![]() | |||
![]() | |||
CH2 OH
O Н
H
O ОН Н О
![]() |
Н Н OH
n
Хлопком называют волокна, покрывающие поверхность семян однолетнего растения хлопчатника.
В течение всего периода созревания фибриллы целлюлозы отлагаются на стенках волокна, образуя суточные концентрические слои. Основным полимером хлопка является a - целлюлоза(96%), кроме того волокна имеют в своем составе низкомолекулярные фракции целлюлозы (1,5%), жиры и воски (около1%), азот, белковые, зольные вещества(до 0,5%) и др. Сопутствующие вещества располагаются между пачками макромолекул и фибриллами.
В конце периода созревания протоплазма в канале высыхает, стенки спадают, а волокна приобретают вид скрученных сплющенных ленточек, имеющих определенной толщины стенки и канал. По степени зрелости, которая оценивается исходя из соотношения наружного и внутреннего диаметров волокна, хлопковые волокна подразделяются на 11 групп от 0 (незрелое волокно) до 5 (предельно зрелое волокно) с интервалом в 0,5. Наиболее пригодны для изготовления текстильных материалов волокна со степенью зрелости 2,5 – 3,5. По изменению интерференционной окраске в поляризационном свете хлопковые волокна подразделяются на 4 группы (самые зрелые, зрелые, недозрелые, совершенно незрелые).
В зависимости от длины волокон различают коротковолокнистый хлопок длиной до 27мм, средневолокнистый хлопок длиной 27-35мм и длинноволокнистый 35-50мм.
Для получения льняных волокон выращивают специальный вид льна - лен - долгунец. Элементарное волокно льна представляет собой растительную клетку веретенообразной формы длиной 10-26 мм и в поперечнике 12-20 мкм.
Основным полимером льняного волокна является -a -целлюлоза (80%), низкомолекулярные фракции -8,5%, лигнин -5,2%, жировосковые вещества -2,7%, белковые и зольные -3,2%. Лигнин придает большую жесткость, хрупкость и ломкость волокну. Пучки элементарных волокон, состоящие из 15-30 элементарных волокон, образуют технические волокна длиной 170-250 мм и в поперечнике 150-250 мкм.
Основными характеристиками свойств волокон и нитей являются следующие:
Линейная плотность "Т", текс, выражается массой единицы длины волокна или нити и определяется по формуле:
Т= m / L (1),
где m - масса волокна или нити, г;
L - длина волокна или нити, км
Номер "N" показывает отношение длины волокна (L),м к его весу, г.
N=L/m (2)
[мм/мг, м/г, км/кг]
(T·N=1000), чем выше номер, тем меньше линейная плотность и тоньше волокно.
Относительная разрывная нагрузка "Ро", сН/текс,характеризует разрывную нагрузку (Рр), приходящуюся на единицу толщины:
Ро=Рр/Т (3)
Относительное разрывное удлинение Ер,%, показывает, какую часть от первоначальной длины образца составляет его абсолютное удлинение к моменту разрыва:
Ер=100Lр/Lo (4)
где Lp - абсолютное разрывное удлинение (показывает увеличение длины волокна или нити к моменту разрыва); Lo - начальная длина образца волокна или нити.
Фактическая влажностьWф, %, показывает, какую часть от массы сухого волокна составляет влага, содержащаяся в нем при данных атмосферных условиях:
Wф=100(m-mc) / mc (5)
где m и mc-соответственно масса волокна, г, до и после высушивания до постоянной массы.
Основные свойства хлопковых и льняных волокон приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Свойства волокон растительного происхождения.
Волокно | Степень полимеризации | Плотность, г/см3 | Линейная плотность, Текс | Относительная разрывная нагрузка для волокна | |
сухого, сН/Текс | мокрого, % от натурального | ||||
Хлопковое | 5000-6000 | 1,52 | 0,2 | 27-36 | 110-120 |
Льняное | 20000-30000 | 1,5 | 0,3 | 54-72 | 110-120 |
Продолжение таблицы 1.
Волокно | Удлинение волокна, % | Влажность, % | Термостойкость | ||
сухого | мокрого | Температура эксплуатации, оС | Температура разрушения, оС | ||
Хлопковое | 7-9 | 8-10 | 140-150 | 170-180 | |
Льняное | 2,5 | 3,5 | 11-12 | 140-150 | 170-180 |
Физико-химические свойства хлопковых и льняных волокон имеют много общего, что связано с одинаковым их химическим составом.
Однако, в связи с тем, что лен имеет более плотную и ориентированную структуру, он имеет наибольшую относительную разрывную нагрузку и наименьшее разрывное удлинение.
Наличие в целлюлозе гидроксильных групп обуславливает высокие гигроскопические свойства хлопковых и особенно льняных волокон. При увлажнении целлюлозные волокона набухают, увеличивая свои размеры, особенно поперечные, разрывное удлинение их несколько увеличивается, а прочность повышается на 10-12%
До 1500 С целлюлозные волокна практически не изменяют своих свойств, а свыше начинается процесс разрушения.