ШВЕЙНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Классификация текстильных волокон и нитей. Основные характеристики их свойств

Классификация текстильных волокон. В основу классификации положены их происхождение (способ получения) и химический состав (схема 1.1). По происхождению все волокна подразделяют на натуральные и химические.

К натуральным относят волокна растительного, животного и минерального происхождения, которые образуются в природе бе

Непосредственного участия человека. Натуральные растительные волокна состоят из целлюлозы; их получают с поверхности семян (хлопок) и плодов (койр), из стеблей (лен, рами, пенька, джут и др.) и листьев (абака, или манильская пенька, сизаль) растений. Натуральные волокна животного происхождения состоят из бел­ков — кератина (шерсть различных животных) или фиброина (шелк тутового или дубового шелкопряда).

К химическим относят волокна, создаваемые в заводских усло­виях путем формования из органических природных или синтети­ческих полимеров или из неорганических веществ. Искусственные Волокна получают из высокомолекулярных соединений, встре­чающихся в готовом виде (целлюлоза, белки). Синтетические во­локна производят из высокомолекулярных соединений, синте­зируемых из низкомолекулярных соединений. Они подразделя­ются на гетероцепные и карбоцепные волокна. Гетероцепные во­локна образуются из полимеров, в основной молекулярной цепи которых кроме атомов углерода содержатся атомы других элемен­тов. Карбоцепными называют волокна, которые получают из по­лимеров, имеющих в основной цепи макромолекул только атомы углерода.

Развитие производства текстильных волокон. С древних времен и до конца XIX в. единственным сырьем для производства текстиль­ных материалов служили натуральные волокна растительного или животного происхождения. Огромные успехи химии на рубеже XIX и XX вв. создали необходимые условия для получения и промыш­ленного производства химических волокон.

Идея создания искусственных волокон, подобных натурально­му шелку, была высказана еще в XVII —XVIII вв., однако практи­ческое осуществление этой идеи началось лишь в середине XIX в. Первые искусственные волокна из нитрата целлюлозы (нитрошелк) были получены в 1883 г. Несколько позднее появились другие виды целлюлозных волокон: медноаммиачные, вискозные и ацетатные. В середине 30-х гг. XX в. значительным сдвигом в производстве хи­мических волокон явилось получение первых синтетических воло­кон (полиамидных), которое ознаменовало начало нового этапа — создание волокон с заданными свойствами. С тех пор мировое про­изводство химических волокон непрерывно и быстро растет. Если в 1913 г. в мире вырабатывалось 11,8 тыс. т химических волокон, или менее 0,2 % всего объема текстильного сырья, то к началу треть­его тысячелетия их производство составило примерно 31,3 млн т, а их доля в общем объеме — 54,2%. По прогнозам на ближайшие годы ожидается повышение доли химических волокон и нитей до 62 %. Среднегодовой прирост производства текстильных волокон за последние 20 лет составил 2,5 %, прежде всего за счет выпуска Химических волокон. Это связано с тем, что, во-первых, сырье Для производства химических волокон доступно и дешево и име­ется в достаточном количестве: это продукты переработки древе­сины, угля, нефти и природного газа. Во-вторых, химические во­локна, задуманные вначале как заменители натуральных волокон, в дальнейшем приобрели ряд специфических свойств, превосхо­дящих свойства натуральных волокон: высокую прочность, упру­гость, износостойкость, термостойкость, эластичность и т. д. Кро­ме того, современные технологии позволяют создавать волокна и нити с заранее заданными свойствами, что расширяет области использования текстильных волокон в основном технического на­значения.

В классе химических волокон объем производства и темпы раз­вития их групп различны (табл. 1.1). Удельный вес выпуска ис­кусственных и синтетических волокон существенно изменился в сторону увеличения синтетической группы (91,4%). Преимуще­ство синтетических волокон и нитей по сравнению с искусст­венными — для их производства используется более дешевое и доступное сырье, и они обладают ценными и разнообразными свойствами. Среди всех видов текстильных волокон лидируют полиэфирные: их выпуск к 2000 г. достиг примерно 18,9 млн т, что составило свыше 60 % объема выпуска химических волокон или почти 32 % всего количества натуральных и химических воло­кон.

Темпы роста производства полиамидных волокон (некогда са­мого популярного и исторически первого вида синтетических во­локон) значительно ниже по сравнению с полиэфирными во­локнами, причем рост идет преимущественно за счет выпуска ни­тей. В последние годы практически на одном уровне остается про­изводство полиакрилонитрильных волокон. К числу быстро разви­вающихся относится производство полипропиленовых волокон и нитей в силу малой энергоемкости и стоимости сырья. В основном они используются для технических целей, однако делаются по­пытки расширить их применение и в производстве бытовых тек­стильных материалов.

Производство целлюлозных волокон в отличие от синтетичес­ких не имеет заметной динамики роста, несмотря на явные пре­имущества (возобновляемая база сырья, высокие гигиенические свойства). Важнейший недостаток современных технологий их про­изводства — проблемы, связанные с защитой окружающей среды, для чего требуются дополнительные расходы.

В 2000 г. объем мирового производства натуральных волокон составил около 26,5 млн т, 74,2 % которых приходится на долю хлопка, 7,2 % — шерсти и шелка, остальное — на долю лубяных волокон. Однако объем производства природных волокон сни­жается, что связано с большой трудоемкостью их получения и с вытеснением их с посевных площадей продовольственными сель­скохозяйственными культурами, которые дают большую прибыль.

По прогнозам на ближайшее десятилетие расширение ассорти­мента и увеличение производства текстильных волокон будут про­исходить по нескольким направлениям:

Совершенствование свойств волокон для широкой области при­менения за счет их модификации — повышения комфортности и механических свойств;

Создание суперволокон со специальными свойствами более узкого назначения (сверхпрочные, сверхэластичные, ультратонкие и т. п.);

Создание интерактивных волокон, активно «откликающихся» на изменение внешних условий (тепло, освещение, механическое воздействие и т. д.);

Разработка новых технологий получения синтетических воло­кон из воспроизводимого (природного) сырья, чтобы уменьшить зависимость от снижения запасов нефти и газа;

Использование биотехнологий для синтеза новых видов воло - кнообразующих полимеров и улучшения качества натуральных во­локон.

Текстильные волокна широко используются во многих отрас­лях промышленности. В данной работе рассматриваются основные виды волокон, применяемые в производстве материалов для бы­товой одежды.