2. Значение, общая характеристика лубяных волокон
Основной технической культурой для получения прядомого волокна в республике является лен. Из стеблей льна получают волокно и костру, из семян – масло и жмых.
Льняное волокно – одно из самых прочных растительных волокон. Прочность льняной пряжи на разрыв в два раза выше хлопчатобумажной и в три раза – шерстяной. Льноволокно превосходит по прочности такие химические волокна, как вискозный и ацетатный шелк, и не уступают капрону и лавсану. Из льняного волокна изготовляют разнообразные виды тканей: технические, бытовые и тарные. В среднем из 1 кг льноволокна вырабатывается 2,4 м2 бытовых или 1,6 м2 технических тканей.
Бытовые ткани обладают высокой гигроскопичностью и влагоемкостью, отличаются высокими гигиеническими свойствами. Благодаря хорошей воздухопроницаемости и большой способности поглощать влагу, льняное нательное белье и верхнее платье в жаркую погоду охлаждает тело человека, снижает его утомляемость. Поэтому в условиях сухого и жаркого климата одежда изо льна приобретает наибольшее значение.
Тарные ткани, изготовляемые из короткого волокна, применяются для производства мешков и как упаковочный материал. Из короткого волокна также делают веревки и шпагат.
Технические ткани идут на изготовление брезентов, парусины, пожарных рукавов и др.
Отходы трепания (пакля) применяются как конопаточный материал в строительстве, для упаковочных целей и др.
В костре содержится до 64 % целлюлозы, что позволяет использовать её в качестве сырья для химической промышленности, для изготовления строительных и отделочных плит. Из 1 т льняной костры можно получить следующее количество одного из видов продукции: 0,5 т картона, 250 л этилового спирта, 40 кг уксусной кислоты, 8 кг метилового спирта, 5 кг ацетона.
В семенах льна содержится до 45 % быстро высыхающего жира, из которого вырабатывают олифу, широко применяемую в лакокрасочной промышленности. Льняное семя по калорийности превосходит мясо, используется для выпаивания телят, нормализует жировой обмен. Льняное масло используется как пищевой продукт, в медицинской, фармацевтической, полиграфической, электротехнической и других отраслях промышленности.
Льняной жмых богат белком, содержит 3…5 % масла. По питательности 1 кг льняного жмыха приравнивается к 1,2 к. ед. и содержит около 280 г переваримого протеина.
Лён-долгунец имеет тонкий, цилиндрический, прямой, гладкий, покрытый восковым налётом стебель. Стебель ветвится только в верхней части. Различают общую длину стебля и техническую. Под общей длиной принимают расстояние от места прикрепления семядольных листочков до места крепления самой верхней коробочки. Техническая длина стебля – это расстояние от места прикрепления семядольных листочков до начала разветвления соцветия.
Лён разделяют на тонкостебельный (диаметр стебля 0,8…1,1 мм), среднестебельный (1,2…1,5 мм) и толстостебельный (более 1,5 мм). Наибольший выход длинного волокна имеют стебли с технической длиной не менее 70 см и толщиной 1,1…1,5 мм. Диаметр стебля измеряется на высоте 1/3 от основания. В стеблях большей длины и меньшей толщины волокнистые пучки компактные, с плотным соединением более длинных элементарных волоконец. Поэтому в таких стеблях при прочих равных условиях содержание волокна больше, и оно обладает лучшими физико-механическими свойствами. Наибольшее влияние на формирование диаметра стебля оказывает густота стеблестоя. При густом стеблестое стебель меньше ветвится, имеет большую техническую длину и меньшую толщину. При изреженном стеблестое увеличивается толщина стебля, образуется много боковых ветвей, что уменьшает техническую длину стебля. Оптимальная густота стеблестоя к уборке в зависимости от сорта составляет 1600…1800 растений на 1 м2.
Цвет стеблей льна является важным признаком, характеризующим качество будущего волокна. Он зависит от степени зрелости, условий выращивания, погоды в период уборки и вылежки, степени поражённости грибными заболеваниями. Если лён убран преждевременно, то прочность волокна низкая и выход длинного волокна снижается. При слишком поздней уборке (перестое) волокно древеснеет. Уборку посевов льна, предназначенных для получения волокна, проводят в фазе ранней желтой спелости в течение 10…12 дней.
Нормальные по качеству стебли льна имеют светло-жёлтый или зеленовато-жёлтый цвет. Буро-тёмная и пёстрая окраска характерны для стеблей, несвоевременно убранных, длительно хранившихся в поле во время дождливой погоды и поражённых грибными заболеваниями. Зелёная окраска стеблей свидетельствует о слишком ранней уборке.
Толстые стебли с ярко-зелёной окраской характерны для льна, выращенного при избыточном азотном питании. Такие стебли обладают сильно развитой древесиной и рыхлой структурой лубяных пучков.
Поперечный разрез льняного стебля представлен несколькими видами тканей. Снаружи стебель покрыт защитной тканью – эпидермисом. Наружный слой эпидермиса (кутикула) покрыт воскообразным налётом, который непроницаем для воды и газов (рис.14).
Рис. 14. Поперечный разрез стебля льна: 1 – кутикула; 2 – кожица; 3 –кора;
4 – пучки волокон; 5 – камбий; 6 – древесина; 7 – сердцевина.
Под эпидермисом располагается паренхима, состоящая из тонкостенных клеток. В паренхиме располагается волокно в виде волокнистых или лубяных пучков. В каждый лубяной пучок входят 10…40 элементарных волоконец, представляющих собой удлинённые (20…120 мм) клетки диаметром 20…30 микрон. Структура элементарных волокон, их связь между собой и характер соединения в лубяные пучки во многом предопределяет технологические свойства будущего волокна.
Лубяные пучки располагаются по периферии стебля от основания до вершины и образуют кольцо, состоящее из 20…40 пучков, не склеенных друг с другом. Выделенные из стебля льна тем или иным способом лубяные пучки называют техническим волокном. Оно бывает длинным и коротким и состоит из элементарных волоконец.
Элементарные волоконца с меньшим диаметром, большей длины и большим количеством их в пучке обуславливают более тонкое волокно высокого качества.
Элементарные волоконца между собой в пучке и пучки с окружающими их тканями склеиваются особым веществом – пектином. Пектиновые вещества, склеивающие элементарные волоконца в пучки, отличаются по своим свойствам от пектиновых веществ, склеивающих пучки с клетками коры. Это позволяет при правильной обработке соломы ослабить связь между волокнистыми пучками и окружающими их тканями паренхимы без разрушения пектиновых веществ, соединяющих элементарные волоконца внутри пучков. Даже частичное разрушение лубяных пучков резко снижает выход длинного волокна, снижается его прочность и другие свойства.
Выход длинного волокна зависит от особенностей анатомического строения стебля, условий выращивания растений, сорта и других факторов.
Главная составная часть волокон – целлюлоза. Кроме того, в них содержатся гемицеллюлоза, лигнин, минеральные вещества. Целлюлоза придаёт волокнам и вырабатываемым из них тканям прочность на разрыв, гибкость и эластичность, носкость, гигроскопичность, мягкость и блеск. Эти свойства улучшаются в результате обработки стеблей, когда целлюлоза освобождается от своих спутников (гемицеллюлозы, лигнина, пектинов и др.).
Лигнин придаёт волокну грубость, жёсткость и другие отрицательные свойства. Поэтому в технологическом отношении он является нежелательным компонентом. Волокно, полученное из перестоявших стеблей, более грубое и с повышенным содержанием лигнина.
За паренхимой к центру стебля располагается слой камбия, а за камбием – древесина. В центральной части стебля имеется ещё одна ткань, называемая сердцевиной. К моменту созревания она разрушается и внутри стебля образуется полость.
Первичная обработка льна-долгунца – это совокупность процессов и операций, целью которых является выделение волокон из его стеблей. Для выделения волокна вначале необходимо получить тресту, приготовление которой основано на биологической, химической или физической обработке льняной соломы с целью нарушения в ней связи между лубяными пучками и древесиной.
Известно несколько способов приготовления тресты. Наиболее распространённым является биологический способ (расстил или тепловая мочка).
Химический способ получения тресты осуществляется путём воздействия на льносолому химическими реагентами. Льняная солома непрерывно проходит через ряд ванн, заполненных водой, слабыми растворами кальцинированной соды, кислоты и специальной эмульсии. Между ваннами размещаются прессы.
Физический способ основан на пропаривании льносоломы при температуре около 1400С и повышенном давлении. Целлюлоза при этом почти не разрушается, а пектиновые вещества после гидролиза легко вымываются.
В зависимости от способа приготовления льнотресты различают волокно стланцевое (росяная мочка), моченцовое (водяная мочка), котоновое (химический способ), паренцовое (физический способ). Лучшим является стланцевое волокно, так как под действием солнечных лучей при лежке в поле оно отбеливается.