Материаловедение в производстве изделий легкой промышленности стр.8
1.1.2. Строение и свойства натуральных волокон
Волокна растительного происхождения. Основным полимером, из которого состоят природные волокна растительного происхождения, является а-целлюлоза, относящаяся к классу полисахаридов. Элементарные звенья целлюлозы — СбНш05— с помощью глю-козидной связи — О— соединяются в линейные циклоцепные макромолекулы (см. рис. 1.1). Число звеньев в макромолекулах природных волокон достаточно велико и достигает у хлопка 5000—6000, у льна 20 000 — 30 000. Целлюлоза представляет собой сравнительно жесткоцепной полимер и благодаря действию межмолекулярных сил (водородных связей и сил Ван-дер-Ваальса) образует довольно высокоориентированную структуру. Степень кристалличности целлюлозы хлопковых волокон составляет 70 %, а элементарных льняных — 80 — 85 %. Макромолекулы целлюлозы группируются в микрофибриллы бахромчатого типа (см. рис. 1.2), из которых, в свою очередь, строятся более крупные структурные образования — фибриллы. Характерная особенность целлюлозы — наличие в каждом элементарном звене трех гидроксильных групп; эта особенность определяет основные физико-химические свойства целлюлозных волокон.
Из существующих видов целлюлозных волокон наиболее распространенными для производства одежды в нашей стране являются хлопковые и льняные волокна]
Хлопковые волокна покрывают поверхность семян однолетнего растения хлопчатника. Развитие хлопковых волокон начинается после цветения хлопчатника в период образования плодов (коробочек). В это время на поверхности семян отдельные клетки оболочки начинают интенсивно расти в длину, образуя тонкостенные трубочки с протоплазмой, состоящей из простых углеводных соединений (рис. 1.3, а).'В период созревания, когда коробочки хлопчатника раскрываются, рост волокон в длину прекращается и в результате процесса фотосинтеза из протоплазмы выделяется а-целлюлоза. В течение всего периода созревания хлопчатника фибриллы целлюлозы отлагаются на стенках волокна, образуя суточные концентрические СЛ?Щ. Фибриллы в отдельных слоях располагаются спирально под определенным углом (20—40°) к оси волокна.
Как отмечалось ранее( основным полимером хлопка является а-целлюлоза (96 %); кроме нее волокна имеют в своем составе небольшое количество низкомолекулярных фракций целлюлозы (1,5 %),1жиры и воски (около 1 %) и др. Сопутствующие вещества располагаются между пачками макромолекул и фибриллами.
В конце периода созревания протоплазма в канале высыхает, стенки спадают, а волокна приобретают вид скрученных сплющенных ленточек, имеющих определенной толщины стенки и канал (рис. 1.3, б). Наружный слой (или первичная стенка) волокна на 50 % состоит из а-целлюло-зы и покрыт жировосковыми веществами. Этот слой играет защитную роль. Вторичная стенка волокна состоит из суточных слоев фибрилл. Природная извитость хлопка связана со спиральным расположением фибрилл в слоях.
Толщина стенок и степень извитости зависят от зрелости волокна, оказывающей влияние на его качество. Незрелые тонкостенные волокна имеют вид плоских или свернутых ленточек, обладают малой прочно-