Тема 1.1 Текстильні волокна

Текстильні волокна. Загальні властивості текстильних волокон

Слово „текстиль” походить від латинського „текстум”, що означає „тканина”. Текстильні волокна використовують у виробництві тканин, штучного хутра, трикотажу, вати та інших виробів. Волокна – це тонкі, гнучкі й міцні нитки, довжина яких у безліч разів перевищує їх поперечний переріз.
Волокна за будовою поділяються на: елементарні, комплексні (технічні) профільовані, звиті; за довжиною – довгі та штабельовані.
Елементарним називають одинарне волокно, не поділене на частини в поперечному напрямку (бавовна, вовна). Ці волокна довжиною від кількох десятків до кількох тисяч метрів утворюють елементарні нитки. 
Комплексне технічне волокно складається зі з’єднаних елементарних (наприклад луб’яних волокон, склеєних пектином), які за певних умов здатні розщеплюватися на дрібніші волокна, майже до елементарних клітин.
Профільовані волокна – це хімічні волокна, що мають задані фігурні перетини, сформовані завдяки спеціальним за формою отворами. Звиті волокна – це волокна, що мають природну звитість (вовна) або звитість, набуту внаслідок механічної чи теплової обробки (хімічні волокна).
Штапельовані волокна мають задану довжину. Їх отримують шляхом розрізання, розривання хімічних ниток.

Класифікація волокон.

Загальноприйнятими ознаками класифікації волокон є їх походження та хімічний склад, згідно з цим текстильні волокна поділяються на натуральні та хімічні.

Натуральні волокна бувають органічні та неорганічні. До органічних належать рослинні волокна – насіннєві та плодові (бавовна, кокосові); стеблові (льон, конопля, джут, кенаф); листкові (сизаль, маніла, агава); і тваринні волокна – волосяний покрив (вовна овеча, козяча та верблюжа); виділені залозами (шовк тутового, дубового шовкопряда). До неорганічних – з гірських порід (азбест). Хімічні волокна поділяються на органічні та неорганічні. До органічних належать штучні волокна – целюлозні та ефіроцелюлозні (віскозні, мідно-аміачні та ацетатні); білкові (казеїнов, соєво-бобові). До неорганічних штучних волокон – силікатні (скляні); металеві (золоті, срібні, мідні, алюмінієві). До органічних належать синтетичні волокна – поліамідні (капрон, амід, енант); поліефірні (лавсан); поліакрилнітрильні (нітрон); полівінілхлоридні (ПВХ, хлорин); полівінілспиртові (вінол); поліуретанові (спандекс); поліолефінові (поліетиленові, поліпропіленові).

Будова і властивості волокон.

Властивості волокон залежать від їх будови. Всі текстильні волокна належать до високо-молекулярних сполук. Макромолекула полімеру складається з великої кількості однакових чи різних багаторазово повторюваних елементарних ланок, з’єднаних у ланцюг основними хімічними зв’язками головних валентностей. Існує три види структури макромолекул: лінійна, розгалужена, просторова.
Природне волокно бавовни має лінійну структуру макромолекул, волокна вовни (білок-каротин) мають сітчасту структуру. У вовні макромолекули кератину менш орієнтовані і більш зігнуті, що зумовлює меншу міцність і більшу розтяжність волокна. Хімічні волокна здебільшого мають лінійну або розгалужену структуру. Властивості текстильних волокон поділяються на геометричні, механічні, гігієнічні та хімічні. До основних геометричних властивостей волокон належать лінійна густина, довжина, хвилястість або звитість.

Лінійна густина (товщина) волокна Т-текс характеризується масою, яка припадає на одиницю довжини волокна. Лінійну густину волокна записують у мілітексах (мтекс), декатексах (дтекс). Що менша лінійна густина, то тонше волокно і відповідно менший його поперечний переріз. Довжина волокна характеризується найбільшою відстанню між його кінцями в розправленому вигляді й вимірюється в міліметрах, сантиметрах, метрах, кілометрах. Самі найкоротші волокна це бавовняний пух, а найдовші – натуральні шовкові волокна. Довжина штучних і синтетичних може бути довільною. Від довжини волокон залежать спосіб прядіння, товщина та міцність одержаної пряжі. З довгих волокон виробляється тонка і гладенька пряжа, а з коротких волокон виробляється товста пухка пряжа.

Хвилястість, або звитість, волокон є їх позитивною властивістю, вона може бути плоскою і спіралеподібною. Натуральні волокна (вовна, бавовна) мають природну звитість, хімічним волокнам звитість надається спеціально під час їх виготовлення для збільшення чіпкості, розтяжності, об’ємності. Пряжа, виготовлена зі звитих волокон, міцніша, ніж пряжа з гладких волокон. До механічних властивостей волокон належать міцність, подовження, стійкість до тертя, витривалість, довговічність. Міцність волокон характеризується розривним навантаженням, тобто, найбільшим зусиллям, яке витримує волокно в момент розриву. Що більше навантаження витримує волокно, то воно міцніше.

Подовження волокон виникає під дією навантаження (без доведення волокна до розриву). Тертя волокна до волокна і різних твердих предметів супроводжується зменшенням його маси, розщепленням волокна, його розривом. Оцінюють стійкість до тертя кількість циклів тертя до повного зношування зразка.
Витривалість волокон визначають шляхом багаторазових згинань, розтягувань і характеризують кількістю циклів, під час яких волокно руйнується, або кількістю подвійних згинань, які волокно витримує до руйнування.
Довговічність волокна – це час від його багаторазового деформування до руйнування.
До гігієнічних (фізичних) властивостей волокон належать: гігроскопічність, повітропроникність. Водонепроникність (для плащових і курткових тканин); теплопровідність тощо.
Гігроскопічність – здатність волокон поглинати з навколишнього середовища і віддавати водяну пару. Гігроскопічні властивості оцінюються фактичною кондиційною та максимальною вологістю. 
Повітропроникність – це здатність волокна пропускати повітря. Натуральні волокна мають вищі показники гігієнічних властивостей, ніж хімічні.
Хімічна стійкість волокон характеризується їх стійкістю до дії різних хімічних реагентів: кислот, лугів, органічних розчинників та інших хімічних речовин.
Опір волокон впливу зовнішнього середовища – це їх здатність протистояти дії світла, вологи. Поту, тертю, пранню, хімічній чистці. Волого тепловій обробці. Опір волокон визначає стійкість текстильних виробів до зношування.