Хлопок. Развитие хлопчатника. Строение, свойства и применение волокон

Хлопок — волокно, покрываю­щее семена растения хлопчатника. Волокна вместе с семенами называются хлопком-сырцом, а после отделения их от семян получают хлопок-волокно. Волокно имеет длину более 20 мм. Волокно длиной более 5 мм, но менее 20 мм называется пухом, а волокно короче 5 мм — подпушком.

Развитие. Хлопчатник — однолетнее теплолюбивое растение. Через 11 — 12 недель после посева хлопчатник зацвета­ет. Цветок живет один день, образуется завязь, из которой развивается плод — коробочка. Коробочка разделена перего­родками на 4 — 5 створок, в каждой находится по 6 — 9 семян. Некоторые поверхностные клетки растущих семян начинают удлиняться. Каждая такая растительная клетка является во­локном хлопка. В начале развития волокно имеет вид тон­костенной трубочки (толщина стенок 0,2 — 0,5 мкм), запол­ненной протоплазмой. Внешний поперечник достигает макси­мальных размеров через несколько дней и затем не меняется. В течение 30 — 40 дней трубочка растет в длину и в последу­ющие 20 — 30 дней происходит созревание волокна, заключа­ющееся в каждодневном послойном отложении целлюлозы на внутренних стенках трубочки. Целлюлоза синтезируется из протоплазмы. Затем остатки протоплазмы высыхают, стенки трубочки сплющиваются в разных направлениях и волокно скручивается. Коробочки раскрываются не од­новременно, и хлопок собирают в 3 — 4 приема.

Строение. Под микроскопом волокно хлопка имеет вид плоской скру­ченной ленточки. Первичная обработка заключается в очистке от крупных и мелких расти­тельных и сорных примесей, от пыли, отделении волокон от семян и прессовании их в кипы. В массе в основном находятся волокна средней степени зрелости.

Свойства. Прочность волокон зависит от степени их зрелости, и в среднем разрывная нагрузка волокна равна 5 сН, относитель­ная разрывная нагрузка — 27 — 36 сН/текс, удлинение во­локон при разрыве составляет 7 — 8 %. Хлопчатобумажные ткани мнутся, так как приблизительно 50 % от общей дефор­мации составляет пластическая ее часть.

Цвет волокон — белый или слегка кремовый. Однако су­ществуют сорта хлопчатника, дающие волокна зеленоватого или бежевого цвета. Красящий пигмент находится в кутикуле, т. е. в поверхностном слое волокна.

Гигроскопичность хлопка высока. При нормальных усло­виях (t — 20 °С, ip — 65%) хлопок содержит 8 — 9 % влаги. При относительной влажности воздуха 100 % содержание вла­ги достигает 20%. Хлопок быстро впитывает влагу и быстро ее отдает, т. е. быстро высыхает. В мокром состоянии волокна набухают, и их прочность возрастает на 15 — 17 %.

Под действием кислот хлопок разрушается, при длитель­ном их воздействии на хлопчатобумажную ткань прочность ее резко снижается. Под действием концентрированной сер­ной кислоты волокна обугливаются.

Под действием едкой щелочи волокна набухают, их изви­тость исчезает, поверхность становится гладкой, блестящей, прочность повышается и улучшается способность к окраши­ванию. Обработка хлопчатобумажных тканей 18 %-ным рас­твором едкого натра называется мерсеризацией и широко применяется в производстве.

В присутствии кислорода воздуха действие едкой щелочи вызывает окисление целлюлозы и снижает прочность волок­на.

Хлопок растворяется под действием медно-аммиачного комплекса, т. е. раствора гидроксида меди в нашатырном спирте.

Органические растворители, применяемые при химиче­ской чистке, на хлопок не действуют.

Под влиянием светопогоды хлопок, как и все органические волокна, постепенно теряет прочность. В результате действия солнечного света в течение 940 ч прочность снижается на 50 %.

Волокна хлопка имеют хорошую термостойкость. Нагре­вание до 130 °С вызывает лишь незначительное ухудшение механических свойств. При нагреве свыше 150 — 160 °С раз­рушение их идет более интенсивно, и при 250 ° С волокна обуг­ливаются. Волокна хлопка горят желтым пламенем и сгорают полностью, образуя серый пепел. При сжигании волокна ощу­щается запах жженой бумаги.

Применение. Длина и толщина волокон связаны между собой и зависят от сорта хлопчатника. Средний размер диаметра поперечно­го сечения волокон 15 — 25 мкм. Коротковолокнистый хлопок (длиной до 28 мм) перерабатывается в толстую и пушистую пряжу, предназначенную для изготовления байки, фланели, бумазеи и др. Из средневолокнистого хлопка (длиной 28 — 34 мм) вырабатывают пряжу средней толщины, предназна­ченную для тканей типа ситца, бязи и т. д. Из длинноволокни­стого хлопка (длиной более 35 мм) вырабатываются наиболее высококачественные ткани типа батиста, маркизета и др.