Продовження таблиці 2

Волокно	Подовження волокна %		Воло-гість	Термостійкість
	сухого	мокрого		Температура эксплуатації, 0С	Температу-ра руйнуваня, 0С
Вовнянее	25-35	30-50	15-17	130-160	170-180
Шовкове	18-24	20-28	10-11	110-160	170-180

Фізико-механічні властивості білкових волокон визначаються хімічним складом залишків амінокислот, з який утворяться кератин вовни і фіброін шовку.

Вовняне волокно має порівняно невелику міцність і значне подовження, що пов'язано зі спіралеподібною формою макромолекул. У загальному подовженні волокон значна частка пружного і еластичних складових, що пояснюється гнучкою структурою макромолекул і міцними дисульфідними зв'язками між ними.

Міцність шовкових волокон трохи вище, ніж вовняних через меншу розгалуженість і більше упакування макромолекул у структурі.

Білкові волокна краще усмоктують вологу, ніж целюлозні. У мокрому стані міцність білкових волокон не тільки не підвищується, як у целюлозних, а навіть знижується (до 35% у вовняних і до 20% у шовкових ).

Вовняні волокна витримують нагрівання без погіршення властивостей до температури 130⁰C, шовкові до 110⁰С. Інтенсивне погіршення властивостей настає після 170 ⁰С.

Дія світлопогоди викликає у кератині вовни і фіброіні шовку фотохімічну деструкцію, що викликає погіршення механічних властивостей, особливо у шовка. При кип'ятінні шовк утрачає блиск і міцність.

Білкові волокна нестійкі навіть до дії слабких розчинів лугу, але витримують дію слабких розчинів мінеральних і сильних органічних кислот. Міцність білкових волокон під дією кислот трохи зростає(у деяких випадках шовк облагороджується).

Вовняне волокно має високу гігроскопічність: повільно усмоктує вологу і повільно висихає. Вовна може увібрати до 40% вологи, залишаючись на дотик сухою.

Шовкові волокна швидко усмоктують вологу і швидко висихають.

Волокна вовни мають гарну пружність і валкоздатність, мають гарні теплозахисні властивості і мале зминання.

Лекція 2 Штучні волокна і нитки

Звичайна схема одержання хімічних волокон і ниток складається з п'яти стадій.

1.Одержання і попередня обробка сировини.

Для штучних волокон і ниток у якості сировини використовують природні речовини ( деревина, насіння, молоко) з їхній наступною переробкою. Для синтетичних волокон сировину одержують шляхом синтезу полімерів із простих речовин.

2.Приготування прядильного розчину чи розплаву, шляхом розчинення (при одержанні штучних волокон ), або шляхом розплавлювання (при одержанні більшості синтетичних волокон )вихідних твердих полімерів.

3.Формування ниток за рахунок дозованого продавлювання прядильного розчину чи розплаву через отвори філь’єр.

4.Обробка полягає у тому, що отримані волокна і нитки промивають, сушать, відбілюють, фарбують, а також піддають, у випадку необхідності, додатковій обробці для перебудови первинної структури.

5.Текстильна переробка проводяться з метою з'єднання ниток, їхнього скручування , фіксації крутьки, оцінки якості і сортування.

Модифікація текстильних волокон і ниток проводиться з метою додання їм заданих властивостей.

Фізична (структурна) модифікація полягає у спрямованій зміні будови волокон і ниток , їх поперечної і подовжньої форми. При цьому можливі різні способи:

• - орієнтація і витягування на стадії формування;

• - введення різних добавок, що, не вступаючи в хімічну взаємодію з полімером, впливають на його структуру і властивості;

• - формування ниток із суміші полімерів;

• - одержання ниток різного профілю за рахунок зміни форми отворів філь’єр;

• - одержання бікомпонентних волокон з 2-х чи 3-х полімерів, що з'єднуються один з одним на поверхні розподілу;

• - одержання комбінованих ниток шляхом осадження на готовому волокні різних полімерів.

Хімічна модифікація полягає у частковій спрямованій зміні хімічного складу полімеру. До таких методів належать:

• - синтез сополімерів на стадії готування;

• - синтез щеплених сополімерів до бічних груп основного полімеру;

• - ”зшивання”- утворення поперечних хімічних зв'язків між полімерами;

• - хімічне перетворення, засноване на обробці готової нитки реагентами.

До штучних текстильних ниток і волокон відносять гідратцелюлозні, ацетилцелюлозні і білкові волокна (схема 2)

Сировиною для виробництва гідратцелюлозних штучних волокон і ниток служить природна целюлоза (зі змістом целюлози до 98 %), одержувана з деревини сосни, ялиці, бука, бавовняного пуху.

Формування ниток здійснюється з лужного (віскозні нитки) чи мідно – аміачного (мідно – аміачні нитки) розчину природної целюлози у осаджувальній ванні під дією хімічних реагентів.

Під час формування волокон розчин целюлози руйнується, зароджуються і ростуть макромолекули гідратцелюлози.

Гідратцелюлоза і природна целюлоза мають однаковий хімічний склад, але різну фізичну структуру. У гідратцелюлози вона більш пухка, менш орієнтована, менше ступінь кристалічності (40-50 %/) і полімеризації (300-800).

Випускається декілька видів гідратцелюлозних волокон і ниток:

• - звичайні віскозні волокна і нитки мають не однорідну пухку і мало упорядковану структуру, що приводить до великої усадки текстильних матеріалів при висиханні і втраті міцності. Орієнтована оболонка нитки складає 35-50% поверхні поперечного перетину:

• - високоміцне віскозне волокно в результаті фізичної модифікації здобуває рівномірну орієнтовану структуру, що складається з довгих макромолекул

• - високо модульне віскозне волокно модифікуються за рахунок менших швидкостей формування, а також наступної витяжки і термофіксації, що приводить до утворенню високо орієнтованої, щільної і рівномірної структури нитки (Прикладом такого волокна є сиблон, що по більшості властивостей не уступає бавовняному волокну.)

• - полінозне волокно відносяться до високо модульного віскозного волокна і має підвищений ступінь полімеризації (500-800), надмолекулярна структура близькі до структурі бавовни, недолік такого волокна крихкість і низька міцність при вигині;

• - мтилон - хімічно модифіковане віскозне волокно, виходить шляхом щеплення до макромолекул целюлози мономерів поліакрилонітрилу. Специфічна особливість - вовноподібність - застосовують у виробництві килимів.

Мідно-аміачне волокно має однорідну структуру без орієнтованої оболонки на поверхні. По своїм властивостям аналогічна звичайному віскозному волокну, але має меншу міцність і подовження.

Ацетилцелюлозні волокна і нитки одержують з бавовняної целюлози (зміст - целюлози складає не менш 98%).

У результаті ацетилування сировини сумішшю оцтового ангідриду, оцтової і сарною кислот утвориться триацетат целюлози.

При наступному частковому омиленні триацетату одержують діацетат целюлози, що використовують для одержання ацетатних, (діацетатних ниток).

Ацетилцелюлозні волокна по порівнянню з гідратцелюлозними мають низьку гігроскопічність (через відсутність гідроксильних груп). Тому вплив вологи на їхні властивості невеликий. Гігроскопічність діацетатних ( ацетатних ) волокон більше ніж триацетатних.

Триацетатні волокна мають високу пружність, стійко зберігають форму у виробах, не зсідаються при вологій і тепловій обробці. Ацетилцелюлозні волокна термопластичні. Розм'якшуються ацетатні волокна при 140⁰ -150⁰ С та плавляться при 230⁰ С, а триацетатні при 180⁰-190⁰ С, і 290⁰ С, відповідно.

Білкові штучні волокна і нитки одержують з білка молока (казеїн) чи білка рослинного походження (зеїн). По деяким властивостям такі волокна близькі до натуральній вовні, але через низькі механічні властивості і у зв'язку з використанням харчових продуктів у якості сировини, їхнє виробництво обмежене.

Характеристики властивостей текстильних волокон приведені в таблиці 3, розчинність у різних хімічних реактивах у таблиці 4 і поводження при горінні в таблиці 5.

Таблиця 3. – Характеристики властивостей хімічних волокон

Волокна	Сту-пінь полі-мері-зації	Щіль-ність г/см3	Лінійна щіль-ність, текс	Відносне розривне навантаження для волокон
				Сухого сн/текс	Мокрого, % для сухого
1	2	3	4	5	6
Віскозне звичайне	300-350	1,5-152	0,33-0,5	14,5-19,8	40-50
високоміцне:	400 - 450	1,48 - 1,5	0,33 - 0,5	27 - 45	45 - 60
Ацетатне	300 - 400	1,32	0,2 - 0,5	10,8 -13,5	55- 60
Триацетатне	300-400	1,28	-	11-12	80-85
Поліамідне (капрон, анід)	100-200	1,14	0,17-0,3	45-70	50-95
Поліефірне (лавсан )	100-150	1,3	0,17-0,3	40-55	100
Поліуретанове (спандекс)	-	1,1-1,25	-	6-8	-
Полівінілхлорид-не ( хлорин )	800-1000	1,6	0,17-0,3	18-25	100
Поліакрілонітри-льне (нитрон )	1000-2000	1,16-1,18	0,12-0,3	32-39	100
Полівінилспиртове (вінол )	1000-2000	1,3-1,31	0,12-0,3	30-40	75-85
Поліпропілено-ве	1900-5900	0,91	0,12-0,3	23-45	100

Продолжение таблицы 3

Волокно	Подовження волокна, %		Вологість у нормальних умовах %	Термостійкість
	сухого	мокрого		Темпе ратура. Експлуатації, 0С	Темпе ратура зруйнування, 0С
Віскозне: звичайне	20-30	25-35	12-18	130-150	200-220
високоміцне	10-16	14-20	6-12	130-150	200-220
Ацетатне	22-30	28-35	6-8	100-110	180
Триацетатне-	25	28	3,2	--	-
Поліамідне (капрон, анід)	20-25	22-28	3,5-4	120-130	200
Поліефірне (лавсан)	20-25	20-25	0,2-0,4	150	230-250
Поліуретанове (спандекс)	500-800	-	1,0-1,5	-	150-200
Полівінілхлоридное (хлорин)	20-24	20-24	0-0,3	до 70	80-90
Поліакрилонітрильне(нітрон)	18-22	18-22	0,1-0,9	-	-
Полівінілспиртове (вінол)	30-35	35-43	-	-	220
Поліпропіле-нове	15-30	15-30	0	до 80	-