Хлопковая нить

Хлопковая нить относится к натуральным нитям. Изготавливается из хлопка, который представляет собой тонкие волокна, покрывающие семена растения хлопчатника. По химическому составу качественный хлопок почти на 96% это целлюлоза, а остальное – примеси.
Качество нити  зависит от длины волокна – чем оно длиннее, тем хлопок лучше. Длина и толщина волокна зависят от сорта хлопчатника:

• короткооволокнистый хлопок (от 20 до 27 мм) подходит для производства толстой и пушистой пряжи;
• средневолокнистый хлопок (от 28 до 34 мм) подходит для изготовления ситца, купонного сатина;
• тонковолокнистый хлопок (от 35 до 55 мм) подходит для выработки тонкой гладкой пряжи, из которой создаются высококачественные хлопчатобумажные ткани: батист, маркизет или гребенной сатин.

 

Шерстяная нить

Шерстяная нить относится к натуральным нитям. Изготавливается из шерсти, которая представляет собой волокна снятого волосяного покрова овец, коз, верблюдов, кроликов и других животных. Шерсть получают в основном из овец (97-98%), с коз (2%), верблюдов (до 1%). Шерстяные волокна состоят из белка кератина.

Виды:

1. Пух – тонкое, сильно извитое, шелковистое волокно.
2. Переходный волос – неравномерен по толщине, прочности, имеет меньшую извитость.
3. Ость и мертвый волос – обладают большей толщиной, отсутствием извитости, повышенной жесткостью и хрупкостью, малой прочностью. Мертвый волос плохо окрашивается, легко ломается и выпадает из готового изделия.

Шерсть может быть однородной (из волокон преимущественно одного вида, например пуха) и неоднородной (из волокон разных видов – пуха, переходного волоса). В зависимости от толщины волокон и однородности их состава шерсть подразделяют на тонкую, полутонкую, полугрубую и грубую. Тонкая шерсть состоит из тонких волокон пуха. Полутонкая состоит из более толстого пуха или переходного волоса. Полугрубая может быть однородной и неоднородной и состоять из пуха, переходного волоса и небольшого количества ости. Грубая – неоднородная, включает в себя все виды волокон, в том числе ость и мертвый волос.

Длина шерсти влияет на технологию получения пряжи, ее качество и качество готового изделия. Из длинных волокон (15-120 мм) получают гребенную (камвольную пряжу) – тонкую равную по толщине, плотную, гладкую (непушистую). Из коротких волокон (до 55 мм) получают аппаратную (суконную) пряжу, которая в отличие от предыдущей, более толстая, рыхлая, пушистая, с неровностями по толщине. Прочность шерсти зависит от ее строения. Относительная разрывная нагрузка и износостойкость тонкой шерсти выше, чем грубой, так как грубые волокна (ость, мертвый волос) имею сердцевидный слой, заполненный воздухом.

 

Акрил

Акрил – это синтетическое волокно. Торговые названия: акрил, нитрон, панакрил, пан-волокна, орлон, акрилан, кашмилон. Волокна бывают в виде длинных нитей или штапеля. Волокна похожи на шелк, а штапель на шерсть. Производят акриловое волокно из полимера акрилонитрила, с добавлением небольшого количества других химических веществ, улучшающих способность впитывать красители. Используется в смесях с шерстью и другими волокнами в трикотажных и спортивных изделиях.

 

Вискоза

Вискоза – органическое химическое искусственное волокно, для изготовления которого используют древесную целлюлозу хвойных пород или целлюлозу растений, которую путем обработки химическими реагентами превращают в прядильный раствор – вискозу.  Для производства одежды, домашнего текстиля используют тонкие вискозные нити. Из ниток штапельной длины делают трикотаж, нетканые материалы, кружева. Существует техническая вискозная ткань, которую называют кордовой. Ее делают из толстых нитей вискозы, переплетая их с хлопковыми. За блеск и гладкую поверхность вискозу называют «искусственным шелком». Для придания матовости, ее разбавляют специальными добавками. Чистая вискоза похожа на шелк: полупрозрачная и блестящая. По составу наиболее близка к хлопку. Материал считается «натуральной синтетикой», так как сырье имеет натуральный природный состав.

К 100% вискозе относятся: тенцель, бамбук, модал и микромодал. Производятся из вискозных волокон. Разница лишь в сырье и технологии обработки.

 

Арамид

Изобретателем полиамидных волокон желтой окраски считают американскую компанию DuPont, которая в 1964 году стала выпускать ткань под названием «Кевлар» (впоследствии ее стали именовать aramid). Через шесть лет после этого события в СССР также стали производить синтетический материал высокой прочности (СВМ), усовершенствованный вариант такой ткани — современные армос и русар.

Арамид - это синтетическое волокно высокой механической и термической прочности.

Это полимерные образования, в которых мономеры, содержащие ароматические кольца, связаны друг с другом линейными и поперечными связями. 

Все арамидные волокна обладают повышенными защитными свойствами. Наиболее распространенные:

• мета-арамиды (известные под торговой маркой номекс, арселон) отличаются особой прочностью;
• пара-арамиды (известные под торговыми марками кевлар, тварон и др.) имеют повышенные термозащитные качества.

Арамидные волокна — это нити, имеющие сверхпрочную структуру, благодаря особому соединению атомов в молекуле. Это обеспечивает следующие свойства, которыми характеризуются арамидные ткани:

• высокую термостойкость – волокна не плавятся, нить начинает разрушаться только при температуре выше 500°С, но, несмотря на это, изделия из ткани арамид выдерживают тепловой удар кратковременного воздействия в 1000°С;
• сверхпрочность – в пять раз прочнее стали, выдерживает свыше 600 кг на мм² на разрыв;
• легкость – в два раза легче стекловолокна, плотность полотна составляет 1500 кг/м³;
• биоустойчивость – не впитывает в себя различного рода запахи, не подвергается воздействию бактерий и грибков.

Арамидная ткань – это относительно новый материал, обладающий особой прочностью, термоустойчивостью, инертностью к действию химических веществ. Используется для пошива специальной одежды военным, пожарникам, сотрудникам МЧС, металлургам.

Арамидная ткань обладает более высоким показателем упругости, в отличие от материалов из стеклянных и углеродных волокон. Создать такое полотно можно при помощи обычного ткацкого оборудования. При этом переплетение волокон может быть любым. Помимо этого, готовую ткань при желании можно окрасить в любой цвет.

Арамидная ткань практически не рвется и не горит. Материал может выдержать воздействие огня, высокой температуры, нефтепродуктов и химических растворителей. Под нагрузкой арамидные волокна не деформируются. Однако при скручивании их прочность уменьшается.

 

Шелк

Шелк – натуральное белковое волокно. Получают его разматыванием коконов, образуемых гусеницами шелкопрядов. Наибольшее распространение и ценность имеет шелк тутового шелкопряда, на долю которого приходиться 90% мирового производства шелка. В составе коконной нити два белка: фиброин (75%), из которого состоят шелковины, и серицин (25%). Из всех природных волокон натуральный шелк самое легкое волокно и обладает высокой гигроскопичностью (11%), мягкостью, шелковистостью, малой сминаемостью. Химические свойства шелка аналогичны свойствам шерсти. Шелковая нить представляет собой сплошное волокно большой прочности от 500 до 1500 м. Отдельные нити слишком тонкие для использования. Для производственных целей несколько нитей объединяются с небольшим закручиванием в одну нить. Этот процесс известен как «шелковая намотка» или «шелкопрядение».

 

Металлические нити

Металлические нити изготавливают из меди, латуни и никеля. Нити из меди и латуни выпускают так же с гальваническим покрытием из золота и серебра. Металлические нити получают путем волочения (многократного последовательного протягивания толстой проволоки через калибровочные отверстия) или разрезанием фольги. Нити, полученные путем волочения, имеют круглое поперечное сечение. Для получения плоской нити ее расплющивают. В настоящее время металлические нити вырабатываются в ограниченных количествах.

Для вечерних тканей используется: алюнит или пластилекс.

Алюнит (люрекс) – плоские разрезные нити из алюминиевой фольги в виде ленточек шириной 1-2 мм, покрытых клеями различных цветов. Алюнит используют в тканях для декоративного т эффекта.

Пластилекс – полиэтиленовая пленка, на которую в вакууме наносится распыленный металл. Такая пленка не только прочнее алюнита, но и обладает некой эластичностью.

Метанит – металлизированные нити прямоугольного сечения. Из них вырабатывают платьевые и декоративные ткани с мерцающим блеском.

 

Полиэфир

Полиэфир – это материал искусственного происхождения, изготавливаемый из полиэфирных волокон. Полиэфирное волокно — синтетическое волокно, формируемое из расплава полиэтилентерефталата или его производных. Основные торговые названия: лавсан, терилен, дакрон, тетерон, тергаль, тесил. Применяется в производстве различных тканей, искусственного меха, канатов,  в качестве утеплительного материала. 100% полиэфир практически не используется. Он задействован при производстве смесовых тканей. Наиболее популярна смесь полиэстера  и хлопка. Благодаря своей мягкости и способности быстро сохнуть полиэфир добавляется в шерсть и в вискозу. 100% полиэстер может оказаться тонкой полупрозрачной вуалью или крепкой плащевкой. Внешний вид и свойства ткани из полиэфирных волокон зависят от химического состава сырья, формы волокна и типа переплетения. Очень часто полиэстер выглядит как шерсть, а его свойства напоминают хлопок.

Полиэфирное полотно отличается прочностью и стойкостью к истиранию. Оно термостойко и превосходит по этому показателю большинство натуральных и синтетических материалов. К примеру, полиэфирные волокна сохраняют прочность на 50% при нагреве до температуры 180°С. Кроме того, они огнеупорны и пожаробезопасны. Данный материал трудно поджечь; он гаснет сразу же при удалении от источника огня.

Важным качеством полиэфира является светостойкость и водонепроницаемость. Этим объясняется его пригодность для изготовления палаток, спальных мешков, верхней одежды, предназначенной для использования во влажных условиях.

Очень важно, что материал обладает стойкостью к смятию и практически не теряет форму. Он способен сохранять заданную при изготовлении форму и удерживать ее даже под воздействием высоких температур. Пружинящий эффект каждой спиральки волокна обеспечивает колоссальную упругость всего изделия. Это объясняет популярность полиэстера при изготовлении подушек, матрасов, одеял, теплой одежды.

 

Полиамиды

Полиамид - это разновидность термостойких полимеров, в основе которых лежат соединения группы амидов. Соединение амидов в составе макромолекулы может повторяться до 10 раз. Торговые названия – капрон, нейлон, анид, энант, дедерон, амилан, перлон, ниплон. Первым направлением массового применения синтетического материала стало производство искусственных волокон и тканей, в частности, нейлона и капрона.

Производство полиамида постоянно совершенствовалось путем добавления различных добавок и созданием различных модификаций. В 90-х годах прогресс привел к созданию микроволокнистого полиамида – microfibra – сверхтонкое волокно, использующееся для дорогих моделей. Современная нить микроволокна при длине в 100 000 метров весит всего 6 граммов. Полиамид обычно используется в смеси как с натуральными волокнами – шерстью, хлопком, так и с химическими волокнами – вискоза, акрил. Изделия на 100% состоящие из полиамида быстро теряют форму. Что бы избежать этого в полиамид добавляют нити эластана. Состав 80% полиамид 20% эластан позволяет создать нить, которая будет крепкой, но очень эластичной. За счет эластана нить может увеличиваться в несколько раз от первоначальной длины. Всего лишь 20% полиамида, добавленного к шерстяным или полиакриловым волокнам повышает износостойкость конечного продукта в 4 раза.

В России используют разные виды полиамидных волокон, в частности в чулочно – носочном производстве капрон РА 6.0 и нейлон РА 6.6. Цифры определяют число атомов углерода в отдельных составных элементах полиамида.

Полиамид-6 (капрон, капролон, найлон, капролоктан, ПА-6, поликапроамид) является конструктивным полимером-диэлектриком, который обладает антифрикционными свойствами, износостойкостью и устойчивостью к трению, имеет высокие показатели усталостного сопротивления. Материал широко применяется в разных отраслях промышленности, в том числе в машиностроении, судостроении для изготовления подшипников, втулок, роликов и других деталей, а также в электротехнике.

Капролон кроме своей прочности имеет небольшой вес, он в 6 раз легче стали. Им активно заменяют детали из баббита, бронзы и латуни. Материал одновременно прочный и эластичный в широком температурном диапазоне. Детали устойчивы к эрозии, горюче-смазочным жидкостям, щелочам, спиртам, органическим растворителям, морской воде и разбавленным кислотам.

Материал устойчив к воздействию многих химических веществ: эфиров, спиртов, разбавленных кислот, растворителей, керозина, кетонов, дизеля, бензина, масел. 

Он растворяется в:

• концентрированной серной кислоте;
• фторированных спиртах;
• муравьиной кислоте.

Муравьиной кислотой его можно склеивать. Кислота растворяет кромку, и при присоединении двух кусков получается прочный край.

Полиамид 66 (полигексаметиленадипамид) за рубежом называется Polyamide 66, PA 66, PA 6.6, PA 6/6, Nylon 66, относится к алифатических полиамидам, термопластам инженерно-технического назначения. Представляет собой конструкционный кристаллизирующийся материал, обладающий высокой прочностью и твердостью. Насчитывает довольно много марок. Ассортимент отличается в зависимости от механических характеристик, так как наполнители значительно изменяют его свойства.

Полиамид 66 впервые был полимеризован в 1935 году, промышленное производство начато в 1938 году. Руку к созданию материала приложил ученый по фамилии Карозерс, который работал в лаборатории компании DuPont. Международное коммерческое название материала – нейлон (nylon), которое компания DuPont получила от продавцов на выставке в Нью-Йорке. Они не поняли сокращения товара Ny-Lon и решили, что это синтез названий двух городов New-York и London. Компания DuPont оставила это название за материалом.

Полимер применяется сегодня в самых разных отраслях промышленности. Различные виды сверхпрочных нитей – результат обработки ПА 66: шинные корды, сети, канаты, нетканые материалы, техническая комплексная нить, технические ткани и т.д. Наполненные марки используют для производства корпусов электроинструмента, крышки генераторов. В электротехнике из па 66 сделаны клеммные коробки, разъемы, рефлекторы  светильников.

В бытовой технике также некоторые детали выполнены из ПА 66. Например, это крыльчатки пылесосов. Мебельные петли и колесики, спортивный инвентарь, вентиляторы и многое другое производится сегодня из этого полимера.

Показатели	ПА 6,0	ПА 6,6	ПЕ
Плотность, кг/м³	1140	1140	1380
Температура пл., °С	215	235 - 255	235 - 255
Разрушающее напряжение МПа, при: - растяжении - изгибе - сжатии	66 - 80 90 - 100 85 - 100	80 - 100 100 - 120 100 - 120	- 50 - 70 80 - 120
Относительное удлинение при разрыве	20 - 32	23 - 32	15 - 20
Относительная разрывная нагрузка, МПа	46 - 51	39 - 46	48 - 62
Ударная вязкость кДж/м²	100 - 120	90 - 95	30
Твердость по Бринеллю, МПа	150	100	100 -120
Морозостойкость, °С	-30	-30	-50
Водопоглощение за 24 часа, %	3,5	7 - 8	0,02
Диэлектрическая проницаемость при 1 МГц	3,6	4	3,1
Предел прочности, МПа	55 - 77	50 - 60	172
Относительное удлинение, %	100 - 150	100 - 150	100 - 150
Модуль упругости, МПа	1,2 - 1,5	1,2 - 1,5	1,41 - 104
Равновесная влажность, %	3,5 - 3,9	3,3 - 3,8	0,4 - 0,5
Устойчивость к многократным изгибам, число циклов	25000 - 28000	11000 - 14000	9000 - 12000
Устойчивость к истиранию (при нагрузке кПа)	1500 - 2170	1000 - 1040	1250 - 1360

 

Сравнительная характеристика свойств нитей из натуральных химических волокон

Свойства	Нити
	Хлопок	Шерсть	Акрил	Вискоза	Полиэфир	Арамид	Шелк	Полиамиды
1. Физико-механические:  прочность  сминаемость	средняя средняя	низкая малая	высокая малая	высокая сильная	высокая малая	высокая малая	высокая малая	высокая низкая
2. Гигиенические: гигроскопичность теплоизоляция	высокая средняя	высокая высокая	низкая высокая	средняя средняя	низкая высокая	низкая высокая	высокая выше средней	низкая низкая

 

Пряжа

Существует три основных способа прядения: кардное, гребенное и аппаратное.

1. Кардное прядение. Пряжа кардного прядения является наиболее распространенной, вырабатывается из средневолокнистого хлопка длиной 27 – 35 мм и химических волокон.  Процесс кардного прядения слагается из операций разрыхления и трепания, чесания, выравнивания и вытяжки, предпрядения и прядения. Из прочесанных волокон формируется жгут, который далее превращается в ленты. В процессе предварительного прядения ленты вытягиваются и становятся тоньше. Для скрепления волокон между собой они слегка подкручиваются, образуя ровницы. Процесс окончательного прядения может проходить либо на кольцепрядильных машинах, либо в аппаратах пневмомеханического прядения. В последнем случае волокна центробежной силой отбрасываются к стенкам камеры, группируются в виде волокнистой ленты, которая скручивается и выходит из камеры сформированной пряжей. Кардную пряжу на кольцепрядильных машинах вырабатывают с линейной плотностью от 15-85 Текс из средневолокнистого хлопка и химических волокон. Ее используют для производства тканей и трикотажных полотен. Недостатком этой пряжи является неуравновешенность структуры участков волокон. Волокна находящиеся в наружных слоях пряжи, напрягаются сильнее, чем участки в центре. Это связано с тем, что каждое волокно по длине лежит не в одном слое пряжи, а переходит от центра к периферии и обратно.

Кардную пряжу пневмомеханического прядения с линейной плотностью от 20 до 50 Текс вырабатывают из хлопковых, химических и смешанных волокон и используют ее для выработки тканей массового ассортимента. Эта пряжа в сечении имеет разную плотность. Центральный слой пряжи имеет высокую плотность, а к наружному слою плотность снижается. Это приводит к снижению прочности пряжи. Структура пряжи начинает разрушаться при растяжении еще до начала удлинения волокон. По сравнению с пряжей, полученный на кольцепрядильных машинах, пряжа пневмомеханического прядения, имеет меньшую ворсистость и поэтому ткань, выработанная на ее основе более стойка к истиранию. Так же эта пряжа обладает большей объемностью, волокна в ней менее напряжены, благодаря чему ткани имеют большую упругость и меньшую сминаемость.

2. Гребенное прядение. Пряжа гребенного прядения или гребенная пряжа, вырабатывается из длинноволокнистого хлопка длиной 35 – 50 мм, льна, длиной, тонкой, полугрубой и грубой шерсти, а также отходов шелководства, кокономотания, шелкокручения и шелкоткачества.

Гребенная пряжа получается после трепания и кардочесания, в процессе гребнечесания с последующим выравниванием, вытяжкой, предпрядением и наконец прядением. Гребенная пряжа имеет наиболее правильную структуру. Волокна хорошо прочесанные, равномерно распределены по длине и поперечному сечению, образуют плотную нить, равномерную по толщине, менее ворсистую, чем кардная.

3. Аппаратное прядение. Пряжа аппаратного прядения, или аппаратная пряжа, вырабатывается из коротковолокнистого хлопка длиной до 27 мм, шерсти и добавляемых к ним в смеси химических волокон, а также отходов прядильного производства и регенерированных волокон (превращенных в волокнистую массу из лоскута). Широко используется в аппаратном прядении смешивание волокон разных видов.

После разрыхления волокнистая масса поступает на чесание, которое осуществляется на двух или трех последовательно соединенных кардочесальных машинах. На последней машине прочес разделяется на полосы, которые скатываются в ровницу. Из ровницы образуется пряжа. Аппаратная пряжа наименее равномерна по толщине, волокна в ней почти не распрямлены и недостаточно ориентированы.