Thông tin chung về sợi. Sợi và chỉ dệt. Phân loại. Sợi nhân tạo

Sợi dệt có thể là sợi tự nhiên hoặc hóa học.

Sợi tự nhiên là những sợi xảy ra tự nhiên. Sợi được cấu tạo từ các chất liên quan đến các hợp chất cao phân tử - polyme. Ví dụ, trong số các chất có trong tự nhiên, polyme bao gồm xenlulo - thành phần chính của sợi thực vật, keratin và fibroin - các chất protein chính tạo nên len và tơ tằm.

Sợi dệt tự nhiên quan trọng nhất là bông. Tại các nhà máy ginning, bông thô (hạt bông được bao phủ bởi sợi bông) được làm sạch các tạp chất thực vật (các bộ phận của quả bông, lá, v.v.) có trong quá trình thu hái bông, và sau đó sợi được tách ra khỏi hạt trên máy đặc biệt. - bộ tách sợi. Sau đó, sợi được ép thành kiện và đưa đến nhà máy kéo sợi.

Chiều dài của sợi bông thường chỉ hơn 20 mm. Sợi bông - mỏng nhưng bền, nhuộm tốt. Từ bông, người ta thu được sợi mịn, đồng đều và chắc chắn và nhiều loại vải được sản xuất từ ​​nó - từ vải cambric và marquise tốt nhất đến vải bọc dày và dây lốp xe hơi.

Sợi dệt cũng được lấy từ thân và lá của cây. Những sợi như vậy được gọi là sợi khốn. Chúng mỏng (lanh, gai) và thô (gai dầu, đay, v.v.). Các loại vải khác nhau được làm từ sợi mịn, vải bố, dây thừng và dây thừng từ sợi thô.

Len từ lâu đã được mọi người biết đến. Phần lớn len đến từ cừu. Xét về tầm quan trọng của nó đối với nền kinh tế quốc dân, len đứng thứ hai sau bông. Nó có nhiều đặc tính rất quý: nhẹ, không dẫn nhiệt và hút ẩm tốt. Trong các nhà máy chế biến sơ cấp, len được giải phóng khỏi bụi bẩn và tạp chất. Các sợi giống nhau về đặc tính của chúng được kết hợp thành các lô chung. Sợi mỏng mịn được làm bằng len, cũng như sợi mềm, dày. Vải sợi mịn bền, nhẹ và ít nhăn. Trong số đó được may quần áo khác nhau- váy, bộ quần áo, áo khoác. Từ sợi mềm và dày, người ta sản xuất ra các loại vải nặng (len sợi), có độ dày lớn và bề mặt có vảy. Len là sợi tự nhiên duy nhất mà từ đó, bằng cách bọc nỉ (quấn các sợi), có thể thu được nhiều loại nỉ khác nhau và các vật liệu đàn hồi và dày đặc khác.

Và tơ tự nhiên thu được theo cách này. Khi đến thời điểm sâu tơ biến thành nhộng, rồi trở thành bướm, nó sẽ nhả ra một sợi tơ mảnh. Với sự giúp đỡ của nó, sâu bướm bám vào một cành cây khô và dệt một lớp vỏ từ sợi chỉ này - một cái kén. Kén được thu thập, làm nóng bằng hơi nước và không kết dính trên các máy đặc biệt. Khi tháo cuộn, các sợi của một số kén (từ 3 đến 30) được kết nối với nhau, được dán chặt với nhau bằng một chất đặc biệt - sericin, có trong chính các sợi này. Sợi này được gọi là tơ thô. Sau khi cuốn tơ thô, người ta thu được tơ xoắn, từ đó làm ra những chiếc áo dệt kim bền và đẹp.

Có một loại sợi có nguồn gốc khoáng sản - amiăng (lanh núi), từ đó tạo ra chất cách nhiệt và cách điện, quần áo chống cháy, v.v.

Nhu cầu về sợi hóa học đã xuất hiện vào thế kỷ 19. Dân số hành tinh tăng lên nhanh chóng, các ngành công nghệ mới bắt đầu phát triển, tiêu thụ một lượng lớn chất xơ và nguyên liệu thô tự nhiên - bông, len, lanh và lụa - đang bị thiếu hụt.

Hai loại sợi chính được gọi là sợi hóa học - nhân tạo và sợi tổng hợp. Công nghệ hóa học đơn giản nhất cuối XIX- đầu TK XX. Hóa ra nó tạo ra một loại sợi nhân tạo thu được bằng quá trình xử lý hóa học các hợp chất cao phân tử tự nhiên, chẳng hạn như xenlulo - thành phần chính của gỗ. Tầm quan trọng lớn Việc tạo ra sợi nhân tạo từ xenlulo là do nhà hóa học vĩ đại người Nga D.I.Mendeleev đưa ra. Ông viết: “Một pound sợi làm sẵn sẽ có giá thấp hơn một pound bông. Chỉ trong điều này, một tương lai tuyệt vời đã hiển hiện ... "

Hiện nay, viscose đồng-amoniac, axetat và các loại sợi nhân tạo khác được sản xuất từ ​​xenlulo. Chúng được sử dụng để sản xuất kim loại và vải lụa, dây và nhiều sản phẩm gia dụng và công nghiệp khác. Sợi nhân tạo rẻ hơn sợi tự nhiên và vượt trội hơn chúng về một số đặc tính. Bằng cách thay đổi bản chất và phương thức xử lý hóa học của xenlulo thành sợi, có thể ảnh hưởng đến độ bền, độ bền hóa học, độ đàn hồi và độ dày của nó. Tuy nhiên, khả năng thay đổi các tính chất của sợi nhân tạo vẫn còn hạn chế, vì chúng dựa trên cùng một hợp chất cao phân tử như sợi tự nhiên.

Một vật chất hoàn toàn khác là sợi tổng hợp, việc sản xuất loại sợi này chỉ có thể thực hiện được đối với hóa học hiện đại. Sợi tổng hợp được sản xuất bằng cách trùng hợp các hóa chất monome tương đối đơn giản. Bằng cách sử dụng các monome có bản chất khác nhau và bằng cách nhắm vào các điều kiện phản ứng trùng hợp và quá trình kéo sợi từ dung dịch polyme hoặc nóng chảy, có thể tổng hợp các sợi với nhiều đặc tính định trước. Nguyên liệu cho Sợi tổng hợp thực tế là không cạn kiệt - đó là dầu mỏ, khí đốt tự nhiên, khí đốt than và than cốc, chất thải bột giấy và giấy, thực phẩm và các ngành công nghiệp khác.

Khả năng chống chịu với môi trường xâm thực, độ bền cơ học cao, độ đàn hồi và các phẩm chất quý giá khác của sợi tổng hợp đã khiến chúng trở nên không thể thiếu để sử dụng trong công nghệ hiện đại. Nhưng bây giờ ngành công nghiệp sản xuất hàng chục nhãn hiệu sợi tổng hợp - nylon, enant, lavsan, nitron ... Và mỗi loại loại mới sợi là lĩnh vực ứng dụng mới, đôi khi là bất ngờ nhất.

Quá trình sản xuất sợi hóa học có thể được chia thành 4 giai đoạn. Đầu tiên là lấy tài liệu nguồn. Nếu các hợp chất cao phân tử tự nhiên được sử dụng làm nguyên liệu để sản xuất sợi nhân tạo, thì chúng đã được tinh chế trước từ các tạp chất. Đối với sợi tổng hợp, bước này bao gồm quá trình tổng hợp polyme. Sau đó, chuẩn bị khối lượng kéo sợi. Ở giai đoạn này, các polyme được hòa tan hoặc đưa vào trạng thái nóng chảy. Tiếp theo, dung dịch hoặc dung dịch nấu chảy được làm sạch hoàn toàn các hạt không hòa tan và bọt khí, và thuốc nhuộm được thêm vào. Giai đoạn thứ ba là kéo sợi. Đây là thao tác quan trọng và có trách nhiệm nhất. Khối lượng quay được đẩy qua một đĩa quay - một đĩa có nhiều lỗ nhỏ. Các dòng mỏng xuất hiện từ các lỗ được thổi bằng không khí, và sợi cứng lại do sự bay hơi của dung môi hoặc làm nguội chất nóng chảy. Sau đó là kết thúc sợi. Các sợi được làm sạch các tạp chất đã rơi vào chúng trong quá trình kéo sợi. Thông thường, ở giai đoạn này, sợi cũng được xử lý bằng dung dịch chứa chất béo để tạo độ trơn trượt hơn. Điều này làm cho việc xử lý xơ trong các nhà máy dệt trở nên dễ dàng hơn. Quá trình sản xuất sợi hóa học được hoàn thành bằng các hoạt động làm khô và cuộn sợi lên ống cuộn và ống cuốn.

Sợi đã sẵn sàng. Bây giờ con đường của anh ấy nằm trong các nhà máy và nhà máy, nơi nó sẽ biến thành nhiều loại sản phẩm.

Xenlulo là một vật liệu dạng sợi có nguồn gốc thực vật và là cơ sở của tất cả các sợi xenlulo tự nhiên và nhân tạo. Xơ xenlulo tự nhiên bao gồm bông, lanh, gai dầu, đay và gai. Xenlulo là một polysaccharide đường cao phân tử bao gồm các đơn vị 1,4-8-hydroglucose lặp lại liên kết với nhau bằng liên kết 8-este. Lực liên phân tử mạnh mẽ giữa các chuỗi, kết hợp với độ tuyến tính cao của phân tử xenlulozơ, giải thích bản chất kết tinh của sợi xenlulozơ.

Sợi xenlulo

Xơ tự nhiên có nguồn gốc thực vật, động vật hoặc khoáng chất. Sợi thực vật, như tên cho thấy, có nguồn gốc từ thực vật. Thành phần hóa học chính trong thực vật là xenlulo và do đó chúng còn được gọi là sợi xenlulo. Các sợi thường được liên kết bởi một polyme phenol tự nhiên, lignin, cũng thường có trong thành tế bào sợi; do đó, sợi thực vật cũng thường được gọi là sợi lignocellulosic, ngoại trừ sợi bông, không chứa lignin.

Xenlulo là một vật liệu dạng sợi có nguồn gốc thực vật và là cơ sở của tất cả các sợi xenlulo tự nhiên và nhân tạo. Sợi xenlulo tự nhiên bao gồm bông, lanh, gai dầu, đay và gai. Sợi xenlulo nhân tạo chính là visco, một loại sợi thu được bằng cách tái tạo các dạng xenlulo hòa tan.

Xenlulo là một loại đường cao phân tử (polysaccharide) bao gồm các đơn vị 1,4-8-hydroglucose lặp lại liên kết với nhau bằng liên kết 8-este.

Các chuỗi cellulose dài, tuyến tính cho phép các nhóm chức hydroxyl trên mỗi đơn vị anhydroglucose tương tác với các nhóm hydroxyl trên các chuỗi liền kề thông qua liên kết hydro và lực van der Waals. Lực liên phân tử mạnh mẽ này giữa các chuỗi, kết hợp với độ tuyến tính cao của phân tử xenlulo, giải thích bản chất kết tinh của sợi xenlulo.

Sợi hạt

• Bông là loại sợi xenlulo tự nhiên được sử dụng phổ biến nhất. Sợi bông mọc từ hạt trong quả nang (pod). Mỗi viên nang chứa bảy hoặc tám hạt, và mỗi hạt có thể có tới 20.000 sợi phát triển từ nó.
• Xơ dừa được lấy từ phần cùi giữa vỏ ngoài và vỏ của quả dừa. Nó là một sợi dai. Nó thường được sử dụng để làm thảm, lớp lót và gạch lát trong nhà và ngoài trời bền.
• Sợi Kapok được lấy từ hạt của cây Kapok Ấn Độ. Sợi mềm, nhẹ và rỗng. Nó dễ bị vỡ và khó quay. Nó được sử dụng như chất xơ và thích nhồi gối. Trong quá khứ, sợi được sử dụng làm áo phao và đệm trên tàu du lịch vì nó rất dễ nổi.
• Tơ thực vật có đặc tính tương tự như tơ của cây kapok.

Sợi bast

• Linen là một trong những loại sợi dệt lâu đời nhất, nhưng việc sử dụng nó đã giảm sút kể từ khi phát minh ra cơ chế quay để sản xuất bông.
• Sợi Ramie dài từ 10 đến 15 cm, màu trắng và mềm hơn sợi lanh. Rami không chấp nhận thuốc nhuộm tốt, trừ khi nó được giặt khô. Rami mạnh mẽ sợi tự nhiên nhưng nó thiếu tính ổn định, độ đàn hồi và tiềm năng kéo dài. Nó có khả năng chống nấm mốc, côn trùng và co ngót. Nó được sử dụng cho quần áo, phương pháp điều trị cửa sổ, dây thừng, giấy, bàn và khăn trải giường.
• Cây gai dầu cũng tương tự như cây lanh. Các sợi dài từ 10 đến 40 cm Cây gai dầu có tác động môi trường thấp: không cần thuốc trừ sâu. Nó tạo ra nhiều xơ hơn 250% so với bông và 600% xơ hơn lanh trên cùng một khu đất. Cây gai dầu có thể được sử dụng để chiết xuất các chất ô nhiễm kẽm và thủy ngân từ đất. Cây gai dầu được sử dụng làm dây thừng, quần áo và giấy. Những người nghiện cây gai dầu sẵn sàng trả một cái giá quá đắt cho quần áo cần sa vì nó có liên quan đến cần sa.
• Đay là một trong những loại sợi rẻ nhất và là một trong những loại sợi xenluloza yếu nhất. Đay có độ đàn hồi thấp, độ giãn dài, chịu được ánh nắng mặt trời, chống ẩm mốc và bền màu. Nó được sử dụng để làm túi đựng đường và cà phê, thảm, dây thừng và vật liệu phủ tường. Vải bố được làm từ sợi đay.

Sợi tấm

• Sợi thông được lấy từ lá của cây dứa. Chúng được sử dụng để làm các loại vải nhẹ, sạch, dai cho quần áo, túi xách và khăn trải bàn. Payna cũng được sử dụng để làm thảm.
• Bàn tính là một thành viên của họ cây chuối. Các sợi thô và rất dài (lên đến nửa mét). Nó là một loại sợi mạnh, bền và linh hoạt được sử dụng cho dây thừng, thảm trải sàn, khăn trải bàn, quần áo và đồ nội thất bằng liễu gai.

Phân loại sợi thực vật

Sợi thực vật được phân loại theo nguồn gốc của chúng trong thực vật như sau:

(1) sợi libe hoặc sợi thân tạo thành các bó sợi ở lớp vỏ bên trong (phloem hoặc libe) của thân cây thường được gọi là sợi mềm dùng để dệt;

(2) sợi lá chạy dọc theo lá của cây một lá mầm còn được gọi là sợi cứng và;

(3) sợi tóc hạt, một nguồn bông, là loại sợi thực vật quan trọng nhất. Có hơn 250.000 loài thực vật bậc cao; tuy nhiên, chỉ có một số lượng rất hạn chế các loài được sử dụng cho mục đích thương mại (<0,1%).

Các sợi trong lá và sợi libe không thể thiếu trong cấu trúc của thực vật, cung cấp sức mạnh và sự hỗ trợ. Ở thực vật sợi libe, chúng nằm bên cạnh lớp vỏ ngoài trong lớp libe hoặc phloem và dùng để tăng cường thân của những cây sậy này.

Các sợi được tìm thấy trong các sợi chạy dọc theo chiều dài của thanh hoặc giữa các khớp nối. Để tách các sợi, bạn cần tháo sợi thun tự nhiên buộc chúng lại với nhau. Hoạt động này được gọi là ngâm (phân rã có kiểm soát). Đối với hầu hết các ứng dụng, đặc biệt là dệt may, loại sợi tổng hợp dài này được sử dụng trực tiếp; tuy nhiên, khi những sợi như vậy được chia nhỏ về mặt hóa học, sợi đó sẽ phân hủy thành những sợi ngắn và mịn hơn nhiều.

Sợi lá dài tạo sức mạnh cho lá của một số cây một lá mầm không thân gỗ. Chúng kéo dài theo chiều dọc toàn bộ chiều dài của lá và đào sâu vào các mô có tính chất nhu mô. Các sợi được tìm thấy gần bề mặt của tấm là mạnh nhất. Các sợi được tách ra khỏi xenlulo bằng cách cạo, vì có rất ít liên kết giữa các sợi và bột giấy; hoạt động này được gọi là decortication. Sợi xơ tấm cũng có cấu trúc nhiều lớp.

Người cổ đại sử dụng dây thừng để đánh cá, đánh bẫy và vận chuyển, và dùng làm vải may quần áo. Việc sản xuất dây thừng và dây thừng bắt đầu từ thời đồ đá cũ, như đã thấy trong các bản vẽ của các hang động. Dây thừng, dây và vải được làm từ lau sậy và thảo mộc ở Ai Cập cổ đại (400 năm trước Công nguyên). Dây thừng, thuyền, buồm và thảm được làm từ sợi lá cọ và thân cây cói, trong khi bề mặt viết, được gọi là giấy cói, được làm từ lõi. Đay, lanh, gai, cói, lau và sậy từ lâu đã được dùng làm hàng dệt và giỏ. Vào thời cổ đại, đay được trồng ở Ấn Độ và được sử dụng để kéo sợi và dệt vải. Người ta tin rằng loại giấy thực sự đầu tiên được làm ở miền đông nam Trung Quốc vào thế kỷ thứ hai sau Công nguyên từ vải vụn cũ (sợi libe) từ cây gai dầu và cây gai, và sau đó là từ sợi cây dâu tằm.

Trong những năm gần đây, thị trường xơ thực vật trên thế giới đang giảm dần, chủ yếu là do sự thay thế bằng các nguyên liệu tổng hợp. Đay theo truyền thống là một trong những loại xơ libe chính (cơ sở trọng tải) được bán trên thị trường thế giới; tuy nhiên, xuất khẩu đay sang Ấn Độ giảm mạnh cho thấy nhu cầu thị trường đối với loại sợi này giảm, vốn là yếu tố sống còn đối với nền kinh tế của Ấn Độ (Tây Bengal), Bangladesh và Pakistan.

Đặc điểm tự nhiên của sợi xenlulo

Rami

Rami là một trong những loại cây trồng có sợi lâu đời nhất, được sử dụng cách đây ít nhất sáu nghìn năm. Nó còn được gọi là thảo mộc sứ.

• Rami yêu cầu xử lý hóa chất để loại bỏ nhựa.
• Nó là một loại sợi mỏng, thấm hút, khô nhanh, hơi cứng và có độ bóng tự nhiên cao.
• Cây cao 2,5 m và có sức sống gấp 8 lần cây bông.

Cây gai dầu

Tùy thuộc vào quá trình chế biến được sử dụng để loại bỏ chất xơ khỏi thân cây, cây gai dầu có thể có màu trắng kem tự nhiên, nâu, xám, đen hoặc xanh lá cây.

• Nó là một sợi màu nâu vàng.
• Sợi gai có thể dài từ 10 cm đến 0,5 m dọc theo toàn bộ chiều cao của cây
• Các đặc tính của sợi gai dầu là sức mạnh và độ bền vượt trội, khả năng chống tia cực tím và nấm mốc, thoải mái và thấm hút tốt

Đay

Đay là một trong những loại sợi tự nhiên rẻ nhất và chỉ đứng sau sợi bông về số lượng và đa dạng công dụng. Sợi đay được cấu tạo chủ yếu từ nguyên liệu thực vật là xenlulo và lignin.

• Đay là một loại sợi thực vật dài, mềm, bóng, có thể cuộn lại thành những sợi thô và chắc.
• Vì vậy, nó là một sợi lignocellulosic, một phần là sợi dệt và một phần là gỗ.
• Cây cao đến 2,5 m và chiều dài sợi khoảng 2 m.
• Nó thường được sử dụng trong vải địa kỹ thuật.
• Nó có khả năng chống vi sinh vật và côn trùng rất tốt.
• Nó có độ bền ướt thấp, độ giãn dài thấp và sản xuất không tốn kém.

Xơ dừa

Xơ được chiết xuất cơ học từ vỏ dừa khô sau khi ngâm.

• Nó là một loại sợi dài, cứng và chắc, nhưng có độ mềm thấp hơn, hút nước kém hơn và tuổi thọ ngắn hơn so với sợi ngâm lâu.

Kapok

Sợi Kapok là một chất bông mượt bao quanh hạt trong vỏ của cây ceiba.

• Nó có thể chịu được trọng lượng gấp 30 lần trọng lượng của chính nó trong nước và chỉ mất 10% sức nổi trong khoảng thời gian 30 ngày.
• Nó nhẹ hơn bông tám lần
• Nó được sử dụng như một chất cách nhiệt.
• Nó cũng nhẹ, không dị ứng, không độc hại, thối và chống mùi.
• Vì nó không co giãn và quá dễ vỡ, nó không thể kéo thành sợi.
• Nó có đặc điểm nổi bật là nhẹ, kín, cách nhiệt và thân thiện với môi trường.