Технология волокнистых материалов

Излишняя влажность хлопка понижает выход пряжи из хлопка.

 

 

 

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ХЛОПКА

Химический состав хлопкового волокна следующий: целлюлоза, воск, азотистые вещества, причем целлюлозы  содержаться до 95%, следовательно, значительная составная часть – клетчатка  или целлюлоза.

Целлюлоза растворяется в  швейцеровом реактиве (аммиачный  раствор гидрата окиси меди).

Серная кислота на целлюлозу  оказывает различные действия: в  зависимости от концентрации серной кислоты клетчатка может обуглиться, раствориться, измениться химически.

При воздействии на волокно  смесью хлористого цинка и йода получается характерное синее окрашивание.

Под действием раствора едкого натра NaOH растительные волокна сначала разбухают, а затем растворяются.

Явление разбухания хлопковых  волокон получило название мерсеризации.

СТРОЕНИЕ ХЛОПКОВОГО ВОЛОКНА

Хлопковое волокно представляет собой трубку из тонкой кожицы (кутикулы), которая наполнена целлюлозой. Целлюлоза  откладывается в ней слоями (кольца роста), внутри остается незаполненное  пространство – канал. Таким образом  стенки волокна состоят из нескольких слоев целлюлозы; каждый слой состоит  из спиралей (фибриллы), причем спирали  идут в разные стороны. Целлюлоза  состоит из тонких нитей (мицелл) и  имеет правильное кристаллическое  строение, которым объясняются такие  свойства клетчатки, как способность  к двойному лучепреломлению и  форма получаемых рентгенограмм.

ПОРОКИ ВОЛОКНА  ХЛОПКА

Все пороки, встречающиеся  в хлопке, можно разделить на две  группы:

I. Естественные пороки

II. Пороки от обработки.

К естественным порокам можно  отнести следующие:

1. больные волокна

2. мертвые волокна

Больные волокна представляют собой скопление волокон желтого  или коричневого цвета, под микроскопом  на таких волокнах видны бактерии или грибки.

Мертвые волокна представляют собой скопление волокон в  виде плоской лепешки или блестящей  или матовой. Хотя мертвое волокно  может быть и в виде отдельных  волокон, но различить отдельные  мертвые волокна можно только под микроскопом, тогда как пластинки  из мертвых волокон видны невооруженным  глазом.

Больные или мертвые волокна  слабы, отходят в угар и понижают выход. Мертвые волокна не прокрашиваются.

Все дефекты обработки  хлопка можно подразделить на два  класса:

1. Семя и его частицы.  При очистке хлопка в общей  массе могут остаться недозрелые  семена, разрезанные семена. Наличие  семян в хлопке понижает выход  пряжи из хлопка.

При прядении такие волокна  удаляются, но частично проходят в пряжу  и называются галочками.

2. Дефектные волокна. Их  можно подразделить на порванные,  завитые, скрученные и т.д., поэтому  здесь будем иметь:

а) Рваные волокна, более  короткие или пух

б) Завитки, жгутики

в) Узелки

Завитки легко расщипываются  пинцетом и состоят из зрелых волокон.

Жгутики похожи на завитки, но они длиннее и плотнее, и  поэтому труднее растаскиваются, завитки уничтожаются в трепании и в чесании, тогда как крупные  жгутики не могут расчесаться и выпадают в угар. Встречаются в хлопке и комбинации жгутиков и завитков.

Рваные волокна и пух  при прядении уходят в угар, понижая  выход пряжи. Значительное количество рваных волокон в хлопке понижает его качество и стоимость и  иногда заставляет основное волокно  переводить в уточное.

Узелки представляют собой  небольшое белое плотное скопление  волокна, от которого в стороны отходят  усики. Узелки имеются и в сырце, тогда они состоят из незрелых волокон. Узелки являются злокачественным  пороком, так как очень трудно отделяются на машинах и проходят в пряжу, делая ее неровной, шишковатой и слабой.

3. Посторонние примеси.  В хлопке встречаются следующие  посторонние примеси: частицы  листка, прицветника, коробочки,  стебля, а также песок и земля.  Кроме того в хлопок иногда  попадают совершенно посторонние  предметы (палки, гвозди, проволока  и т.д.).

СОРТА ХЛОПКА

КЛАССИФИКАЦИЯ ХЛОПКОВ ПО МЕСТУ ПРОИЗРАСТАНИЯ

Все хлопки подразделяются по месту их произрастания на следующие  группы:

1. Северо-американские хлопки.

Сюда относят островной, нагорный, американские хлопки.

Нагорный подразделяется на: георгийский, луизианский, техасский, мобиль, саваннский, пилерс и бендерс.

В американском хлопке известны сорта Юма и Пима, которые выращиваются в Аризоне и в Калифорнии.

2. Вест-индийские хлопки.

Разводятся на островах Барбадос, Куба, Сан-Мартин, Ямайка. Лучший сорт –  островной.

3. Южно-американские хлопки.

К ним относятся перуанский, бразильский, Венесуэла, Колумбия, Гваяквил и Эквадор.

4. Центрально-американские хлопки.

К ним принадлежат Порто-Рико, Гаити, Таити.

5. Африканские хлопки.

  1) Египетские хлопки. Подразделяются на три вида:

     а) Коричневые хлопки – ашмуни, нада, нубари, ассиль.

      б) Желтые хлопки – сакеллярдис, 310, пилион.

     в) Белые хлопки – абасси, казум, фуади.

Все египетские хлопки подразделяются также на нижне-египетские и на верхне-египетские.

  2) Суданский хлопок – Сакель.

  3) Восточно-африканские хлопки. К ним принадлежит хлопок из Уганды, по длине волокна не уступающий перуанскому длинноволокнистому хлопку.

  4) Западно-африканские хлопки. Сюда относятся уточные хлопки из Нигерии, Сиерры-Леоны и др.

6. Азиатские хлопки.

  1) Индийские хлопки. Лучший сорт – Хинганхат. Остальные подразделяются на три группы:

      а) Сурат – сорта брочь, долера, умра.

      б) Бенгаль – самый грубый.

      в) Мадрас – сорта Тиневелли и Вестерн.

  2) Левантские хлопки, или малоазиатские. Смирнский и Аданский.

  3) Китайские хлопки. Подразделяются на хлопки американских семян и местных семян.

а/с – турфанский, кучарский

м/с – калигарский.

Китайские хлопки отличаются белизной, но имеют грубое волокно  и, по большей части, плохого качества.

  4) Японские хлопки. Они не вывозятся, так как их не хватает и для своей промышленности.

  5) Персидские хлопки. Подразделяются на:

      а) Хлопки побережья – Барфруш, Джуйбари, Киа-кулы, Сари, Рустам-кулы и др.

      б) Хлопки центральные – Нишабур, Казвин, Сабзевир, Иефагань и др.

Все персидские хлопки отличаются сорностью и дают много угара.

  6) Афганские хлопки.

  7) Турецкие хлопки.

  8) Союзные хлопки.

      а) Среднеазиатские хлопки.

     б) Кавказские хлопки – ереванский, грузинский, ганджинский, нахичеванский и др.

7. Европейские хлопки – греческий, болгарский, испанский, итальянский и др.

 

 

Тема 2. Шерсть, её первичная обработка, свойства шерстяного волокна.

 

Шерстью называется волосяной  покров животных, который поддается  переработке в пряжу или в  войлок. Обычно под шерстью понимается волосяной покров овцы. Шерсть, полученная с других животных, называется по виду животного: козья шерсть, верблюжья  шерсть и др. Основную массу шерсти (95 - 97 %) для шерстеобрабатывающей промышленности дают овцы. Овцеводством в СССР занимаются повсеместно, но больше всего оно  развито в республиках Средней  Азии, на Кавказе, Украине, в Сибири и Поволжье.

За годы Советской власти значительно вырос товарный сбор шерсти в стране и в 1980 г. составил свыше 460 тыс. т.

Шерсть - самое дорогое  сырье, себестоимость ее в 2 - 15 раз (в  зависимости от вида) выше себестоимости  хлопка.

Овцы различных пород  дают шерсть различного качества. По составу  волокон различают шерсть однородную (тонкую, полутонкую, полугрубую и грубую) и неоднородную (полугрубую и грубую). Однородность шерсти определяется уравненностью  по тонине, извитости и длине и  характеризуется содержанием в  ней пуха, переходного волоса, ости и мертвого волоса.

По тонине (толщине) шерсть делится на четыре группы.

Тонкая шерсть состоит  из тонких (от 14 до 25 мкм) волокон пуха с равномерной мелкой извитостью, длина их 30 - 80 мм. Эта шерсть характеризуется  свойствами, присущими пуховым волокнам. Используют тонкую шерсть для выработки  высококачественных тканей, трикотажных  изделий. Такую шерсть дают тонкорунные  овцы: советский меринос, азербайджанский  горный меринос, казахский архаромеринос, асканийский рамбулье, сальский, грозненский, ставропольский, алтайский и другие мериносы.

Полутонкая шерсть характеризуется  толщиной от 25 до 34 мкм и длиной 40 - 150 мм. Состоит из грубого пуха или  переходного волоса или из их смеси. Используется для выработки наиболее тонких костюмных и платьевых  тканей и трикотажных изделий. Такую  шерсть дают полутонкорунные породы овец: цигайская, куйбышевская, грузинская, горьковская и др.

Полугрубая шерсть имеет  толщину от 34 до 40 мкм и длину 50 - 200 мм. Состоит из пуха; переходного  волоса и небольшого количества тонкой ости. Используется для выработки  тканей менее высокого качества и  трикотажных изделий. Такую шерсть дают овцы полугрубошерстных пород (тонкорунно-грубошерстные и полутонкорунно-грубошерстные  помеси).

Грубая шерсть характеризуется  толщиной от 40 до 67 мкм и длиной 10 - 250 мм. Состоит из пуха, переходного  волоса, ости и мертвого волоса. Это  шерсть наиболее низкого качества, используемая преимущественно для  выработки грубосуконных тканей. Такую шерсть дают овцы грубошерстных  пород: волошской, черкасской, карачаевской, лезгинской и др.

Шерсть состригают с овец специальными ножницами или машинками. Шерстный покров, снятый с овец, называют руном. Такая шерсть сильно загрязнена и называется грязной. Кроме того, она неоднородна по качеству. Для  очистки от загрязнений и подбора  однородных по качеству партий волокна  снятую с овец шерсть подвергают первичной  обработке, которая состоит из сортировки шерсти по качеству, трепания с целью  разрыхления и удаления засоряющих примесей, промывки для удаления жиропота и грязи и сушки до содержания влаги 15 - 17 %.

Строение шерстяного волокна. По строению волокна шерсти разделяются на четыре типа: пух, переходный волос, ость и  мёртвый волос.

Пух 1 (рис. 12) - наиболее тонкие (15 - 30 мкм), мягкие и прочные волокна, круглые в поперечном сечении, с  мелкой извитостью, состоящие из двух слоев - чешуйчатого и коркового. Чешуйки у пуха кольцевидной формы, они охватывают волокно по всей окружности, находят одна на другую, создавая шероховатую  поверхность. Благодаря этому пух  обладает мягким блеском и наилучшей  валкостью.

Ость 3 - толстые (50 - 90 мкм), почти  прямые грубые волокна неправильной округлой формы в поперечном сечении, состоящие из трех слоев: чешуйчатого, коркового и сердцевинного. Чешуйки  у ости имеют некольцевидную форму, наиболее плотно прилегают к корковому  слою, обусловливая сильный блеск  и меньшую валкость. Сердцевинный слой ости занимает от 1/3 до 2/3 толщины  волокна. Вследствие этого ость отличается меньшей прочностью и гибкостью, большей жесткостью.

Переходный волос 2 по своему строению занимает промежуточное место  между пухом и остью. Переходный волос, так же как и ость, состоит  из трех слоев, но сердцевинный слой его  значительно уже, прерывистый. По техническим  показателям переходный волос более  подходит к пуху, чем к ости.  
 Мертвый волос 4 - наиболее толстое, грубое, ломкое и короткое волокно, лишенное природного цвета и блеска. Сердцевинный слой мертвого волоса занимает 90 - 95 % его толщины. Вследствие этого мертвый волос обладает малой прочностью, быстро разрушается от трения, не окрашивается и не обладает валкоспособностью, мертвый волос считается дефектным волокном, и его удаляют из массы шерсти.

Химический состав. Волокно  шерсти относится к белковым соединениям, содержащим в основном кератин, в  состав которого входят остатки аминокислот  различного состава. Элементарный состав кератина характеризуется наличием пяти элементов: углерода, водорода, кислорода, азота и серы. Макромолекула кератина содержит аминогруппы - NН₂ и карбоксильные  группы - СООН, что обусловливает  его амфотерные свойства: в щелочной среде шерсть проявляет кислотные  свойства, а в кислых растворах - щелочные свойства.

Свойства шерстяного волокна. При обработке шерсти кипящим  раствором слабой серной кислоты  происходит химическое соединение шерсти и кислоты. Это свойство способствует хорошему окрашиванию шерсти кислотными красителями. Концентрированная серная кислота разрушает шерстяное  волокно. Щелочи при нагревании растворяют шерсть, поэтому щелочные обработки  изделий из шерсти недопустимы.

Шерстяное волокно обладает высокой гигроскопичностью, хорошими светостойкостью, растяжимостью и  упругостью. Высокая упругость обусловливает  несминаемость изделий из шерсти. Разрывная нагрузка шерстяного волокна, стойкость к истиранию и теплостойкость сравнительно невысокие.