| Галоўная » Усё пра шыццё » Матэрыялы |
Агульныя звесткі аб тэкстыльных валокнах
| СТРУКТУРА ВАЛОКНАЎ Малекулярная структура. Валакна ўяўляюць сабой комплекс малекул, размешчаных хаатычна або арыентавана ўздоўж валакна. Ўласцівасці валакна залежаць ад таго, якая даўжыня малекул і як яны размешчаны ў валакне. Малекулы валокнаў валодаюць вялікай даўжынёй, таму іх прынята называць макромолекулами. Іх малекулярная маса можа знаходзіцца ў межах ад некалькіх дзясяткаў тысяч да некалькіх мільёнаў. Малекулярная маса аказвае ўплыў на механічныя ўласцівасці валокнаў і глейкасць расплаву (раствора), з якіх атрымліваюць хімічныя валакна. Так, з павелічэннем малекулярнай масы валокнаў ўзрастаюць іх трываласць і глейкасць расплаву. Макрамалекулы (палімеры) ўтвараюцца з асобных звёнаў паўтаральных груп атамаў (мономеров), колькасць якіх называецца ступенню полімерызацыі (полікандэнсацыі). Ступень полімерызацыі можа складаць велічыню ад некалькіх сотняў да некалькіх дзясяткаў тысяч. Макрамалекулы бываюць прыродныя (цэлюлоза бавоўны, бялок воўны або натуральнага шоўку) і сінтэтычныя (полікапролактам, поліэтылентэрэфталат, полиакрилонитрил, полівінілхларыду і інш.). Сінтэтычныя палімеры могуць быць атрыманы рэакцыяй полімерызацыі, г. зн. злучэннем адзіночных малекул без змены іх элементарнага складу, і полікандэнсацыі, г. зн. злучэннем адзіночных малекул з змяненнем іх элементарнага складу, таго, што адбываецца ў выніку выдзялення якіх-небудзь простых рэчываў (вады, спірту, аміяку і інш.). Структура палімераў можа быць лінейнай, разгалінаванай і сеткаватай. Пазначыўшы манамер літарай А, структуру макрамалекулы можна адлюстраваць у наступным выглядзе: -А-А-А-А-А-А-А- Лінейная структура  Разгалінаваная структура  Сеткаватая структура Палімеры з сеткаватай структурай не раствараюцца і не плавяцца, таму для вытворчасці валокнаў іх не выкарыстоўваюць. Калі ў адукацыі палімера ўдзельнічаюць два ці больш розных мономера (А+У) ці (А+В+З), то атрыманыя макрамалекулы называюць сополимерами (вінілхларыд + вінілацэтату; вінілхларыд + акрыланітрыл і інш.). Чаргаванне мономеров ў макромолекуле можа быць розным:  Калі другі палімер супалімера ўтварае бакавыя ланцугу, то такі супалімер называецца прышчэпленым. Змяняючы ўтрыманне розных мономеров або палімераў, атрымліваюць валакна, якія валодаюць тымі ці іншымі ўласцівасцямі. Малекулы натуральных валокнаў арыентуюцца ўздоўж восі валакна, аднак размяшчэнне іх у розных валокнах можа быць розным. У бавоўне макрамалекулы цэлюлозы лінейнай структуры часткова размешчаны паралельна восі валакна, а значная частка іх ляжыць пад рознымі кутамі да гэтай восі. Такія малекулы ўтрымліваюцца адна каля іншы дзякуючы межмолекулярным сілам, дзеючым у папярочным кірунку. У воўны макрамалекулы кератина менш арыентаваны і больш выгнутыя, што абумоўлівае меншую трываласць і вялікую расцяжымасць валакна. Макрамалекулы бялку воўны ўяўляюць сабой складаную сеткаватую структуру, адукаваную з выгнутых ў выглядзе спіраляў галоўных ланцугоў (мадыфікацыі α-кератина) і злучаных паміж сабой бакавымі дисульфидными (-S-S-), солевымі (-NН₃+-ААС-) і вадароднымі (=Пра...Н-) сувязямі. Пры расцяжэнні воўны ланцуга макрамалекул кератина распростваюцца, з прычыны чаго бакавыя ланцугу разрываюцца, а затым пры астуджэнні ўтвараюцца ў новым становішчы, фіксуючы распрямленное становішча макрамалекул (мадыфікацыі β-кератина). Гэта перашкаджае зваротнаму скарачэння валокнаў пасля астуджэння воўны. На гэтым  ўласцівасці воўны заснаваны працэс адцягвання, з дапамогай якога швейнай вырабу надаецца пэўная форма. Калі першасная вільготна-цеплавая апрацоўка тканіны з ваўнянага валакна была непрацяглай (не больш за 2 мін), то пасля такі ж другаснай апрацоўкі ў вольным стане валакно скарачаецца прыкладна да 2/3 першапачатковай даўжыні. Гэта з'ява называецца сверхсокращением воўны.У хімічных валокнаў размяшчэнне малекул можа быць хаатычнае, часткова арыентаванае і цалкам арыентаванае у залежнасці ад велічыні выцягвання валакна ў перыяд фармавання (мал. 2). Малекулы ў валакне могуць знаходзіцца ў распрямленном стане, выгнутым, спіральным, скручанай. Аднак калі нават малекула і распрямлена, то ўсё ж асобныя яе звёны або атамы размяшчаюцца пад пэўнымі кутамі, званымі валентными. Таму нават валакна з распроствання малекуламі валодаюць здольнасцю да некаторага падаўжэння. Валакна, у якіх малекулы размешчаны хаатычна, валодаюць вялікай растяжимостью. Калі такое валакно выцягваць, тое макрамалекулы пачнуць перамяшчацца і арыентавацца. Пры гэтым узнікаюць і растуць сілы межмолекулярного ўзаемадзеяння. У добра арыентаваным валакне гэтыя сілы могуць быць настолькі вялікія, што лягчэй разарваць макромолекулу, чым зрушыць яе адносна іншых малекул. Пры такой структуры валакна дасягаецца яго максімальная трываласць. Аднак межмолекулярные сілы дасягаюць максімальных значэнняў толькі для лінейных арыентаваных макрамалекул, якія валодаюць вялікім лікам сильнополярных груп (-ЁН, -СООН, -СОNН, - NН₂). Наяўнасць жа непалярных або слабополярных груп (=СН₂, -СН₃, -COO-) зніжае межмолекулярные сілы. Чым у большай  ступені распрямлены макрамалекулы і чым больш яны арыентаваны ў адным кірунку, тым больш шчыльнасць іх ўпакоўкі, трываласць і пругкасць валакна і тым менш яго расцяжымасць. Таму асабліва трывалыя валакна атрымліваюць шляхам іх значнага выцягвання. Звычайна арыентацыя малекул адбываецца пучкамі (комплексамі) і не на ўсім іх працягу. Арыентаваныя ўчасткі пучкоў малекул маюць крышталічнае будынак. Гэтыя ўчасткі ў валакне чаргуюцца з аморфными ўчасткамі, дзе малекулы размешчаны хаатычна (мал. 3). З прычыны вялікай даўжыні макромолекула можа праходзіць адначасова праз некалькі крышталічных і аморфных участкаў. Цэлюлозныя валакна маюць аморфна-крышталічнае будынак.Пучкі макрамалекул злучаюцца ў больш буйныя фарміравання, званыя микрофибриллами, якія ў сваю чаргу групуюцца ў макрофибриллы, званыя проста фибриллами. Фібрылы размяшчаюцца ў валакне ўздоўж восі валакна або пад невялікімі кутамі да яе. Паміж фибриллами ўтворыцца вялікая колькасць падоўжных расколін і часу розных памераў. Чым больш памеры расколін і часу ў валокнаў, тым вышэй іх намокаемость і окрашиваемость (бавоўна, вискозное валакно), і наадварот, валакна з порамі меншых памераў цяжэй намокают і прокрашиваются (лаўсан, нитрон). У прыродных валокнах паміж фибриллами залягаюць пігменты і іншыя спадарожнікі асноўнага рэчыва. Фібрылы ў валакне бавоўны размяшчаюцца колцавымі пластамі, колькасць якіх дасягае сарака. Фібрылы ў валакне воўны ўтвараюць верацёнападобныя клеткі, размешчаныя ўздоўж валакна і злепленыя межклеточным рэчывам. Марфалагічная структура.  Валакно бавоўны ўяўляе сабой сплюснутую извитую трубачку з каналам ўнутры. Ступень пляскатыя, извитости і памер канала ў валакне бавоўны залежаць ад ступені яго сталасці (мал. 4). Извитость валокнаў абумоўлівае іх добрую учэпістасць, што дае магчымасць атрымання трывалай пражы. Наяўнасць у бавоўне канала, запоўненай паветрам, забяспечвае яго паніжаную цеплаправоднасць, што дае магчымасць выпрацаваць з яго вырабы з добрымі цеплаахоўнымі ўласцівасцямі.Элементарныя валакна лёну ўяўляюць сабой доўгую тонкую і гладкую клетку з завостранымі канцамі. У папярочным зрэзе элементарныя валакна маюць выгляд шматкутніка з чатырма - шасцю гранямі з вузкім каналам пасярэдзіне (мал. 5). Пры разглядзе валокнаў пад мікраскопам назіраюцца характэрныя зрухі і патаўшчэнні, якія з'яўляюцца ў выніку механічных уздзеянняў на валакна пры іх першаснай апрацоўцы (мятье). Ўнутранае будова сценак льнянога валакна, як і бавоўны, характарызуецца слоистостью, нахільна-спіральным размяшчэннем комплексаў малекул цэлюлозы. Будова малекул цэлюлозы лёну адрозніваецца большай ступенню полімерызацыі, чым бавоўны, што абумоўлівае вялікую трываласць валакна. Больш за тоўстыя сценкі валакна таксама сведчаць аб яго большай, чым у бавоўны, трываласці. Больш вузкі, чым у бавоўны, канал тлумачыць яго вялікую цеплаправоднасць. Замкнёная будынак валакна перашкаджае траплянню ўнутр фарбавальніка, што абцяжарвае афарбоўку ільняных тканін. Валакно  воўны складаецца з двух-трох слаёў: чешуйчатого, коркавага і асяродак (мал. 6). Лускаваты пласт воўны складаецца з тонкіх роговидных пласцінак розных памераў і формы. Ён абараняе коркавы пласт ад шкодных хімічных і фізічных уздзеянняў, у значнай ступені забяспечвае валкоспособность і бляск воўны.Коркавы пласт воўны складаецца з веретенообразный клетак і вызначае асноўныя ўласцівасці валакна, яго трываласць, расцяжымасць, пругкасць, гнуткасць, мяккасць. У клетках коркавага пласта змяшчаецца пігмент, ад якога залежыць натуральная афарбоўка валакна. Асяродкавы пласт воўны складаецца з друзлых клетак і прамежкаў, запоўненых паветрам. Памеры асяродак пласта ў залежнасці ад тыпу ваўняных валокнаў могуць быць рознымі. Гэты пласт памяншае цеплаправоднасць ваўняных валокнаў, але ў той жа час зніжае іх трываласць, расцяжымасць, гнуткасць, извитость і іншыя ўласцівасці. Элементарныя  ніткі натуральнага шоўку ўяўляюць сабой гладкія тонкія шелковинки значнай даўжыні з неаднолькавым па ўсёй даўжыні папярочным перасекам - нітка з круглявай з аднаго канца становіцца паступова лентовидной на іншым канцы (мал. 7). Гладкай паверхняй нітак тлумачацца слізгаценне тканін, осыпаемость і раздвигаемость нітак у шаўковых тканінах, што ўскладняюць іх апрацоўку ў швейнай вытворчасці.Ўнутранае будова элементарных шелковинок характарызуецца наяўнасцю цепеобразных макрамалекул фиброина, арыентаваных ўздоўж восі валакна. Хімічныя валакна, у адрозненне ад натуральных маюць больш простае будынак. Гэта тонкія пруткі з адносна гладкай паверхняй і разнастайным папярочным перасекам (мал. 8). Валакна капрону, анида, лаўсана, поліпрапілена і полинозные маюць круглую форму папярочнага перасеку і гладкую паверхню. З прычыны гладкай паверхні і малой цепкость валокнаў пры эксплуатацыі вырабаў, вырабленых з штапельных валокнаў, асобныя валакна пры нязначных натяжениях выцягваюцца з пражы і ўтвараюць на паверхні вырабы петлистый ворс. Дзякуючы высокай трываласці і значнай ўстойлівасці валокнаў да ізаляцыі выцягнутыя завесы ворса не абрываюцца, а пад дзеяннем трэння ў працэсе эксплуатацыі вырабы скочваюцца на яго паверхні ў шарыкі, утвараючы т. зв. пиллинг. Гладкая паверхня сінтэтычных валокнаў надае вырабам непрыемны бляск, спрыяе раздвиганию і осыпаемости нітак у тканінах, але робіць іх прыемнымі навобмацак. Для памяншэння  бляску валокнаў вырабляюць іх матаванне двухвокісам тытана, але гэта пагаршае трываласць, святлаўстойлівасць і іншыя ўласцівасці. Зніжэнне бляску валокнаў можа быць дасягнута таксама апрацоўкай гарачымі растворамі мыла, фенолу, воцатнай кіслаты і інш Усе большае ўжыванне знаходзіць метад атрымання прафіляваных валокнаў з папярочным перасекам ў выглядзе зоркі, прамавугольніка, трыкутніка і інш. (рыс. 9). Прафіляваныя валакна валодаюць паніжаным па параўнанні з звычайнымі бляскам, большай цепкостью, яны памяншаюць пиллинг і зрушэнне нітак у тканіны, але больш жорсткімі на навобмацак. Такія валакна маюць лепшую якая крые здольнасць, якая вызначае застилистость тканін. Учэпістасць штапельных валокнаў можа быць павышана таксама шляхам надання ім извитости. Извитость  валокнаў абумоўлівае таксама павышаную эластычнасць і аб'ёмнасць вырабаў.Вискозное, ацетатное, триацетатное, хлориновое і поливинилхлоридное валакна маюць няправільную форму папярочнага перасеку з парэзаным ў рознай ступені бакамі. Валакна, якія валодаюць значным бляскам, часта выпускаюць матированными. Гэтыя валакна таксама могуць выцягвацца з пражы на паверхню і ўтвараць ворс, але з-за больш нізкай устойлівасці да ізаляцыі ён пры эксплуатацыі вырабы пераціраецца і адпадае. Валакно  нитрон мае форму папярочнага перасеку, якая нагадвае контуры землянога арэха. Паверхня валакна гладкая, з прыемным бляскам.Для атрымання лёгкага і малотеплопроводного валакна сталі выпрацоўваць пустотелые сінтэтычныя валакна, якія атрымліваюцца шляхам прымянення фильер з прафіляванымі адтулінамі (мал. 10). Такія валакна маюць вялікую якая крые здольнасць і лепшыя пругкія ўласцівасці. | |
| Праглядаў: 608 | |
| Усяго каментарыяў: 0 | |