Класифікація.властивості та галузі застосування текстильних матеріалів

Найбільш поширеними та застосовними текстильними матеріалами є:

 

1 Синтетичні (капрон, поліпропілен, поліефір тощо)
2 Штучні (наприклад, віскоза)
3 Натуральні (бавовна, джут, сизаль, шерсть, шовк
натуральний).

 Капронове волокно


Капрон - синтетичний матеріал з групи поліамідів, що отримується полімеризацією капролактаму при температурі 260 - 270 С. Поліамідні волокна відрізняються великою міцністю, високою еластичністю, стійкістю до стирання і дії лугів і мікроорганізмів, але при температурі вище 120 С міцність поліамід. Вони більше сорбують вологи, ніж поліефірні волокна і значно легше забарвлюються. Висока вартість виробів із капрону обумовлюється складністю отримання вихідної сировини та операцій з виготовлення поліамідних волокон.
Капронове волокно є міцним волокном, розривна довжина його дорівнює 40-60 км, а тонковолокнистої бавовни - лише 36 км. Гігроскопічність капронового волокна порівняно низька - 3,6 - 6%, питома вага його - 1,14, а рослинних волокон (луб'яних та бавовни) - 1,45-1,52. Поліамідне капронове волокно характеризується невеликою зміною міцності та подовження у воді, великою стійкістю до лугів і слабких кислот. Поліамідні волокна мають порівняно невисоку світлостійкість, мало стійкі до кислот і окислювачів.У концентрованих розчинах мінеральних кислот та мурашиної кислоти капрон розчиняється. Вплив сонячних променів та високої температури на капронове волокно призводить до його окислення та втрати міцності, для запобігання цьому у волокно додаються світло- та термостабілізатори  

                                                

Поліефірне волокно

Воно ж поліестерове. Основні торгові назви: лавсан, терілен, дакрон, тетерон, елан, тергаль, тесил. За обсягами виробництва поліефірні волокна посідають перше місце у світі. Комплекс цінних властивостей волокон дозволяє використовувати його як у техніці, так виробництва товарів широкого споживання. Особливістю цих волокон є поєднання високої міцності (як у ПКА нитки, 40-50 гс/текс, розривне подовження 35-40 км) з високим початковим модулем (у 3-5 разів вище, ніж у ПКА нитки), який визначає високу стійкість сминанию і здатність зберігати форму.Поліефірне волокно не гігроскопічне (при відносній вологості 65% поглине Воно ж поліестерове. Основні торгові назви: лавсан, терилен, дакрон, тетерон, елана, тергаль, тесил. За обсягами виробництва поліефірні волокна займають перше місце у світі. Комплекс цінних властивостей волокон його як у техніці, так і для виробництва товарів широкого вжитку.Особливістю цих волокон є поєднання високої міцності (як у ПКА нитки, 40-50 гс/текс, подовження розривне 35-40 км) з високим початковим модулем (в 3-5 разів вище, ніж у ПКА нитки), який визначає високу стійкість до зминання та здатність зберігати форму.чає 0,4-0,5%: вологи). Міцність волокна у мокрому стані не змінюється (100-102%), у вузлі вона становить 88-93%. Лавсан відрізняється високою еластичністю (5-6% подовження повністю оборотне). Подовження звичайної нитки, як у ПКА 20-25%. Вироби з нього мало змінюються (незмінне волокно). Стійкість до вигину та стирання у поліефірного волокна високі, але нижчі, ніж у ПКА волокна (стійкість до стирання у капрону вище в 4-4,5 рази). . На відміну від поліамідних волокон, поліефірні мають високу світлостійкість і значну термостабільність - не змінюють міцності в результаті тривалого нагрівання при температурі 150"С. Поліефірне волокно - термостійке (за 1000 годин при температурі 150"С втрачає всього 50% год.Волокно має високу стійкість до низьких температур, до -50,-60"С зберігає еластичність. Лавсан має високу стійкість до різного роду хімічних впливів. Він розчиняється тільки при кип'ятінні протягом 30 хв в 40%-ному розчині їдкого калі. 1,33 - 1,38г/см3, температура плавлення 255-280"С. Волокно погано забарвлюється звичайними способами. Вироби з поліефірних волокон мають високу стійкість до стирання, стійкість до дії кислот і окислювачів, але невисоку стійкість до дії азотної та сірчаної кислоти, і лугів.Поліефірне волокно у виробах зберігає форму, вироби з нього мають шерстеподібний вигляд, вони теплі на дотик, їх легко прати, вони швидко сохнуть і мають невисоку усадку і стійкість до дії бактерій і мікроорганізмів. Однак вони схильні до утворення пілінгу і мають високу електризування. Поліефірне волокно – електроізоляційний матеріал. Високі діелектричні властивості воно зберігає у широкому діапазоні температур. Застосовуються поліефірні волокна для виробництва тканин, трикотажу, щіток, синтетичного хутра, блискавок, повсті, фетру, швейних ниток, хірургічних ниток,корду, транспортерних стрічок, пожежних ременів, канатів, тросів, пожежних рукавів, мереж, ременів безпеки (завдяки високому початковому модулю під дією навантаження і при ударі волокно не розтягується). Технічні нитки застосовуються для гумо-технічних виробів, текстильні нитки бувають гладкі або текстуровані.

 

Поліпропіленове волокно

Поліпропілен відноситься до класу поліолефінових волокон. З синтетичних полімерів поліолефіни є одними з найдоступніших. Поліпропіленове волокно має комплекс цінних експлуатаційних властивостей. Міцність волокна в сухому та мокрому стані досить висока від 35 до 80 гс/текс. У мокрому стані міцність поліпропіленового волокна не змінюється. Подовження поліпропіленового волокна в сухому та мокрому стані однаково. Складає 30-40%, для міцного волокна 12-15%. Еластичність досить висока. Щільність поліпропіленового волокна є найнижчою серед усіх волокон. становить 0,91 г/см3Вироби з поліпропіленових волокон є найлегшими. Це волокно не тоне у воді. Має високу стійкість до стирання в сухому і мокрому стані. Однак, вона значно нижча, ніж у поліамідних волокон. Поліпропілен має досить низьку гігроскопічність, поглинання вологи становить 0,01-0,02%. Поліпропілен має найбільшу швидкість капілярного підняття вологи, найвищу швидкість транспорту вологи, високі теплоізоляційні властивості, високу швидкість сушіння. Поліпропіленове волокно - звукопоглинаюче волокно. Поліпропіленові волокна мають хороші електроізоляційні властивості.Поліпропілен має високу термостійкість і морозостійкість (витримує до -70"С) і низьку теплостійкість. Температура плавлення поліпропілену досить низька і становить 170"С. Поліпропілен має абсолютну стійкість до агресивних середовищ (концентровані кислоти, луги, царська горілка). При кімнатній температурі стійкий та до органічних розчинників. Поліпропілен має стійкість до мікробів, грибків, має гарні гігієнічні властивості, пил і грязеовідштовхувальні властивості. Застосовуються поліпропіленові вовкна в технічній сфері для виготовлення мереж, канатів, гумотехнічних виробів, фільтрувальних тканин для роботи в агресивних середовищах, спецодягу і т.д. Також широко застосовується для виробництва товарів широкого застосування:килими, змішана пряжа, білизна, спортивний одяг, тканини, трикотаж, неткані матеріали, оббивні тканини, тарні тканини, шпагат, шнури і т.д.

 

Бавовняне волокно

Бавовняні волокна - це волокна, що покривають насіння рослин бавовнику. Бавовник - однорічна рослина, що росте в районах зі спекотним кліматом. Основною речовиною (94-96%), з якої складається бавовняне волокно, є целюлоза. Довжина бавовняних волокон коливається від 1 до 55 мм. Залежно від довжини волокон бавовну ділять на коротковолокнисту (20-27 мм), середньоволокнисту (28-34 мм) і довговолокнисту (35-50 мм). Бавовну довжиною менше 20 мм називають непрядною, тобто з неї неможливо виробити пряжу. Між довжиною і товщиною бавовняних волокон існує певна залежність: що довші волокна, то вони тонші.Важливою властивістю бавовни є її гігроскопічність (8 - 12%), тому бавовняні тканини мають хороші гігієнічні властивості. Бавовна має високу термостійкість - руйнування волокон до 140 ° С не відбувається. Щільність бавовни становить 1,52 г/см3. Міцність 22-36 гс/текс. Подовження 7-8%. Волокна досить міцні. Відмінною особливістю бавовняного волокна є підвищена міцність на розрив у мокрому стані на 15-17%, що пояснюється збільшенням площі поперечного перерізу волокна вдвічі внаслідок його сильної набухання у воді. Бавовняне волокно стійкіше, ніж віскозний і натуральний шовк, до дії світла, але за світлостійкістю поступається луб'яним і вовняним волокнам. Бавовна має високу стійкість до дії лугів, що використовується при обробці бавовняних тканин. При цьому волокна сильно набухають, сідають, стають незвивистими, гладкими, стінки їх товщають, канал звужується, міцність підвищується, блиск посилюється; волокна краще фарбуються, міцно утримуючи барвник. Через малу пружність бавовняне волокно має високу зминання, велику усадку, низьку стійкість до дії кислот.                                                                  Бавовна застосовується для виробництва тканин різного призначення, трикотажу, нетканих полотен, гардинно-тюлевих та мереживних виробів, швейних ниток, тасьми, шнурків, стрічок та ін. Бавовняний пух застосовують у виробництві медичної, одягової, меблевої вати. Бавовна в крученому вигляді застосовується для виготовлення різних виробів (нитки, мотузки, шнури, канати).

Джутове волокно

Джут (юта, калькуттська пенька) - це екзотичний текстильний матеріал, який ввозиться в Європу зі Сходу. За розмірами споживання у світовому масштабі джут посідає друге місце після бавовни.Джут належить до волокнистих (луб'яних) рослин світового значення, в стеблах якого міститься 20-25% цінного волокна, що має таку ж міцність як пенька. Одиничне волокно джуту набагато коротше за такого ж волокна льону і пеньки. Його довжина досягає максимум 4 мм. Волокно джуту дуже грубе, сухе, ламке, але міцне на розрив. Воно відрізняється добрими прядильними якостями. Інша виняткова властивість джутового волокна – велика гігроскопічність.По гігроскопічності воно перевершує найголовніші рослинні волокна. При високій відносній вологості повітря джут містить до 30% вологості, залишаючись при цьому сухим на дотик. У хімічному відношенні джутове волокно значно відрізняється від інших волокон. Воно містить велику кількість домішок лігніну і бастину (речовина, споріднена з лігніном, але гнучкіша).                     Переваги джуту - дешевизна, чистота волокна, відсутність перхлявості, легкість, висока гігроскопічність і застилість (при сплющуванні пряжі пасма зберігають форму і надалі). Але джутове волокно не вільне від великих технічних недоліків: грубість волокна, швидке псування від води, невеликий термін служби.Природне забарвлення джуту - жовтий, червоний і бурий кольори. Кращі сорти джуту мають світло-жовтий, іноді сірувато-жовтий або сірувато-сріблястий колір і відрізняються великою рівномірністю за товщиною, гарним блиском та відомою м'якістю. Нижчі сорти пофарбовані в темно-жовтий або навіть червонувато-бурий колір, мають менший блиск і більш жорсткі. Згодом джут темніє, втрачає блиск і зменшується у міцності, особливо під впливом вологи. Перевагою джутового волокна є те, що воно найбільше відповідають дереву за вмістом лігніну (це природний високомолекулярний полімер, що скріплює волокна целюлози в деревині). Його наявність визначає механічні характеристики та водопроникність дерева. Саме тому джут широко використовується у виробництві утеплювачів для дерев'яних будинків. Природне волокно з м'яким шовковистим блиском, перетворює інтер'єр, відмінно вписується в широкий діапазон природних тонів.   Люди з давніх-давен використовували джутове волокно для виготовлення мотузок, грубого одягу. До кінця 18 століття з'явилися нові технології, з джутового волокна почали прясти пряжу і ткати джутову тканину. Через особливості будови, джутове волокно – досить міцне, але грубе та жорстке, тому з нього не можна отримати пряжу для виготовлення тонких тканин. Завдяки гігроскопічності з джуту виробляють мішки, які чудово вбирають вологу, але не пропускають її всередину затареному продукту. В даний час джут застосовується головним чином для виготовлення мотузок, шпагатів, мішечної тари, різних видів меблевої та пакувальної тканини,  для вироблення основи лінолеуму Джутова мішковина також використовується для пакування більш дорогих видів текстильного волокна: льону, бавовни, шерсті. Найкращі сорти джуту йдуть на тканини та виробництво тафтингових джутових килимів, роблять також дешеві ткані килими та доріжки забарвлені у яскраві кольори. З джуту роблять циновки, сумки, взуття, папір, геотекстильні матеріали. Джут використовується для створення композитних пластмас, які зберігають здатність джутового волокна "дихати".           

Сизалеве волокно

Сизаль - тверде, грубе натуральне волокно, що отримується з листя рослини Agava sisolana. Волокна виділяють зі свіжого листя без будь-якої спеціальної обробки. Елементарні волокна сизалю мають довжину 2-2,5 мм, технічні - 0,6-1,5 м; блискучі, жовтого кольору. За міцністю сизаль поступається манільської пряди і характеризується більшою ламкістю, ніж пенька. Йде виготовлення канатів, мереж, щіток тощо.

 

      Властивості натуральних та штучних волокон
                          (Порівняльна таблиця

Показатели

Натуральные волокна

Искусственные волокна

Хлопок

Лен

Вискоза

Удельный вес, г/см3

1,52-1,54

1,43 – 1,45

1,5 – 1,53

Равновесная влажность в % (при влажности среды 65 %)

7,0-8,0

13

12,8-13,4

Разрывная длина при кондиционных условиях, в км

22-34

55-80

30-45

Относительная прочность в %

( в мокром состоянии)

110-120

100

45-70

Напряжение при разрыве кГ/мм2

33,4-66,9

82,5-120

48,6-68,4

Разрывное удлинение в % (в кондиционных условиях)

10-12

2-2,5

10-15

Устойчивость к многократным изгибам (кол-во циклов при напряжении 10кГ/мм2)

40000-50000

 

1600 – 2200

Температура размягчения, плавления в оС

При 120 оС постепенно желтеют, при 150 – становятся коричневыми, после длительного теплового воздействия – легко сгорают

При 120 оС постепенно желтеют, при 150 – становятся коричневыми, после длительного теплового воздействия – легко сгорают

Не плавится, теряет прочность при 150оС

Становится коричневым и разлагается при 175 – 205 оС после длительного теплового воздействия

Действие минеральных кислот

Очень неустойчив, легко гидрализуется, особенно при повышенной концентрации и температуре

Очень неустойчив, легко гидрализуется, особенно при повышенной концентрации и температуре

Разрушается в горячих разбавленных кислотах и в холодных концентрированных

Действие щелочей

Устойчив, разложение увеличивается с повышением концентрации, особенно в присутствии воздуха.

Устойчив, разложение увеличивается с повышением концентрации, особенно в присутствии воздуха.

Концентрированные растворы вызывают набухание и снижение прочности

Действие других химикалий

Неустойчив к окислителям и отбеливающим веществам, отбеливается NaCl и H2O2

Неустойчив к окислителям и отбеливающим веществам, отбеливается NaCl и H2O2

Разрушается при действии сильных окисляющих веществ.

При непродолжитель-ном воздействии отбеливающих растворов гипохлорита и перекиси водорода слабых концентраций – не разрушается

Действие органических растворителей

Устойчивы

Устойчивы

Устойчивы

         Властивості синтетичних волокон (Порівняльна таблиця)


Показатели

Полиамидные

 

Полиэфирные

 Полиолефиновые 

Капроновые

Лавсан

Полипропилен

Удельный вес г/см3

1,14

1,38

0,91

Равновесная влажность % (при влажности среды 65 %)

3,5-4,5

0,4-0,5

0

Разрывная длина при кондиционных условиях, км

50-75

35-50

35-45

Относительная прочность в %( в мокром состоянии)

83,8-88,0

100-104

100

Относительная прочность в %( в петле)

90-97

83-94,2

85,0-85,5

Напряжение при разрыве кГ/мм2

46,7-61,6  – для обычного

74,1-85,5–высокой прочности

48,3-58,0  – для обычного

58,0-69,0–высокой прочности

31,8-40,9

Разрывное удлинение в % (в кондиционных условиях)

22,0-41,0  – для обычного

15,0-20,0–высокой прочности

25,0-30,06  – для обычного

10,0-17,0–высокой прочности

35,0-120

Устойчивость к многократным изгибам (кол-во циклов при напряжении

5 кГ/мм2)

25 700 - 29 654

7 000 - 14 000

Более 100 000

Устойчивость к истиранию (количество циклов при нагрузке 30 г)

1 396 – 2 232

500 -1000

Не устойчив

Устойчивость к УФ облучению (потеря прочность после 5 часов облучения) в %

40-45

для стабилизированного антиоксидантами -уменьшается

18-20

78-90

Температура размягчения, оС

160-170

230-240

 

Температура плавления, оС

213-219

255-260

170-175

Температуростойкость при +140

Потеря прочности в %

Повышение удлинения в %

 

 

34-39

 

до 41

 

 

32-44

 

50-100

 

 

70

 

160

Температуростойкость при пониженных температурах

Повышение прочности в %

Потеря удлинения в %

При -50 оС

 

 

30

 

30

При -30 оС

 

 

35

 

15-30

При -30 оС

 

 

12

 

6

Действие минеральных кислот

Не устойчивы даже к разбавленным растворам

Устойчивы к действию большинства минеральных кислот, в концентрированной серной кислоте – растворяются

Очень устойчивы

Действие щелочей

Устойчив

Хорошая стойкость к слабым щелочам, удовлетворительная к сильным, при комнатной температуре, разрушаются сильными щелочами при температуре кипения

Очень устойчивы

Действие других химикалий

В большинстве хорошая устойчивость

 

Устойчивы к действию окисляющих веществ

Подвергаются действию некоторых окисляющих веществ

Действие органических растворителей

Как правило, не растворимы, кроме некоторых фенольных соединений и концентрированной муравьиной кислоты

Растворяются лишь в некоторых фенольных соединениях

 Устойчив при комнатной температуре