Набухаемость волокон в воде

Иногда длина волокон (чаще вискозных) после набухания уменьшается. Это объясняется тем, что до увлажнения молекулы волокна находились в растянутом зафиксированном состоянии, а после набухания волокна приняли равновесное изогнутое положение, что привело к уменьшению длины волокон и вследствие этого - к усадке тканей.

Молекулы воды легко проникают в аморфные участки волокна и с трудом - в кристаллические. Из-за того, что кристаллические участки расположены главным образом по длине волокон, набухание последних по длине очень ограниченно. Хотя у шерсти и нитрона аморфная фаза примерно одинаковая, благодаря большому содержанию полярных групп в шерсти ее аморфная фаза набухает значительно больше. Чем больше набухаемость волокон, тем больше они теряют прочность при намокании (исключая хлопок и лен) и тем большей становится усадочность тканей из них. При набухании волокна могут удержать количество влаги, в два раза превышающее их массу, а после отжима на центрифуге влаги остается 70 - 90 % массы волокна.

Однако после высыхания волокна прирост его поперечного сечения уменьшается и составляет, %:

Поглощенная волокном влага удерживается в виде свободной, заполняющей поры, межклеточные пространства, связанной или сорбированной воды, заполняющей межфибриллярные пространства или пропитывающей клеточные оболочки, и гидратационной, или химически связанной, воды.

Наличие сорбированной и гидратационной воды имеет большое значение, потому что в процессах влажно-тепловой обработки тканей она является пластификатором, обеспечивающим переход волокон в высокоэластическое состояние и способствующим формуемости изделий. Свободная вода не является пластификатором волокна, но при влажно-тепловой обработке ускоряет нагревание волокон и формование изделий.

Свободная и сорбированная вода удаляется при сушке волокон сравнительно легко, а гидратационная - лишь в токе сухого нейтрального газа при температуре 120 - 125 'С.

Если поместить волокна в среду с влажностью около 0%, из них начинает удаляться влага, причем синтетические волокна теряют влагу быстро, хлопок, натуральный шелк, вискозное волокно высыхают медленнее, а шерсть еще медленнее.

СТОЙКОСТЬ ВОЛОКОН К НАГРЕВАНИЮ

Стойкость к нагреванию у разных волокон различная. Повышенная температура влияет на прочность, удлинение и упругость волокон, а также на их внешний вид и химическую структуру. При повышении температуры разрывная нагрузка большинства волокон понижается, а удлинение увеличивается; лучше проявляются упругие свойства.

В зависимости от характера изменения свойств волокон под действием повышенных температур различают теплостойкость и термостойкость волокон.

Теплостойкость волокон характеризуется обратимыми изменениями их свойств от действия высоких температур и измеряется при повышенной температуре. Она определяет предельные температуры, которые в течение длительного времени не ухудшают свойства волокон (разрывную нагрузку, эластичность и др.), обусловливает режимы тепловых обработок тканей в текстильном производстве.

Термостойкость волокон характеризуется необратимыми изменениями их свойств от действия высоких температур и определяется после охлаждения волокна до нормальной температуры. Она определяет возможную потерю прочности и удлинения в зависимости от степени нагревания и его продолжительности, обусловливает возможность использования тканей для изготовления тех или иных изделий.

И тепло-, и термостойкость имеют большое значение для определения режимов влажно-тепловой обработки тканей в швейном производстве.

Теплостойкость различных волокон характеризуется следующими предельными температурами, °С:

Все волокна можно разделить на термопластичные и нетермопластичные. К первой группе относятся в основном синтетические волокна (капрон, лавсан, нитрон, хлорин) и некоторые искусственные (ацетатное, триацетатное), ко второй - все натуральные волокна, а также ряд искусственных (вискозные, полинозные).

При кратковременном повышении температуры в термопластичных волокнах происходит разрыв межмолекулярных связей, вызывающий течение полимера и его рекристаллизацию, сопровождающуюся изменением свойств волокна.

При охлаждении термопластичных волокон восстанавливаются их исходная структура и механические свойства. Если действие повышенной температуры продолжалось длительное время, возникают необратимые изменения свойств волокон. При сравнительно кратковременном (в течение нескольких часов) нагревании нетермопластичных волокон сначала происходит деполимеризация (распад макромолекул), а затем разрушение и обугливание вещества. Потеря разрывной нагрузки волокон зависит от температуры и времени нагрева (табл. 6).