Одноцикловые харкактеристики

Полная деформация (абсолютная), (относительная) - деформация волокна в конце стадии нагружения и ее составляющие:

упругаядеформация (абсолютная), (относительная) – быстрообратимая (мгновенно исчезающая) часть полной деформации, проявляемая непосредственно после снятия нагрузки;

эластическая деформация (абсолютная), (относительная) - медленнообратимая часть полной деформации, исчезающая постепенно после разгрузки волокна;

пластическая деформация (абсолютная), (относительная) - необратимая (неисчезающая) часть полной деформации.

(Примечание: Обозначение используется для деформации, измеряемой в абсолютных единицах (м, мм). Обозначение используется для деформации, оцениваемой в относительных единицах или в %).

Многоцикловые харктеристики

Выносливость ( ) - число циклов нагружения, например, растяжения, которое волокно выдерживает до разрушения при заданной величине его деформации.

Долговечность ( ) - время, в теченире которого волокно выдерживает многократные (многоцикловые) нагружения при заданных величинах деформирования и продолжительности испытательного цикла не разрушаясь.

Остаточная циклическая деформация - величина деформации, накопленная волокном в результате многоцикловых нагружений при заданной величине его деформирования.

 

 

Физические свойства волокон

К важнейшим характеристикам физических свойств волокон относятся следующие:

Фактическая влажность

100, %, (3)

где - фактическая масса волокна;

- масса абсолютно сухого волокна.

Нормальная влажность - влажность волокна равновесная нормальным климатическим условиям, при которых относительная влажность воздуха = 60 ± 2 %, температура воздуха = 20 ± 2 ^оC .

Кондиционная влажность - влажность волокон, установленная стандартами для каждого вида волокна (близка к ).

Гигроскопичность Н - максимальная влажность, которую волокна приобретают в результате длительного выдерживания при относительной влажности воздуха, равной 100 %.

100, % (4)

где - масса волокна, выдержанного при = 20 ± 2 ^оC и

 

Термостойкость - показатель, характеризующийся временем, в течение которого волокна сохраняют свои свойства при длительном воздействии высокой температуры заданной величины.

Теплостойкость- максимальная температура, которую волокно выдерживает, сохраняя свои свойства.

Тема 4. НАТУРАЛЬНЫЕ ВОЛОКНА. ВОЛОКНА РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

ХЛОПОК

 

Хлопок - волокна, покрывающие семена растения хлопчатник.

Хлопок-сырец - семена хлопчатника, покрытые волокнами. Первичная обработка хлопка-сырца заключается в отделении хлопковых волокон от семян. В зависимости от длины волокна делятся на

хлопок-волокно ( > 20 мм), пух ( < 20 мм), подпушек (L < 5 мм).

Различают хлопчатник: средневолокнистый ( = 26- 35 мм, = 4500 - 6000); тонковолокнистый ( = 35 - 50 мм, = 6500 - 7500), волокна которого прочнее и более высокого качества); тонковолокнистый высшего качества, например, сорт "Пима" ( = 50 - 60 мм, = 7500- 9500. Основные хлопководческие страны мира - Узбекистан, США, Индия, Китай, Пакистан, Египет, Бразилия, Мексика, Сирия.

После цветения и образования завязей каждый плод-коробочка увеличивается в объеме. Одновременно происходит рост зародышей семян. 1 коробочка имеет 3 - 5 створок, 1 створка имеет 6 - 9 семян, 1 семя имеет 7 - 15 волокон. Таким образом, 1 коробочка содержит 200 - 500 тыс. волокон, масса которых может составлять 1 - 2,5 г. Хлопковое волокно - растительная клетка на поверхности семени, при развитии которой сначала увеличивается ее длина (волокно представляет тонкостенную трубочку), а затем при ее созревании происходит утолщение стенки за счет отложения целлюлозы на внутренней поверхности стенки волокна.

Строение хлопковых волокон.После созревания хлопковое волокно представляет собой тонкостенную сплюснутую трубочку. При первичной обработке волокно отрывают от семени, в результате чего один конец волокна имеет рваные очертания, другой конец - заостренный, закрывающий канал. Вид поперечного среза волокна зависит от степени его зрелости

 

 

совершенно незрелое - плоские, свернутые ленточки,

мятые и перегнутые, малая прочность,

непригодность к прядению,

плохо окрашиваются

 

средней зрелости

 

 

зрелое отчетливо видны стенки и канал,

при высыхании - штопорообразная

скрученность.

Для волокон хлопка характерна скрученность. Витки идут попеременно в обоих направлениях.

Стенка волокна имеет слоистое строение:

1) первичная (наружная) стенка (толщина = 1 мкм) состоит из сетки, образуемой целлюлозными фибриллами, между которыми находятся спутники целлюлозы - 54 . Наружная поверхность имеет сплошной восково-пектиновый слой;

2) вторичная стенка (толщина зрелого волокна = 6 - 8 мкм) состоит из пучков фибрилл, расположенных под углами 20 – 45 ^о (направление винтовых линий может меняться). Между пучками фибрилл - спутники целлюлозы. Пучки располагаются концентрическими слоями (кольцами роста). Число колец - до 40. Кольца соответствуют отложениям синтезирующейся целлюлозы на внутренней поверхности стенки;

3) третичная стенка - внутренняя часть вторичной, отличается большей уплотненностью. Между фибриллами пространство заполнено белковыми веществами и протоплазмой (протоплазма состоит из белковых веществ и простых углеводов).

Применение хлопка.Хлопок-волокно – используется для переработки в пряжу. Пух - для изготовления ваты (медицинской, одежной, мебельной), прокладок, фильтров и т.п., для переработки и изготовления искусственных волокон, пластмасс, пленок.

 

Примечание: Капок- многолетнее тропическое дерево. Растет в Африке и на Зондских островах. Внутренние стенки плодов покрыты волокнами, близкими по свойствам к волокнам веточника. Веточник - многолетнее травянистое растение, произрастающее на юге России, в Украине.

 

ЛУБЯНЫЕ ВОЛОКНА. ЛЕН

Лубяные волокна - натуральные растительные волокна, получаемые из стеблей, листьев и

оболочек плодов растений. Все лубяные волокна получают в виде технических, которые делятся на

- тонкие волокна из стеблей растений - лен, рами, кендырь;

- грубые волокна из стеблей растений конопля (пенька, посконь), джут, кенаф. (применяются для изготовления грубых тарных тканей, крученых изделий);

- жесткие волокна из листьев растений сизаль, манила (применяются для изготовления крученых изделий - морских канатов);

- волокна из скорлупы орехов кокосовой пальмы, называемые койр, которые по свойствам юлизки к волокнам из листьев и используется для изготовления веревок, циновок, набивочного материала, гнилостойких канатов.

 

Лен

Льном называют растение и извлекаемые из его стебля волокна. Культивируемый лен - однолетнее травянистое растение из семейства льновых, умеренного и влажного климата. Выращивается в России, Белорусии, Польше, Чехии, Словакии, Румынии, Китае, Бельгии, Франции, Голландии, Египте и др. Имеет преимущество перед хлопчатником, так как его можно выращивать везде, где возможно земледелие, в связи с тем, что его вегетационный период составляет 75 - 80 дней.

Различаются лен-долгунец - длинное растение, прядильный лен; лен-кудряш- более низкое растение называемый также «масличный лен»; лен-межеумок– по свойствам располагающияся между предыдущими видами и используемый для получения льняного масла.

Стебель льна-долгунца имеет цилиндрическую форму поперечника диаметром = 0,8 - 1,4 мм.

Его высота достигает 60 - 100 см. Показатель качества стебля – «мыклость», рассчитываемая по формуле: Мыклость = , где - техническая длина стебля от семядольного колена до начала соцветия.

 

Рис. 1 Разрез стебля льна

 

Снаружи стебель покрыт кутикулой 1 - пленкой, пропитанной воскообразными веществами. Затем - кожица 2, кора 3 (составляют луб). Кора состоит из а)неудлиненных тонкостенных паренхимных клеток, которые служат для связывания коры в единое целое и содержат запасы питательных веществ; и б) удлиненных 4 прозенхимных клеток, которые являются элементарными волокнами, склеенными в пучки пектиновыми веществами. Число пучков в стебле - 20 – 32. Число волокон в пучке - 14 – 24. Под корой расположен камбий - слой с системой сосудов для обеспечения движения питательных веществ от листьев к клеткам. Далее расположен древесный слой (утолщенные клетки составляющие костяк стебля), который предохраняет стебель от излома. Сердцевинусоставляют тонкие рыхлые клетки, по которым питательные вещества поступают от корня.

Уборка и первичная переработка льна включает следующие этапы:

- теребление - выдергивание стебля из земли с корнями для сохранения всей длины стебля;

- просыхание стебля и дозревание вытеребленного льна в поле;

- обмолот (или очес) - отделение семенных головок от стеблей с получением льносоломы;

- сортировка льносоломы;

- получение тресты (треста - стебли, подвергнутые обработке для разрушения связей в пучках волокон, т.е. для разрушения пектиновых веществ);

- отжим тресты;

- сушка тресты до влажности = 10 - 16 % дымом или нагретым воздухом);

- отлежка и хранение тресты - для выравнивания влажности;

- мятье тресты - пропускание ее между парами рифленых валов для частичного (до 25 %) удаления древесины в виде "костры" с получением льна-сырца;.

- трепание льна-сырца - удаление основной массы костры механическим способом (нанесением ударов по прядям льна билом и соскабливанием покровных тканей). Получаемый полупродукт назывется «лен трепаный» ;

- трясение - очищение волокнистых отходов трепания от костры на трясильных машинах для получения короткого волокна кудели.