Макарова Т.А., Потапова Л.В. Текстильное материаловедение

Подождите немного. Документ загружается.

' '• у.

бт

МИНИГ.ТР.РГТПО ВЫСШЕГО и СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛШРГО UJf^

. омрлзовлния ccqp , . .

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ

'П'КСТИЛЬМЫЙ ИНСТИТУТ имени А. Н. КОСЫГИНА

Т. А. МАКАРОВА, доц., Л. В. ПОТАПОВА, доц.

ТЕКСТИЛЬНОЕ

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Допущено Министерством высшего и среднего

специального образования СССР

в качестве учебного пособия для студентов

специальности 2227—«художественное оформление

и моделирование изделий текстильной

и легкой промышленности»

Б И Б J! И.! . 1 :

МОСКОВСКО'О •» IKi:!'

икститута ни. А. Н. h

t\ i

Москва 1986

jiiiijiaiiiiiijiijiiiiiii

УДК 677.0 (bVis.'e)

МАКАРОВА Т. А., ПОТАПОВА Л. Б.

МТИ, 1986,— 173 с.

Текстильное материаловедение — М:

В учебном пособии изложены основные сведения о процессах получения

важнейших видов текстильных волокон, нитей, изделий, их свойствах и строе-

нии. Представлены важнейшие свойства текстильных изделий, определяющих

их качество и пригодность использования для изготовления швейных изделий

различного назначения.

Особое внимание уделено ассортименту текстильных изделий, выпускаемый

промышленностью СССР и направлению его развития.

Илл. 83, табл. 18, список лит.— 12 наим.

Татьяна Алексеевна Макарова

Людмила Владимировна Потапова

ТЕКСТИЛЬНОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ОСНОВЫ

ТЕКСТИЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Тем. план 10в6 г., поз. Э!

Редактор А. И. Семенцова

Технический редактор В. А. Пономарев

ь 19.11.^

ч.-взд. 1 I

Л-61616 Сдано в набор 27.08.86 Подписано в печать

Формат бумаги 60Х90/Ш Бумага множ. Усл. печ. л. 10,75 Уч.-

Тираж 2500 Зайаз 2196 Цена 90 KfJ

Опытно-цолиграфическое предприятие ЦНИИТЭИлеитрома,

, Мооива,, ул., Вавилюва, 60

Московский текстильный институт имен|| А. Н. Косыгина, 19в6 г.

• . •• ' •]

ВВЕДЕНИЕ

В Программе КПСС, упверждевной XXVII съездом КПСС, от-

мечаетоя, что задачей перроотепенной важности явяяется «поляое

удавлетворение возрастающего опроса населения на вьюо1кок1ачест-

венные и разнообразные товары народного потребления».

Важнейшимл из иих являются товары, производимые текстильной

промышлеиноствю. Их шроизводство ежегодно растет, повышаются

требовавия к их ассартименту я (Качеству.

В «Основных н1ашравлвн:иях экономического и социального рав-

вития СССР на 1986—(1990 годы !И яа период до 2000 года» пл1ан1И-

руется довести к 1990 году производство ткаяёй до 14—

15 млрд. м^, трикотажных изделий до 2,2—2,3 млрд. штук, увели-

чипгь выпуск шерстяных тканей с улучшенной отдештой в 1,7 раза,

шелковых тканей новых структур -в 2 раза, бытовых не!11ка«ых м'а-

тер1и.алов в 2,3 раза. В аазванном домументе особо отмечается не-

обходимость энагаительно улучшать художественную отделку тка-

ней, расшнрлггь асоар'тимент одежды.

В решении этих вопросов гла1венс1твующ,'ая роль отводится ху-

дожникам, работающим в области художественного оформления и

моделирования шделий текстильной прамышшениости.

В аартоящее время, когд® наряду с иатур-альными волокнами

вое отрасли текстильной йромышлениоати перерабаты^в^ают xihimh-

чеакие волонва и аити, (возможности Х1удожественного оформления

Ч1рез:вычай1но ш'ироки. Кроме традиционных видов оформления из-

делий появились допшиительные, позволяющие изменять фа.шгуру,

получать раэнообравиые 1Внеш1ние эффекты, а также придавать

изделиям желаемые свойства. Для умелого использовагаия всех

этих ,возможностей художник должен хорошо знать свойства текс-

гилыных матвриалав.

Знание свойств текстильных М1атер1иа1Л0!в необходимо также для

лраиильнопо выбора ик гари р|^зработке моделей одежды, достиже-

ния определевного внешиего эффекта в одежде, создания одежды

с заданными свойствами, обеапечивающими комфорт в нооке,

Задачей данного пооЬбия является оказание помощи' студен-

там, специалширующимш по художествениому оформле!йию и мо-

дел'ированию изделий твюстальной П(р1омышл0{т»о'сти, в изучении

материалов, примШ'Яймых в наотоящее «рвмя для создаиия раз-

Л1ИЧИЫХ 1В:ВД0!В одежды, декорати1В1НЫ(Х материалов, мебешьяых и др.

Основные свойства тканей, •прикютажа, непканых текстильных

материалов заяйсят от свойств волокон, из которых они вы1ра(бо-

таны. Большое влияние на свойства те»отильны(х полотен оказы-

ваиот вид используемых «итей, способы их получения, а также спо-

соб выработки ткани или трикотажа, переплетение их нитей, плот-

ность и т. д.

Поскольку составляющие элементы текстилыных мате|риалов

(|волак«о, пряжа, нити), их В131аимиое -рашоложение и свойств-а

оказывают оущественнюе 1влияиие иа внешний вид и авойства изде-

лий, то в задачу данного «урса вкадит изучение не только caiMHx

изделий, но и составляющих их волокон и нитей, способов их по-

лучения,' способов изготовления тенстильвыж Д'олотш.

TaiKoe пост'роание -курса позволяет 1Н)зучиггь влияние каждого

из перечисленных фа1кторов па формирование качества текстиль-

чого материала.

Глава 1. ТЕКСТИЛЬНЫЕ ВОЛОКНА И НИТИ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СТРОЕНИИ ВОЛОКОН (И НИТЕИ

Текстильными волокнами вавьгваютоя тела гибкие и црочиые,

с'Шалыми поперечными ipaeiMieipiaMH, orpaiHinqeHiHofi длины, пригод-

ные для 1ий1х>т01йлвн1ия текстильных изделий.

Текстильными нитями называются протные тел^а с м.алым по-

перечным размером, 31начителшой дл1и1ны, иапользуемые для изго-

товления теистильныж изделий. Ооноины1м признаком разлииия во-

локон и нитей является их длина. Ра!зяоо'браз1йе волоаюн велишз

и они могут иметь длины от неокольиих миллиметров до неоколь-

мих метров, а нипи обычно выра)баты1ваюФсся очень большой не-

прерывной длины,

измеряемой многими сотнями и тысячами мет-

ров, но их легко можно дел1ить иа отрезки лкУбой длины.

В настоящее ирем^я тенстильная промышлениооть nepe(piai6aTbi-

вает большое число различных волокон и нитей, которые чрезвы-

чайно раз1ноооб'раз>ны по химическому составу и происхождению.

Поэтому-то он1И в столь значительной степени отлича^ются одно от

другого как по внешнему 1В!иду, так и по свойствам. Однако, не-

смотря на это 'равнообр1а8ие, почти в^се текстильные волонна со-

стоят из веществ, относящихся к классу высокомолекулярных сое-

динений.

HainoMiHHiM, что высо1комолвиулярным1и веществами называются

такие вещества, которые состоят из молекул, обладающих большой

длиной, — макромолекул. Относительная молекулярная масса мак-

ромолекул может находиться в пределах от нескольких десятков ты-

сяч до нескольких миллионов. Макромолекулы состоят из многокра-

тно повторяющихся групп атомов — звеньев, связанных между собой

основными химнчеоки1М1и авязями. Число звеньев в м^акромолекуле

называется степенью полимеризации. Степень полимеризации мо-

жет составлять величину от нескольких сотен до нескольких де-

сятков тысяч. Если звенья имеют одииа1ковый химический состав,

высотомолекулэрное ооещвнение называется полимером.

Полимеры, входящие в состав текстильных волокон, бывают

природными (целлюлоза хлопка,, льна; белок шерсти или швд|ра)

niilHinHiiHi.HunHiiiininiJiiliiiiHiiijii

и сийтетичеоиимй (поли'калролактам, тол'иэтилентёрефт/алат, по-

лиа'ирилонитрил я др.).

В строении ма'крамолекул различных полммерш, одиако, суще-

ствуют о'бохие закономерности.

В за1вис1им0ст!и от пор'яяжа ра1ополож'е1ни1я звеньев в м'эиромо-

лекула.х полймеров р1а1зл1ич.а1ют Tipin вида структур макромолекул:

линейная, р1а8ветвленная

^и

,сетчатая. Для упрощения затиси усло-

вимся отдельное звено обозначать 6yicBaiMiH А, В, С и т. д. При

этом 0Дин'а1К01вые звенья обозначаются одной и той же буивой.

При л'ииейиой структуре мажромол'вкул каждое звено сое-

динено только с двумя соседними:

. . . —А—А—А—А—А—А— . . . (для шростого полимера)

. . . —А—^В—А—А—В—'В—А— . . . (для сополимера, т. е. поли-

мера, м.ажромолекула которого состоит из равных звеньев).

При разветвленной структуре некоторые звенья в Maiopo-

молекулах связаны более, чем с двумя другими звеньями:

Е—Е—Е— ...

..... .. ^ / . .

... С—Д—С—С—д—с-с- . . .

Е—Е—Е— . . .

В ма1К1ромоле'кула[х полимера сетчатой структуры линейные це-

пи овязаны меж1ду собой по(пе|речньгми жимичбоиимн связями.

... —А—А—А—А—А— ...

I I

... —А—А—А—А—А- . . .

. . . -А—А—А-А-А— . . .

Больш'инотво танстильньгх волокон состоит из веществ, маиро-

молекулы которых имеют линейную структуру. Вытянутая фррма

макромолекул способствует образованию из иих тонних, длинных

тел, кажавым'и я1в(ляк>тоя воло'Кна.

При рассмотрении строения макромоле1кул следует иметь в ви-

ду, что исх звенья находятся в состоянии непрерывного теплового

колебателыного движения.

Линейные макромолекулы обладают эначителвной гибкостью,

которая является следствием того, что их звенья могут поворачи-

ваться вокруг соседних. Повороты звеньев являются следствием

тепловых колебаний, которые с ростом температуры облегчаются

и, наоборот, с ее сииженивм — затрудняются. За счет поворота

звеньев макромолекулы аравяительно легко окруч'И1ва1Ю1Тся, перехо-

дя из распрямленного состояния (рис. U а) в изогнутое (рис. 1, б).

Однако, гари &оей изопнушости сохраняется большое п,ре»ыше-

ние 'раэм1е(рав молвкуш в дайну «ад иопвречньш.

Макромолекула под дейстаием теплового движвиия атомов .и

звеиьев (всегда ст1р0М1иппся « ;ра»но1весноМ|у соотоямию, т. е. эашма^

Рис. 1. Схематическое изображение макромоле-

кулы: а — в. расправленном состоянии; б —

в изогнутом состоянии

ет такое изогнутое состояние, которое термодинамичерки соответ-

спаует ;М1И(М1И1му;му свободной энерпии.

Незаииюимо от степени изогнутости или раюпрямлешости шш-

рамолвкулы ее звенья -рашолагаюггся по отноше1н!ию одно от дру-

гого под ои|реде1лен1ны1м углом ф, который называется валентным

углом (рис. 1), вел1ичи1иа которого постоянна для каждого поли-

мера.

Молекулы на1тураль1ны1Х В'олокон раополагают^^р вдоль оси во-

лоина, однако расположение 1их в рааных волоинак может быть

различным. У химйчеоиих волокон рагаоложеиие мшекул может

быть хаотичным или ориентировамным в боль-шей или меньшей

степеии в зависимоюти от отепени вытя-гивамия волокна в raepiHoa

формаваиия (ipiHic. 2).

Ч^м в большей степени распрямлены макромолекулы и чем

больше' 01НИ Ориентированы в одном направлении, тем больше

плотность И1Х упаковки и болыше аилы межадолеиулярного взаШо-

действия, а слейоваггелуно, выше прочность, упругость волоииа и

TeiM меньше его растяжимооть.

Обычно ориентащия макромолекул происходит пучками и не

на всем их протяжении, Ориентированные участии пучков молекул

имеют криюталиическое (уларядоченное) отроение. Эти участки в

волокне чередуются с ам0рфны1ми областями, где участки Maikpo-

молекул рашода1ра!ется.жа!0(Г!идао. . . .

!П(

. 1

' Вёледстюе большой длины м.акромолвиулз может шроходять

одновременно че(рез «еаколько к1рмсталл!ичеоки1Х' и :а!М1орфйых

участков. ' • ^ . **

Пучки майромШекул соединяются в более крупные формиро-

вания, .называемые ми1кр!0фиб'р1иллам1и, которые в свою оч^>едь

группируются в макрофибриллы, называемые просто фибриллами.

^ У I ^ ч

о.

Ч N ^ Л ^ , ч S

Рис. 2, Расположение молекул в хи-

мическом волокне: а — хаотичное,

б —' частично ориентированное, в —

полностью ориентированное

Между фибриллами могут быть продолыные трещины и поры, от

количества и величины иоторых заиишт намо'1саемость волокон.

Важнейшими высокомолекулярными соединениями, входящи-

ми в состав текстишБных волокон, я1вляются: целлюлоза, природ-

ные белки (кератин шерсти, фиброин шелка), оинтетичеомие по-

лимеры.

КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕКСТИЛЬНЫХ ВОЛОКОН

по ПРОИСХОЖДЕНИЮ и ХИМИЧЕСКОМУ СОСТАВУ

Текстильные волокна классифицируют по дВум гаризнажам: по

происхождению и химическому составу. В связи с тем, что наря-

ду с увеличением производства волокон иавестных видов проиохо-

Д1ИТ непрерывный процесс разр^аботки споообов промышлвшого

производства волокон новых видов, в приведенной ниже класси-

фикации указаны основные волокна, имеющие ооновяое промыш-

ленное значение.

Исходя из происхождения, текстильные волокна делят на

н,

т у р а л ь н ы е и х и м и ч е с к и е.

К н а т ур а л ьи ы м относятся волокна, которые формируют-

ся в природе без .непо'средственного участия человека.

к xiH'iMiH ч е с КИМ- относят волош'а, вырабатываемые в за®од-

оких условиях и состоящие «з при|р'од1ны;х или оинтетичеониж высо-

комолекулярных соединений.

Натуралйные вол окна делят ,Hia три групиы:

1. Волокна растительного цроиохождейия, состоящие ив цел-

люлозы. Э)ти воложна получают из различных частей piaCTeHHft: из

семян, стеблей и листьев раютений. В^ажнейшим натуральным во-

локном (раотительного проишождения, является хлшок. Из стеб-

лей растений получают воло'кра: лен, пеньку, джут, ipawH, кеяаф,

канатник и др. Из листьев растений--волокна абака (маяильовая

пенька), оизаль. Натуральные волокна, получаемые из стеблей «

лисзтьев, по сходству строения и ряду овойств часто объединяют,

называя лубянывди.

2. [Воломна Ж1ивот1ного происхождения я1в/ляк>т(ся по своему хи-

м1ич«(с1шму составу белшвьими. К волокнам животного проиюхож-

денжя относятся шерсть ;и иатур'Зшьный шелк.

3. 'Волоино минерар1ьно1ло происхождения — асбест. Оно состо-

ит Hi3 леоршаничвского природ^иого соединения —'Иротиия.

Химичесмие волокна делят на две группы: Искусствен-

ные и синтетические.

К искусственным относятся те яимичесние волокна,ко-

торые получены из природных высокомолекулярных соединений и,

прежде всего, из целлюлозы. К волокнам иокуоственным относят-

ся такие важнейшие для промышленности волокна, как вискоз-

ное, ацетатное, диацетатное, триацетатное. К иснусотвенным отно-

сится также ,медно-аммиачное .воломно.

К синтетическим относят те волокна, сырьем для произ-

водства которых Я1ВЛЯЮТСЯ аивтетичеавие высокомолекулярные

соединения, получатые путем синтеза из ниикомолекулярных сое-

динений 1на хи1мичес1ки{х завода®. ,

Важнейшими синтетичеснимя воло'кнйми являются: капроновое

(полиам1Идное), лавсановое (полиэфирное), витроновое (полиак-

рил онитр иловое) и .многие другие.

ПОЛУЧЕНИЕ НАТУРАЛЬНЫХ ВОЛОКОН

И ОСОБЕННОСТИ ИХ СТРОЕНИЯ

Краткие сведения о получении и строении

хлопкового волокна

Хлопком называ'ют в-олокна, которые растут на поверхноотн

семян растши'я хлоичатника. Известно много видов хлопчатника,

но главное промышленное значение как в СССР, так и в ряде

других стран имеют два вида: хлопчатник волосистый и хлопчат-

ник барбадосский.

Mil

Mij!

м'И

iiii

' nil

'.ni!

HIM j

' 11 t

••IM

i ; ; ; 1

lu! 1

.,., i),

illlSI

ilM

Хлопчатн-щ ВОЛ0ОИСТЫЙ дает волакно, средняя длина, которого

30^—^35 мм, и является наиболее урожайным, В GGCP.-под- посевы

хлоггча'иника этого вида отасщено более 90%..,в1сех площащеЙ, за-

нятых под хлопчатником.- Получаемое волокно. »азы1вает1оя аред-

нбволамнистым хлоиком.

Хлопчатник ба1рба.до(оок1ий проиар.астает в более южита райо-

нах, имеегг меньшую урожайность, но дает более длишое, тогасое

и 0роч1ное волоюно, которое П(рим0няют для выработш высошка-

чеотвенных изделий. Длина волонна в среднем 35—45 мм. Хлоп-

чашником этого вида в СССР занято около 10% пооеаных площа-

дей, преднаэнаданных для посева хлопчатника. Получаемое во-

локно называется танковолак!Нйсты!М хлопком.

Хлоичапни/к требует миого теша и влаги, и поэтому высевают

его на юге. Основными хлоиководчеоюими районами в СССР яв-

лякупся республики Средней Аэи|и (Узбеиокая, Таяж1И1сок1а1я и

Турнмшюкая ССР), дающие около 80% всего хлопка, получаемого

в СССР, республики Зака1В1кааья (в основном Азербайджанокая

ССР), Казахская и Киршзавая ССР.

Помимо СССР, осно1В1ны!М!И хлоп1каводчеаким1и отранами явля-

кутся США, КНР, Индия, Мексика, ОАР, Паииста/н ,и Браатт.

Хлопчатник высевают квая!р1агпно-г1нездавы1м способом. При'мер-

но черев две недели после посева появляются вюходы, а через

60—70 дней начинается цветение хлоп(чашн1И1ка. Цветок живет один

день, после его опадения н.ач1инает1оя раадитиё из зашот плода —

тробочш'. Цветение, а также образовамнё завязи и плодов хлоп-

чат^ника на ,кусте происходит не одновременно, а последаваггешыно,

начиная с нижних вето1^. Внутри развивающихся коробочек образу-

ются семена, яа поверхности которых поя1вл1яют|оя 1волок1»а, пред-

ставляющие собой тонкостенные целлюлозные трубочки, запол-

ненные лротапла/змой. • . .

Сначала, в течение примерно 30 дней, происходигг интенсивный

рост волокон в длину, сопровождающийся нез(н1ачитвлыны1м уве-

личением толщины стенок. Далее рост волоком в дЛ1И1ну преира-

щается ,и дальнейшее ооаревайие волокна сопровождается отло-

жением целлюлозы на энут|рвн1ней стороне отенми волойна. .Таким

о!бразом 1наруж!ный диаметр волокон обстается нвиз1м1евным, а диа-

метр канал.а в'аледшвие утолщения стенок умень1ша.ется.'

В процессе созревания повышается прочность волокон,-' их на-

кр1аш:и1ваемость, улуч1Ш!аются другие свойства.

Целлюло-зиая стенка хлопковых волоком имеет слоистое отрое-

•ние. Отделыные слои стенки состоят из фибрилл, которые пред-

ставляют собой с.тожный комплекс мимрофнбришл, состоящих из

десятков и сотен больпгих цепных молекул целлюлозы. Микро-

ф|Вбриллы и фибриллы располагавдтся в готделвных слоя^х; целлю-

Л031Н0Й стенки !Спир!альио, под .углом 20—40° к оси волоин'Э. В ре-

зультате такого расположения фибрилл' волокна по мфе созре-

вамия, т. е. по мере утолщения станки, закручиваются опир/аяьно

отноаителыно своей оси. По мере созревания волокон остатки про-