Материаловедение в производстве изделий легкой промышленности стр.12

Взаимодействие между макромолекулами белков осуществляется с помощью межмолекулярных ван-дер-ваальсовых сил, водородных и солевых (ионных) связей. Отличительная особенность кератина шерсти — наличие между макромолекулами ковалент-ной дисульфидной связи —Б—Б—, возникновение которой обусловлено присутствием в составе кератина цистина.

Основными видами белковых волокон являются шерстяные и шелковые.

Шерстяное волокно изготавливают из шерсти различных животных, т.е. волосяного покрова животных: овец, коз, верблюдов и др. Наиболее широкое применение в производстве текстильных материалов имеет шерсть овец.

В состав шерсти помимо кератина (90 %) входит некоторое количество минеральных и жировосковых веществ, пигмента и межклеточного вещества (видоизменение кератина).

Надмолекулярная структура кератина сложная и неоднородная. Согласно современным представлениям три а-спирали полипептидной цепи образуют протофибриллу, имеющую диаметр около 1 нм и напоминающую по форме трехжильный трос. Одиннадцать протофибрилл образуют микрофибриллу. Микрофибриллы объединяются в фибриллы, имеющие в своей структуре кристаллические и аморфные участки. Аморфные участки, называемые матрицей, состоят из менее упорядоченно расположенных протофибрилл и пронизаны более организованными кристаллическими образованиями. Матрица, по некоторым данным, составляет более половины вещества волокна.

Волокно шерсти имеет довольно сложное многоклеточное строение. Оно состоит из трех слоев: чешуйчатого, коркового и сердцевинного (рис. 1.5). Чешуйчатый слой, или кутикула, представляет собой наружный слой волокна, играющий защитную роль. Он состоит из чешуек, плотно прилегающих друг к другу и прикрепленных одним концом к стержню волокна. Толщина чешуйки равна примерно 1 мкм. Каждая чешуйка покрыта тонким слоем, состоящим из хитина, воска и других веществ и обладающим большой устойчивостью к кислотам, хлору и другим реактивам.

Корковый слой, или кортекс, является основным слоем волокна, он состоит из веретенообразных клеток длиной 80 — 90 мкм с поперечником 4—5 мкм. Веретенообразные клетки образованы из фибрилл кератина и соединены между собой межклеточным веществом, обладающим меньшей устойчивостью к химическим воздействиям, чем кератин. Поэтому разрушение волокна всегда начинается с распада на веретенообразные клетки. Корковый слой шерстяного волокна обладает двудольным строением. Одна часть коркового слоя (паракортекс) состоит из клеток, содержащих большое количество цистина и обладающего значительной жесткостью и устойчивостью к действию щелочей. Другая часть коркового

Рис. 1.5. Строение шерстяного волокна:

1 — чешуйчатый слой, или кутикула;

2 — корковый слой, или кортекс; 3 —

сердцевина слоя (ортокортекс) характеризуется меньшей жесткостью и повышенной набухаемостью в щелочах. Такое неоднородное строение основного слоя волокна обусловливает его природную извитость.

В середине волокна имеется сердцевина, высохшие пластинчатые клетки которой расположены перпендикулярно клеткам коркового слоя и заполнены воздухом. Наличие сердцевинного слоя повышает толщину и жесткость волокна.