Свойства и классификация натуральных волокон животного происхождения: шерсть и шелк

Основу натуральных волокон животного происхождения составляют природные белки: кератин (в шерсти) и фиброин (в шелке). Различия в их молекулярной структуре предопределяют и разницу в свойствах конечных волокон. Например, более высокая прочность и меньшая способность к деформации шелка напрямую связаны с особенностями фиброина. По сравнению с целлюлозой растительных волокон, белки демонстрируют большую устойчивость к действию слабых кислот, но малоустойчивы к щелочам, что негативно сказывается на механических свойствах шерсти и шелка при соответствующих обработках.

Светостойкость натурального шелка превышает аналогичный показатель целлюлозных волокон, в то время как у шерсти он ниже. Устойчивость к повышенным температурам у волокон животного происхождения примерно соответствует уровню растительных волокон. Шерсть, используемая человечеством с древности, представляет собой волокна волосяного покрова животных. Промышленность в основном перерабатывает овечью шерсть, снятую в виде руна. Также в небольших количествах применяют восстановленную и заводскую шерсть.

Рисунок 4. Основные типы волокон шерсти: пух, переходный волос, ость, мертвый волос.

Строение волокна шерсти включает три слоя: наружный чешуйчатый (защитный), основной корковый и внутренний сердцевинный, наличие которого ухудшает качество, увеличивая толщину без повышения прочности. В зависимости от толщины и строения выделяют основные типы волокон: пух, переходный волос, ость и мертвый волос. Шерсть, состоящая преимущественно из одного типа волокон (пуха), называется однородной, а смесь различных типов – неоднородной.

По степени однородности и средней толщине волокон шерсть классифицируют на тонкую, полутонкую, полугрубую и грубую. Тонкая шерсть состоит только из пуховых волокон и используется для высококачественных камвольных и суконных тканей. Грубая шерсть включает смесь всех типов волокон, включая мертвый волос, и применяется для грубосуконных тканей. Помимо овечьей, в промышленности используют верблюжий пух и козью шерсть.

Выбор способа прядения, линейная плотность и пушистость пряжи зависят от длины и извитости волокон. Прочность шерсти напрямую связана с ее строением: тонкие волокна без выраженного сердцевинного слоя прочнее. Благодаря преобладанию упругой и эластической деформации, шерстяные ткани обладают низкой сминаемостью. Гигроскопичность шерсти – одна из самых высоких среди всех волокон, однако при намокании и последующем высыхании она дает значительную усадку.

Шерсть устойчива к органическим растворителям, но разрушается концентрированными кислотами. При воздействии пламени волокна не горят, а спекаются, образуя характерный шарик и запах жженого пера. Натуральный шелк – это тонкие непрерывные нити, выделяемые гусеницами тутового шелкопряда при формировании кокона. Каждая коконная нить состоит из двух шелковин белка фиброина, склеенных веществом серицин.

Рисунок 5. Строение коконной нити под микроскопом.

После обработки паром и сушки коконы разматывают, получая шелк-сырец. Он обладает высокой прочностью, хорошим разрывным удлинением (около 60% которого – упругая деформация) и красивым матовым блеском. Натуральный шелк химически более стоек, чем шерсть, но его прочность в мокром состоянии снижается на 5-15%. Главным недостатком является низкая светостойкость. Шелк применяется для изготовления тонких платьевых, атласных, декоративных и высокопрочных технических тканей.

Сведения об авторах и источниках:

Авторы: Гущина К.Г., Беляева С.А., Баженов В.И., Юрченко Н.Н. и др.

Источник: Материаловедение швейного производства.

Данные публикации будут полезны студентам специальностей в области легкой промышленности и конструирования одежды, начинающим технологам, конструкторам и дизайнерам швейного производства, а также всем, кто интересуется свойствами и классификацией текстильных материалов.