погонних метрах, так і в од.площі – метрах квадратних. Ширина полотен, стрічок, тасьм та інших виробів залежить насамперед від їх призначення. Товщина – коливається в широких межах. Визначають приладом ТЕМ(товщиноміром еластичних матеріалів). Відносна маса виробів. Визначать показниками: об’ємної маси, маси 1 м ,або поверхневої густини, маси 1 погонного метра, або лінійної густини, кондиційної маси, або кондиційної поверхневої густини. Механічними називають властивості, які характеризують стійкість текстильних виробів до дії прикладених зовнішніх сил, зокрема розтягування, стискання, згинання, скручування. Під дією цих сил відбувається деформація матеріалу – зміна його форми або об’єму, а інколи – руйнування або порушення цілісності виробу. Розривне навантаження – найбільше зусилля, яке витримує випробувальна смужка полотна до розриву. Подовження під час розриву характеризує відносне збільшення довжини випробувальної полоски тканини в момент розриву. Роздиральне навантаження хар-є міцність тканини або поштучного виробу під час роздирання, в сН, даН. Розрахункове розривне навантаження – це частка розривного зусилля, яка припадає на структурний елемент текстильного виробу. Абсолютне повне розривне подовження під час розриву являє собою прирощення довжини випробувальної смужки до моменту її руйнування. Роботу розриву використовують як комплексну хар-ку, якою оцінюють кількість енергії, що втрачається на руйнування досліджуваної смужки. Зносостійкість до багаторазових розтягнень оцінюють при цьому кількістю циклів або тривалістю випробувань (хвилин, годин). Останню характеристику назив. ще довговічністю матеріалу. Стійкість до багаторазових згинів є поряд з міцністю до розриву найважливішою властивістю текстильних матеріалів. Оцінюють її переважно кількістю подвійних згинів(циклів), яку витримує випробувальна проба матеріалу до руйнування. Для оцінки стійкості до зминання тканин ДСТУ 3047-95 передбачає використання двох характеристик – коефіцієнта незминальності і коефіцієнта зминальності.

Формостійкість виробів. Бажано, щоб у процесі використання виробів з текстильних матеріалів залишались незмінними їх форма і лінійні розміри. Властивість текстильного матеріалу зменшувати лінійні розміри (довжину, ширину), площу або об’єм називаємо усадкою. Процес збільшення лінійних розмірів назвемо розтягуванням, а кількісні хар-ки – розтяжками.До фізичних властивостей текстильних матеріалів відносять переважно такі, за якими оцінюють гігієнічність одягу. Це гігроскопічні властивості (гігроскопічність і вологовіддача, водовбирання і швидкість висихання, водотривкість і капілярність), а також властивості повітропроникності, паро проникності, теплові й електричні. Гігроскопічність і вологовіддача – властивості матеріалів, які залежать від здатності волокон, з яких вони складаються, сорбувати пари води в середовищі високої вологості і десорбувати їх в сухому середовищі. Водовбирання і швидкість висихання – властивості, які характеризують здатність текстильних матеріалів сорбувати воду при занурюванні та десорбувати її в процесі висушування. Водотривкість хар-є стійкість текстильних полотен до проникання води. Капілярність хар-є здатність текстильних матеріалів вбирати рідину і переносити її наявними в стру-рі полотна капілярами. Повітропроникність – це здатність полотна або виробу пропускати повітря за наявності перепаду тиску з обох боків. Паропроникність – фізична властивість текстильних матеріалів, яка характеризує їх здатність пропускати водяну пару із середовища з високою вологістю в середовище з меншою вологістю повітря. До теплових властивостей відносять частіше такі, що хар-ють стійкість готових виробів до теплової енергії. Це, зокрема, теплозахисні, вогнестійкі, теплостійкі та морозостійкі властивості.

До естетичних відносять комплекс властивостей текстильних матеріалів, які формують їх красоту, привабливість і витонченість. За своєю суттю переважна більшість естетичних властивостей належить до групи фізичних. Це колір, блиск, туше, фактура, художньо-колористичне оздоблення. Технологічні властивості – особливості поведінки полотна в процесі його переробки у готовий виріб на швейному, трикотажному чи іншому підприємстві, у приватному секторі. Це пластичність, обсипальність, розсувальність і прорубування.

14.Бавовняне волокно: хім.склад, будова, властивості і галузі застосування Бавовна – натуральне волокно, що отримують з поверхні насіння рослини бавовнику.

Будова волокон. Макро- і мікроструктура бавовни залежить від ступеня зрілості волокна. Елементарне волокно бавовни являє собою окрему рослинну клітину, розтягнуту вздовж: один кінець гострий, а другий – рваний. Зовнішній шар волокна називають первинною стінкою, або кутикулою. Вона має товщину менше 1нм і відіграє захисну роль завдяки особливостям будови і наявності у її складі крім целюлози восково-пектинових речовин. Під кутикулою розміщується вторинна стінка, склад і будова якої, власне, і визначає властивості волокна бавовни. Хім. Склад. Основною речовиною волокна бавовни є целюлоза (92-95%). Целюлоза – лінійний полімер, полідисперсна речовина. Середній ступінь полімеризації коливається від 5-6 до 14-15тис. інші складові волокон: геміцелюлози та пентозани, жиро-воскові речовини, забарвлені складові волокон бавовни. Властивості. З природних волокон бавовна є найтоншою. Розривне навантаження = 4-6сН/волокно. Відносне розривне навантаження – від 24-27сН/текс до 35-36сН/текс. Відносне розривне подовження = 7-9%. Гігроскопічність від 8-9 до 14-14,5%.До дії кислот, особливо мінеральних, бавовняні волокна нестійкі. Проте стійкі до дії лугів, розчинів неорганічних солей. Добре фарбуються. Розчиняються в розчинниках для целюлози. До дії світла і світло погоди волокна задовільно стійкі. Мають низьку теплопровідність і високу стійкість до дії тепла. Питома густина = 1.52г/см .

15.Геометричні і масові(вагові) властивості тканин Геометричні: довжина, ширина і товщина виробів. Довжина мірних виробів є характеристикою їх кількості. Одиницею довжини текстильних полотен, стрічок, канатів тощо є переважно метр, а дрібних і поштучних виробів – сантиметр. В офіційних документах органів статистики та інших облікових відомств наводяться дані про випуск і споживання тканин та інших мірних полотен як у погонних метрах, так і в од.площі – метрах квадратних. Ширина полотен, стрічок, тасьм та інших виробів залежить насамперед від їх призначення. Товщина – коливається в широких межах. Визначають приладом ТЕМ(товщиноміром еластичних матеріалів). Відносна маса виробів. Визначать показниками: об’ємної маси, маси 1 м ,або поверхневої густини, маси 1 погонного метра, або лінійної густини, кондиційної маси, або кондиційної поверхневої густини.

16. Лляні волокна: отримання, хім.склад, будова, властивості, застосування. Лляні волокна отримують з лубу однолітньої рослини льону. Льон-довгунець та льон-кучерявець. Льон не женуть, а висмикують з корінням, щоб мати ціле стебло і довше волокно. Сушать, молотять(звільняють від насіння).Далі замочують та висушують(мета-зруйнувати пектин і лігнін, щоб отримати волокна).Труть (щоб відділити волокна від деревини), тіпають. Тіпаний льон пакують у паки і відправляють для подальшої переробки на льонопрядильні фабрики або лляні комбінати. Тут отримають чесаний льон – довгі випрямлені та паралельні волокна, і короткі волокна (клоччя). Льоноволокна сортують за довжиною, лінійною густиною, показниками міцності, кольором та блиском, м’якістю та ступенем засміченості. Будова та склад лляних волокон. Волокна – комплексні, складаються з чисельних елементарних волокон, які з’єднані між собою пектином і лігніном. Елементарне волокно має шарувату будову. Кожен шар складається з мікро фібрил, що добре орієнтовані відносно осі волокна. Між макромолекулами добре розвинені водневі зв’язки. Головною складовою частиною льону є целюлоза. Її вміст не перевищує 75%.

Властивості. Довжина може дорівнювати довжині стебел. Лінійна густина коливається в межах 5000-10000мтекс. Міцність є найвищою серед усіх природних волокон. Малоеластичні. Відносне розривне подовження не перевищує 3%. Гігроскопічність – 11-12%.волокна льону є більш теплопровідними, ніж бавовняні. Тому їх обмежено використовують у чистому вигляді для виготовлення полотен натільно-білизняного призначення. Льоноволокна більш стійкі до води, дії лугів. Під дією кислот і лугів руйнуються.

17.Механічні властивості волокон. До механічних відносять властивості волокон, що характеризують їх відношення до дії різних сил - стискання, згинання, розтягнення тощо. Під їх дією змінюються форма волокон, їх розміри, наступає руйнування. Все залежить від характеру сили, її величини, швидкості і часу дії, умов навколишнього середовища та особливостей експериментальних досліджень. Міцність на розрив. Під розривним навантаженням розуміють найбільше зусилля, яке витримує зразок до моменту розрива. Якщо волокна розтягують до їх руйнування, випробування називають напівцикловими, найчаще використовуюють саме цей вид досліджень. Ці дослідження проводять з використанням різних за конструкцією розривних машин і отримують при цьому або розраховують такі головні характеристики: Розривне навантаження - максимальне зусилля, яке витримує волокно до розриву. Розривна напруга - відношення розривного навантаження до площі поперечного зрізу волокна. Відносне розривне навантаження - відношення розривного навантаження волокна до його лінійної густини. Подовження абсолютне - збільшення довжини волокна внаслідок розтягнення до розриву. Розмірність: мм. Подовження відносне - відношення у відсотках приросту довжини волокна (після розриву волокна і досягнення ним деформації) до його початкової довжини. Якщо волокна протягом певного часу навантажують зусиллям, меншим за розривне, а потім розвантажують і залишають у спокої, то такі випробування відносять до одноциклових. Якщо волокна розтягують багаторазово і прикладають зусилля, значно менші за розривне навантаження, то такі випробування називають багатоцикловими. Вони дають змогу оцінити стійкість волокон до багаторазового розтягнення, знаходити залишкову циклову деформацію, межу стійкості та визначати інші характеристики втомлюваності волокон. Стійкисть до зминання. Зминання тканин – це наслідок пластичної і уповільненої еластичної деформації при згинані, в результаті яких на тканині залишаються складки і морщини. Складки, які утворилися в результаті високоеластичної деформації тканини, з часом зникають, а складки, які утворилися за рахунок пластичної деформації – залишаються. Якщо тканина багато разів вигинаеться на одном і том же місці, то можуто утворитися стійкі складки, які тяжко видалити при прасуванні. Зминання тканин понижує якість тканини, погіршення зовнішнього виду тканини при експлуатації прискорює їх “износ”, тому має сутєве значення при оцінці якості текстильних виробів. Стійкість до стиснення. Більшість тканин може деформуватися при дії на них сил стиснення, при цьому, товщина їх зменшується до певного розміру без значної зміни довжини і ширини. Для ворсових (бахрома, велюра и т.д.) і “начесно - ворсових” тканин стійкість до стиснення є важливим показником, так, яка вони повині тривалий час зберігати ворсовий “застил” і пористу структуру. Стійкість до багаторазових згинань. Стійкість тканин до згинання залежить від жорсткості волокна, від пряжи, обробки тощо. Стійкість тканини до “розрушения” під впливом багаторазових згинань виражається числом подвійних згинів тканини, які вона витримує до “розрушения”. Найбільшою стійкістю до “розрушения” мають тканини із капронового волокна, а найменше – із ацетонового. Стійкістьдо стирання. Стійкість до стирання – важливий показник експлуатаційних властивостей тканин, так як по ньому можна судити “о продолжительности срока служби ткани, которие при експлуатации часто подвергаютца истирающим воздействиям”. Стійкість тканини до стирання залежить від вида волокна, пряжи, переплетення, плотности, характера поверхні, маси 1 м.кв. вида обробки. Випробовують на машинах ІТ-3М, для шерсти – ТІ -1М.

Дата добавления: 2015-10-30