Материаловедение. Материаловедение текстильная промышленность вырабатывает ткани, нетканые

Глава I.
СТРОЕНИЕ ВОЛОКОН И НИТЕЙ
1. СТРОЕНИЕ ВОЛОКОН И ЭЛЕМЕНТАРНЫХ НИТЕЙ
Текстильные волокна (элементарные нити) имеют сложное физическое строение и большинство из них - высокую молекулярную массу.
Для текстильных волокон типична фибриллярная структура. Фибриллы - это объединения микрофибрилл ориентированных надмолекулярных соединений. Микрофибриллы представляют собой молекулярные комплексы, поперечное сечение их меньше 10 нм. Удерживаются они друг около друга межмолекулярными силами, а также вследствие перехода отдельных молекул из комплекса в комплекс. Переход молекул из одной микрофибриллы в другую зависит от их длины. Полагают, что длина микрофибрилл на порядок выше поперечника . Микрофибриллы и фибриллы некоторых волокон показаны па рис. I. 1.
Связи между фибриллами осуществляются в основном силами межмолекулярного взаимодействия, они значительно слабее микрофибриллярных. Между фибриллами имеется большое число продольных полостей, пор. Фибриллы располагаются в волокнах вдоль оси или под сравнительно небольшим углом. Лишь в некоторых волокнах расположение фибрилл имеет случайный, неправильный характер, однако и в этом случае их общая ориентация в направлении оси сохраняется. Фибриллы и микрофибриллы видны под микроскопом при увеличении 1500 раз и более.
Свойства волокон определяются не только надмолекулярной структурой, но и более низкими ее уровнями. Взаимосвязь структуры волокон па разных уровнях с их свойствами изучены еще недостаточно . Строение волокнообразующих полимеров, волокон и его взаимосвязь со свойствами рассмотрены в работе . Дальнейшее накопление данных о взаимосвязи структуры и свойств позволит решить важнейшую проблему о рациональном использовании волокон и изменении их структуры с тем, чтобы добиться управления процессом получения волокон с необходимым комплексом свойств.
Характеристика строения некоторых основных волокнообразующих полимеров приведена в табл. I. 1.
Химический состав волокон и некоторые другие характеристики строения волокон приведены в учебнике . Поэтому в данном учебнике сведения о строении волокон сокращены, описываются только его особенности (морфологические и др.).
Хлопковые волокна (рис. 1.2). Хлопковое волокно полое, имеет канал is месте отрыва от семени. Другой, заостренный, конец канала не имеет. Морфология различных волокон даже с одной летучки, существенно отличается. Например, канал зрелых и перезрелых волокон узкий, а форма поперечного среза изменяется от бобовидной у зрелых волокон до эллипсовидной и почти круглой у перезрелых волокон и сплющенной лентовидной у незрелых.
Волокно скручено вокруг своей продольной оси. Наибольшая извитость у зрелых волокон; у незрелых и перезрелых волокон она небольшая, малозаметная. Это связано с формой и взаимным расположением элементов надмолекулярной структуры волокна. Степка волокна имеет слоистое строение. Наружный слой толщиной менее 1 мкм называется первичной стенкой. Она состоит из сетки, образуемой редко расположенными и перекрещивающимися под большим углом целлюлозными фибриллами, пространство между которыми заполнено спутниками целлюлозы. Содержание целлюлозы в первичной стенке составляет, по имеющимся данным, несколько больше половины ее массы.
Наружная поверхность первичной стенки состоит из восковопектинового слоя.
В первичной стенке волокон некоторые исследователи различают два слоя, в которых фибриллы располагаются под разными углами. Вторичная основная стенка волокна достигает по толщине у зрелого волокна 6 - 8 мкм. Она состоит из пучков фибрилл, расположенных по винтовым линиям, поднимающимся под углом 20 - 45° к оси волокна. Направление винтовой липни меняется от Z до S.
Табл. I. 1. Характеристика строения волокнообразующих полимеров
Различные волокна имеют различные углы наклона фибрилл. У топких волокон углы наклона фибрилл малы. Наполнителем между пучками фибрилл являются спутники целлюлозы.
Пучки фибрилл располагаются концентрическими слоями (рис. 1.3), которые хорошо видны в поперечном срезе волокна. Их число достигает сорока, что соответствует дням отложения целлюлозы. Отмечается также наличие третичной, соприкасающейся с каналом части вторичной стенки. Эта часть отличается большой уплотненностью. Кроме того, в этом слое промежутки между целлюлозными фибриллами заполнены белковыми веществами и протоплазмой, состоящей из белковых веществ, простых углеводов, из которых синтезируется целлюлоза и др.
Целлюлоза хлопковых волокон имеет аморфно-кристаллическое строение. Степень ее кристалличности составляет 0,6 - 0,8, а плотность кристаллитов достигает 1,56 - 1,64 г/см3 (табл. 1.2).
Лубяные волокна (рис. 1.4). Получаемые с лубяных растений технические волокна представляют собой комплексы склеенных пектиновыми веществами элементарных волокон. Отдельные элементарные волокна - растительные клетки трубчатого строения. Однако в отличие от хлопкового волокна у лубяного оба конца закрыты. Лубяные волокна имеют первичные, вторичные и третичные стенки.
Поперечное сечение льняного волокна - неправильный многоугольник с узким каналом. Капал грубых волокон близок к овальной форме, он шире и слегка сплюснут. Особенностью морфологии льняных волокон является наличие сдвигов продольных штрихов поперек волокна, представляющих собой следы изломов или изгибов волокон в период роста, при механической обработке. Канал имеет постоянную ширину. Первичная стенка льняных волокон состоит из фибрилл, расположенных по винтовой линии направления S с наклоном 8 - -12° к продольной оси. Фибриллы во вторичной стенке расположены по винтовой линии направления Z. Угол их подъема в наружных слоях такой же, как и в первичной стенке, по постепенно уменьшается, достигая иногда 0°, при этом направление спиралей меняется на противоположное. Пектиновые вещества между фибриллами располагаются неравномерно, их содержание увеличивается в направлении к каналу.
Элементарное волокно пеньки, получаемой из конопли, имеет тупые или раздвоенные концы, канал волокон сплюснут и значительно шире, чем у льна. Сдвиги на волокнах пеньки выражены более резко, чем на льняном волокне, и волокно в этом
месте имеет изгиб. Пучки фибрилл в первичной и вторичной стенках располагаются по винтовой линии направления Z, но угол наклона фибрилл уменьшается с 20 - 35° в наружном слое до 2 - 3° во внутреннем. Наибольшее количество пектиновых веществ содержится в первичной стенке и наружных слоях вторичной.
Элементарные волокна джута, кенафа имеют закругленный конец, толстые стенки, неправильную форму поперечного сечения: с отдельными гранями и каналом, который то сужается до нитевидного, то резко расширяется.
Технические волокна джута, кенафа - это жестко склеенные комплексы волокон с высоким содержанием лигнина.
Волокна рами в стеблях растений формируются как отдельные элементарные волокна без образования пучков технического волокна. На волокнах рами заметны резкие сдвиги, продольные трещины. Фибриллы целлюлозы в первичной и вторичной стенках рами располагаются но наклонной линии направления S. Угол наклона в первичной стенке доходит до 12°, во вторичной - изменяется с 10 - 9° в наружных до 0° во внутренних слоях.
Листовые волокна (абака, сизаль и формиум) - комплексные, в них короткие элементарные волокна жестко склеены в пучки. Строение элементарных волокон подобно грубостебельным лубяным волокнам. Форма сечения овальная, канал широкий, особенно у абаки - манильской пеньки.
Химическое строение лубяных волокон разных видов близко к химическому строению хлопкового волокна. Они состоят из а-целлюлозы, содержание которой колеблется от 80,5 % у льна до 71,5 % У джута и 70,4 % У абаки. В волокнах высокое содержание лигнина (более 5%), имеются также жиры, воски, зольные вещества. Лубяные волокна обладают самой высокой степенью полимеризации целлюлозы (для льна она достигает 30000 и более).
Шерстяные волокна. Шерстяными являются волокна волосяного покрова овец, коз, верблюдов и других животных. Основным волокном является овечья шерсть (ее доля составляет почти 98%). В овечьей шерсти встречаются пух, переходный волос, ость, грубая ость или мертвый волос (рис. 1.5).
Волокна пуха состоят из наружного слоя - чешуйчатого и внутреннего - коркового (кортекс). Сечение пуха круглое. У переходного волоса есть еще третий слой - сердцевинный (ме-дулла), прерывающийся по длине волокна. В ости и мертвом волосе этот слой располагается по всей длине волокна.
В мертвом волосе или грубой ости сердцевинный слой занимает большую часть площади поперечного сечения. Рыхлый сердцевинный слой заполнен пластинчатыми клетками, расположенными перпендикулярно к веретенообразным клеткам коркового слоя. Между клетками имеются промежутки, заполненные воздухом (вакуоли), жировыми веществами, пигментом. Поперечное сечение ости и мертвого волоса неправильной овальной формы.
Шерстяные волокна имеют волнообразную извитость, характеризуемую числом извитков на единицу длины (1 см) и формой извитости. Тонкая шерсть имеет 4 - 12 и более извитков на 1 см длины, грубая шерсть извита мало. По форме или характеру извитости различают шерсть слабой, нормальной извитости и сильно извитую. При слабой извитости волокна имеют гладкую, растянутую и плоскую форму извитков (рис. 1.6). При нормальной извитости волокон извитки имеют форму полуокружности. Волокна сильно извитой шерсти имеют сжатую, высокую и петлистую форму извитков.
Чешуйки ости и мертвого волоса напоминают черепицу. Их на окружности волокна несколько. Толщина чешуек около 1 мкм, длина различна - от 4 до 25 мкм в зависимости от вида шерсти (на 1 мм длины волокон от 40 до 250 чешуек). Установлено, что чешуйки имеют три слоя - эпикутикула, экзокутикула и эндокутикула. Эпикутикула тонка (5 - 25 нм), устойчива к хлору, концентрированным кислотам и другим реактивам. В пес входят хитин, воски и др. Экзокутикула состоит из белковых соединений и эндокутикула - основной слой чешуйки - из модифицированных белковых веществ, обладает высокой хемостойкостыо.
Корковый слой волокон состоит из веретенообразных кдеток - надмолекулярных образований из фибрилл белка
кератина, промежутки между которыми заполнены ну-клепротеидом, пигментом. Веретенообразные клетки (рис. 1.7, а) - крупные надмолекулярные образования с заостренными концами, их длина до 90 мкм, размер поперечного сечения до 4 - 6 мкм. В кератине коркового слоя могут встречаться паракортекс и ортокортекс. Паракортекс по сравнению с ортокортексом содержит больше цисгина, он тверже, более стоек к воздействию щелочи. В топком пуховом волокне паракортекс располагается с наружной стороны, а ортокортекс - с внутренней. Однако козий пух однодольный и состоит только из ор-токортекса, человеческий волос - только из паракортекса.
Фибриллы (рис. 1.7,6) состоят из микрофибрилл кератина, который относится к протеинам. Макромолекулы протеинов слагаются из остатков а-амипокислот. Макромолекулы кератина шерсти разветвленные, так как радикалы ряда аминокислот представляют небольшие боковые цени. Возможно содержание в цепи макромолекул циклических группировок .
Макромолекулы в волокнах в обычном состоянии сильно изогнуты и скручены (а-спираль), однако протяженность макромолекул значительно (в сотни и даже тысячи раз) превышает ее поперечные размеры, у которых они менее 1 нм.
Молекулы кератина из-за наличия в них остатков аминокислот, содержащих различные радикалы, взаимодействуют между собой благодаря различным силам: межмолекулярным (силам Ван-дер-Ваальса), водородным, солевым (ионным) и даже валентным химическим связям. Подробно об этом сказано в учебнике .
Шерсть других животных (рис. 1.8 и 1.9). Козья шерсть состоит из пуха и грубой ости. В верблюжьей шерсти также встречаются пух и ость. В шерсти кроликов встречаются тонкие пуховые волокна, по более грубые, типа переходных и остевых.
Оленья, конская и коровья шерсть состоит в основном из грубых остевых волокон.
Шелковые волокна. Первичным шелковым волокном является коконная нить (рис. I. 10), выделяемая гусеницей бабочки-шелкопряда при завивке кокона. Коконная нить--это две шелковины из белка фиброина, склеенные низкомолекулярным белком сериципа. Шелковины неравномерны по поперечному сечению. Фибриллы фиброина располагаются вдоль оси шелковины, их длина до 250 нм, ширина до 100 им. Микрофибриллы состоят из белка фиброина, их поперечное сечение порядка 10 нм. Конфигурация цепи фиброина шелка - пологая спираль (см. табл. I. 1).
Асбест (рис. 1.11). Волокна асбеста - кристаллы природных водосодержащих магниевых силикатов (солей кремниевых кислот). Иглоподобные тончайшие кристаллиты асбеста, объединенные в более крупные агрегаты силами межмолскулярного взаимодействия, имеют вытянутую форму и обладают свойствами волокон. Элементарные волокна асбеста объединены в комплексы (технические волокна).
Химические волокна (рис. I. 12). Химические волокна весьма разнообразны по своему химическому составу и строению (см. табл. I. 1).
Из природных полимеров наибольшее распространение получили вискозные, ацетатные, триацетатные волокна и нити.
Вискозные волокна - группа одинаковых по химическому составу (из гидратцеллюлозы) волокон и нитей, но существенно отличающихся по строению и свойствам. В обычных вискозных волокнах степень полимеризации целлюлозы (до 200) значительно меньше, чем в хлопковых волокнах. Отличие также состоит в пространственном расположении элементарного звена целлюлозы. В гидратцеллюлозе глюкозные остатки повернуты друг к другу на 90°, а не на 180°, как это имеет место в целлюлозе хлопка, что оказывает существенное влияние на свойства волокон. Например, гидратцеллюлозные волокна сильнее поглощают разные вещества и глубже окрашиваются. Структура вискозных волокон аморфно-кристаллическая. Обычные вискозные волокна отличаются также неоднородностью, заключающейся в разной степени ориентации фибрилл и микрофибрилл. Микрофибриллы в наружном слое ориентированы в продольном направлении, тогда как во внутреннем слое степень ориентации их очень низкая.
При получении (формовании) волокон происходит их неодновременное затвердевание по толщине. В начале затвердевает наружный слой, под действием атмосферного давления стенки стягиваются внутрь, отчего поперечное сечение становится извилистым. Эти извилины (полосы) заметны на продольном виде волокон. Могут быть получены полые волокна или С-образного строения; первые формуются при продувке воздуха через раствор, вторые - при применении специальных фильер.
Кроме того, вискозные волокна матируют двуокисью титана (ТЮ2), вследствие чего частицы порошка, оказавшиеся на поверхности волокон, рассеивают лучи света и блеск уменьшается.
Вискозные высокомодулыгые (ВВМ) и особенно полииозные волокна отличаются высокой степенью ориентации и однородностью структуры, повышенной степенью кристалличности. Благодаря высокой ориентации, однородности структуры изменяется и морфология волокон. Поперечное сечение этих волокон в отличие от поперечного сечения обычных вискозных нитей не имеет извилин, оно овальное, близкое к кругу.
Медпо-аммиачные волокна имеют более однородное строение по сравнению с вискозными волокнами. Поперечное сечение волокон представляет собой овал, приближающийся к кругу.
Ацетатные волокна по химическому составу представляют собой ацетилцеллюлозу. Они разделяются на диацетатпые (их обычно называют ацетатными) и триацетатные по числу замещенных гидроксильных групп в целлюлозе уксусным ангидридом. Характеристика структуры триацетатных волокон приведена в табл. I. 1. Структура волокон аморфно-кристаллическая, с небольшой степенью кристалличности (см. табл. 1.2).
Синтетические волокна получили широкое распространение, и их баланс в общем производстве текстильных волокон все более увеличивается. Особенности химического строения синтетических волокон и элементарных нитей, их получения описаны в учебнике .
Из синтетических волокон большую группу представляют полиамидные волокна (капрон, перлон, дедерон, нейлон и др.)-Структура волокон из поликапроамидов аморфпо-кристалли-ческая, степень кристалличности может достигать 70%- Кристаллиты включают несколько звеньев, ориентированных вдоль волокон. Форма сечений волокон может быть разной, обычно сечение круглое, но может быть и другой формы (рис. I. 13).
К этой группе относятся и волокна из полиэнантоами-да - энант, нейлон 6.6, отличающиеся от поликапроамидных волокон химическим строением элементарного звена - NH - (СН2) 6 - (СН2) 6 - CONH - (СН2) 6 - СО - . Конфигурация молекулярной цепи волокон этого вида, как и у капроамидных, вытянутая, зигзаг с несколько большей длиной элементарного звена.
Полиэфирные волокна (терилен, лавсан и др.) получают из полиэтилентерефталата. Волокна имеют аморфно-кристаллическую структуру. Конфигурация цепи близка к прямой. Особенностью химического строения волокон является соединение элементарных звеньев цепи сложноэфирной группой - С - . По морфологии волокна близки к полиамидным.
К полиакрилонитрильным волокнам относятся нитрон и многие другие разновидности, имеющие собственное наименование в разных странах, например акрилан, орлон (США), пре-лан (ГДР) и т. д. По внешнему виду поперечное сечение имеет овальную форму. Элементарное звено макромолекул волокон нитрона имеет следующий химический состав - СН2 - СН - CN
Структура полиакрилонитрильпых волокон аморфно-кристаллическая. Доля кристаллической фазы малая. Конфигурация макромолекул волокон вытянутая, трансзигзаг.
Полипропиленовые и полиэтиленовые волокна относятся к полиолефиновым волокнам. Элементарное звено макромолекул полипропиленовых волокон имеет вид - СН - СН2 - СН3
Форма поперечного сечения волокон овальная, фибриллы ориентированы вдоль оси.
Структура макромолекул стерсорегулярная. Степень полимеризации волокон может меняться в широких пределах (1900 - 5900). Структура надмолекулярных образований - аморфнокристаллическая. При этом кристаллическая фракция достигает 85 - 95 %.
Морфология полиэтиленовых волокон существенно не отличается от морфологии полипропиленовых волокон. Надмолекулярная структура их также фибриллярная. Макромолекулы с элементарными звеньями - СН2 - СН2 - образуют аморфнокристаллическую структуру с преобладанием кристаллической.
Полиуретановые волокна состоят из макромолекул, элементарные звенья которых содержат уретановую группу - NH - С - О - . Строение волокон аморфное, температура стеклования низкая. Гибкие сегменты макромолекул при обычной температуре находятся в высокоэластическом состоянии. Благодаря такому строению волокна обладают очень большой растяжимостью (до 500 - 700%) при нормальной температуре.
Волокна галогенсодержащих полимеров - это волокна из поливинилхлорида, поливинилидена, фторлона и др. Поливинилхлоридные волокна (хлорин, перхлорвинил) - волокна аморфные, с малой степенью кристалличности. Конфигурация макромолекул вытянутая. Элементарное звено макромолекул - СН2 - СНС1. Морфологическая особенность волокон - неравномерно стянутая поверхность.
Волокна из поливинилиденхлорида имеют аморфно-кристаллическое строение с высокой степенью кристалличности. Химическое строение волокон также отличается: в элементарном звене увеличивается содержание хлора (- СН2 - СС12 -), повышается плотность волокон.
В волокнах из фторсодержащих полимеров по сравнению с винилиденхлоридом водород и хлор замещаются фтором. Элементарные звенья волокон тефлон - CF2 - , волокон фторлон - СН2 - CHF - . Особенность структуры этих волокон - значительная энергия связи атомов углерода и фтора, ее полярность, определяющая высокую стойкость к действию агрессивных сред.
Углеродные волокна - жаропрочные волокна, конфигурация. цепи макромолекул слоистоленточная, степень полимеризации очень высокая.

2. СТРУКТУРНЫЙ АНАЛИЗ ВОЛОКОН И НИТЕЙ

Сведения о структуре волокон, об особенностях ее изменений в результате воздействий технологических процессов, условий эксплуатации становятся все более необходимыми при повышении качества текстильных материалов, совершенствовании технологических процессов, определении условий рационального использования волокон. Бурное развитие и совершенствование методов экспериментальной физики создали фундаментальную базу для изучения структуры текстильных материалов.
Далее рассматриваются лишь некоторые, наиболее распространенные, методы структурного анализа - оптическая световая и электронная микроскопия, спектроскопия, рентгеноструктурный анализ, диэлектрометрия и термический анализ.

СВЕТОВАЯ МИКРОСКОПИЯ
Световая микроскопия - один из самых распространенных методов изучения структуры текстильных волокон, нитей и изделий. Разрешающая способность оптического микроскопа, в котором используется свет видимой области спектра, может достигать 1 - 0,2 мкм.
Разрешающую способность объектива б0 и микроскопа бм определяют по приближенным формулам:
где X - длина волны света, мкм; А - апертура, числовая характеристика разрешающей силы, объектива (способность изображать мельчайшие детали объекта); А - апертура осветительной части - конденсора микроскопа.
где п - показатель преломления среды, находящейся между препаратом и первой фронтальной линзой объектива (для воздуха 1; для воды 1,33; для глицерина М7; для кедрового масла 1,51); а - угол отклонения крайнего луча, попадающего в объектив от точки, находящейся на оптической оси.
Разрешающая способность и апертура могут быть увеличены при иммерсии, т. е. замене воздушной среды жидкостью с большим коэффициентом преломления.
Микрообъективы разделяются по спектральным характеристикам (для видимой, ультрафиолетовой и инфракрасной области спектра света), длине тубуса, среде между объективом и препаратом (сухие и иммерсионные), характеру наблюдения и типу препаратов (для препаратов с покровным стеклом и без стекла и др.).
Окуляры выбираются в зависимости от объектива, так как общее увеличение микроскопа равно произведению углового увеличения окуляра и объектива. Для фиксирования особенностей структуры и удобства в работе используют микрофотонасадки и микрофотоустановки, рисовальные аппараты, бинокулярные тубусы. Кроме биологических микроскопов, широко применяемых при изучении морфологии текстильных волокон и нитей, используются люминесцентные, ультрафиолетовые и инфракрасные, стереомикроскопы, микроскопы сравнения, измерительные микроскопы.
Люминесцентный микроскоп оснащен набором сменных светофильтров, с помощью которых можно выделить в излучении осветителя часть спектра, возбуждающую люминесценцию исследуемого объектива. При работе на этом микроскопе необходимо подбирать светофильтры, пропускающие от объекта только свет люминесценции.
Ультрафиолетовые, инфракрасные микроскопы позволяют проводить исследования в невидимых для глаза областях спектра. Линзы таких микроскопов изготовлены из материалов, прозрачных для ультрафиолетовых (кварц, флюорит) или инфракрасных (кремний, германий, флюорит, фтористый литий) лучей. Преобразователи превращают невидимое изображение в видимое.
Стереомикроскопы обеспечивают объемное восприятие микрообъекта, а микроскопы сравнения позволяют сравнивать одновременно два объекта.
Все большее распространение получают методы поляризационной, интерференционной микроскопии. При поляризационной микроскопии микроскоп дополняют специальным поляризационным приспособлением, включающим два поляроида: нижний неподвижный и верхний - анализатор, свободно вращающийся в оправе . Поляризация света позволяет изучить такие свойства анизотропных структур волокон, как силу двойного лучепреломления, дихроизм и др. Свет от осветителя проходит через поляроид и поляризуется в одной плоскости. Однако при прохождении через препарат (волокна) поляризация изменяется и возникшие изменения изучаются с помощью анализатора и различных компенсаторов оптических систем.

05.19.01 «Материаловедение производств текстильной и легкой промышленности» по техническим наукам

ПРОГРАММА-МИНИМУМ

кандидатского экзамена по специальности

05.19.01 «Материаловедение производств текстильной и легкой промышленности»

по техническим наукам

Введение

В основу настоящей программы положены следующие дисциплины: материаловедение для производств легкой промышленности; текстильное материаловедение.

Программа разработана экспертным советом Высшей аттестационной комиссии Министерства образования Российской Федерации по химии (по химической технологии) при участии Московского государственного текстильного университета имени А.Н. Косыгина и Московского государственного университета дизайна и технологии.

1. Материаловедение производств легкой промышленности

Материаловедение - наука о строении и свойствах материалов. Взаимосвязи материаловедения с физикой, химией, математикой, с технологией кожевенных, меховых, обувных и швейных изделий. Значение материаловедения в повышении качества и конкурентоспособности этих изделий. Основные направления развития материаловедения в легкой промышленности.

Полимерные вещества. Волокнообразующие, пленкообразующие и клеющие полимерные вещества: целлюлоза, белки (кератин, фиброин, коллаген), полиамиды, полиэтилентерефталаты, полиолефины, полиакрилонитрилы, полиимиды, полиуретаны, поливиниловый спирт и др., особенности их строения и основные свойства. Аморфное и кристаллическое состояние полимеров. Молекулярные и надмолекулярные структуры синтетических полимеров, иерархические структуры в природных полимерах. Ориентированное состояние полимеров.

Строение материалов. Текстильные материалы. Текстильные волокна, их классификация. Строение, состав и свойства основных видов волокон; растительного происхождения, животного происхождения, искусственных (из природных полимеров), синтетических (из синтетических полимеров), из неорганических соединений. Модифицированные текстильные волокна, особенности их строения и свойства. Текстильные нити, основные виды и разновидности, особенности их строения и свойства. Ткани, трикотажные и нетканые полотна; способы их получения и строение. Характеристики структуры текстильных материалов и методы их определения. Основные виды текстильных материалов для одежды, обуви и их характеристика.

Кожевенно-меховые материалы. Способы получения кожи и меха. Теории дубления. Состав и строение кожи и меха, основные структурные характеристики и методы их определения. Виды кож и мехов для одежды, обуви и их характеристика. Искусственные и синтетические кожи и меха, способы их получения и строение. Основные виды искусственных и синтетических кож и мехов, их характеристика. Биополимерные материалы. Материалы полученные с участием ферментативных систем.

Резины, полимерные композиции, пластикаты, картоны, применяемые в легкой промышленности, способы их получения и состав. Основные характеристики строения этих материалов и методы их определения.

Скрепляющие материалы: швейные нитки и клеевые материалы. Виды швейных ниток, способы их получения, особенности строения. Основные характеристики строения ниток и методы их определения. Клеевые материалы. Современные теории склеивания. Способы получения, состав и строение клеевых материалов, применяемых в швейном и обувном производствах. Основные виды клеевых материалов и их характеристика.

Геометрические свойства и плотность материалов.

Длина, толщина, ширина материалов, площадь шкур кожи и меха, методы определения этих характеристик.

Масса материала, линейная и поверхностная плотность материала, методы определения этих характеристик.

Плотность, средняя плотность, истинная плотность материалов.

Механические свойства материалов.

Классификация характеристик механических свойств. Теории прочности и разрушения твердых тел. Кинетическая теория прочности.

Полуцикловые разрывные и неразрывные характеристики, получаемые при растяжении материалов, приборы и методы их определения. Расчетные методы определения усилий при разрыве материалов. Двухосное растяжение. Прочность при раздирании. Анизотропия удлинений и усилий при растяжении материалов в различных направлениях.

Одноцикловые характеристики при растяжении. Составные части полной деформации. Ползучесть и релаксационные явления в материалах, методы определения спектров релаксации. Модельные методы изучения релаксационных явлений в материалах. Многоцикловые характеристики при растяжении, утомление и усталость материалов, приборы и методы определения характеристик усталости.

Полуцикловые и одноцикловые характеристики, получаемые при изгибе материалов, методы и приборы их определения. Многоцикловые характеристики, получаемые при изгибе материалов. Напряжения и деформации возникающие при сжимающих усилиях. Зависимость толщины материала от внешнего давления. Многократное сжатие материалов.

Трение материалов, современные представления о природе трения.

Факторы, определяющие трение материалов. Методы испытания трения для различных материалов. Раздвижка и осыпаемость нитей в тканях.

Физические свойства материалов.

Сорбционные свойства материалов. Формы связи влаги с материалами. Кинетика сорбции водяных паров материалами. Гистерезис сорбции. Тепловые эффекты и набухание материалов при сорбции влаги. Основные характеристики гигроскопических свойств материалов, приборы и методы их определения.

Проницаемость материалов. Воздухопроницаемость, паропроницаемость, водопроницаемость, методы и приборы определения этих характеристик. Проницаемость радиоактивных, ультрафиолетовых, инфракрасных лучей через материалы. Влияние состава, структуру и свойств материалов на их проницаемость.

Тепловые свойства материалов. Основные характеристики тепловых свойств материалов, приборы и методы их определения. Влияние параметров структуры и других факторов на тепловые свойства материалов. Влияние повышенных и пониженных температур на материалы.

Теплостойкость, термостойкость, огнестойкость материалов.

Оптические свойства. Основные характеристики оптических свойств, приборы и методы их определения. Влияние технологических и эксплуатационных факторов на оптические свойства материалов.

Электрические свойства материалов. Причины и факторы электризации и электропроводности материалов. Основные характеристики электризуемости и электропроводности материалов, приборы и методы их определения.

Акустические свойства материалов.

Изменение строения и свойств материалов в процессе переработки и при эксплуатации. Износостойкость материалов.

Изменение размеров материалов под воздействием влаги и тепла.

Усадка и притяжка материалов при замочке и влажно-тепловой обработке. Приборы и методы определения усадки материалов.

Формовочная способность материалов. Основные факторы и причины формообразования и формозакрепления материалов. Методы и приборы определения формовочной способности материалов.

Износостойкость материалов. Основные критерии износа. Причины износа. Истирание, стадии изнашивания и механизм истирания и факторы его определяющие. Пиллинг, причины его образования. Методы и приборы определения устойчивости материалов при истирании.

Физико-химические факторы износа. Воздействие света, светопогоды, стирки и др. факторов на материалы. Комбинированные факторы износа. Опытная носка. Лабораторное моделирование износа.

Надежность материалов, основные характеристики надежности. Оценка и прогнозирование характеристик надежности материалов.

Неразрушающие методы испытания материалов и их применение.

Качество и сертификация материалов.

Качество материалов. Отбор проб и выборок материалов. Сводные характеристики результатов испытаний, доверительные границы. Статистические модели. Вероятностная оценка качества. Методы статистического контроля и измерения качества, уровни качества. Номенклатура показателей качества для различных групп материалов.

Экспертный метод оценки качества. Системы управления качеством, отечественные и международные стандарты на управление качеством. Сертификация. Система и механизм сертификации. Основные условия сертификации. Обязательная и добровольная сертификация. Сертификация материалов и изделий в легкой промышленности.

2. Материаловедение производств текстильной промышленности

Текстильное материаловедение и его развитие.

Классификация текстильных материалов. Основные виды натуральных и химических волокон, нитей и изделий из них. Области их рационального использования. Волокна, нити и изделия технического и специального назначения. Их классификация, особенности строения и свойства. Современная стандартная терминология. Экономика и значение для различных отраслей промышленности основных видов текстильных материалов. Перспективы их производства.

Место текстильного материаловедения среди других технических наук, его связи с фундаментальными науками, с текстильной технологией.

Развитие текстильного материаловедения и задачи, стоящие перед ним.

Основные научные школы текстильного материаловедения направления выполненных ими научных работ. Выдающиеся отечественные и зарубежные ученые в области текстильного материаловедения, их работы. Роль кафедры текстильного материаловедения МГТУ в развитии отечественного текстильного материаловедения.

Текстильные волокна, их состав и строение.

Классификация текстильных волокон, полимерные вещества, составляющие волокна. Особенности их строения.

Развитие научных взглядов на строение полимерных веществ, составляющих волокна. Современные взгляды по этому вопросу.

Надмолекулярные структуры волокнообразующих полимеров.

Основные полимеры, составляющие волокна: целлюлоза, кератин, фиброин, полиамиды, полиэфиры, полиолефины, поливинилхлориды, полиакрилонитрилы, полиуретаны. Новые виды полимеров, используемые для высокомодульных, жаро- и теплостойких волокон и нитей. Их характеристики. Модифицированные химические волокна: мтилон, полинозные, трилобал, шелон, сиблон и другие. Особенности их строения и свойства.

Шерстью называют волосяной покров животных, обладающий прядильными качествами или свойлачиваемостью.

Шерсть является одним из основных натуральных текстильных волокон.

Различают шерсть натуральную, заводскую и восстановленную.
Натуральная шерсть — шерсть, состригаемая с животных шерсть (овечья, козья и др.), вычёсываемая (верблюжья, собачья, козий и кроличий пух) или собираемая при линьке (коровья, конская, сарлычья) Эта шерсть наиболее высокого качества.

Заводская шерсть — это шерсть, снятая со шкур животных, она менее прочная, чем натуральная.
Восстановленная шерсть – шерсть, получаемая расщипыванием шерстяного лоскута, тряпья, обрывков пряжи. Эти волокна шерсти наименее прочные.
Заводская и восстановленная шерсть может использоваться в текстильной промышленности для изготовления недорогих суконных тканей.

Шерстные волокна представляют собой роговые производные кожи.

Волокно шерсти состоит из трех слоев:

1 — Чешуйчатый (кутикула) — наружный слой, состоит из отдельных чешуек, защищает тело волоса от разрушения. От вида чешуек и их расположения зависит степень блеска волокна и его способность свойлачиваться (скатываться, сваливаться).

2 — Корковый — основной слой, образует тело волоса, определяет его качества.

3 — Сердцевинный — находится в центре волокна, состоит из клеток, заполненных воздухом.

В зависимости от соотношения отдельных слоев волокна шерсти подразделяются на 4 типа:

а — пух: очень тонкое, мягкое, извитое волокно, у которого сердцевинный слой отсутствует.

б — переходный волос: более толстый и жесткий, чем пух. Сердцевинный слой встречается местами.

в — ость: толстое, жесткое волокно со значительным сердцевинным слоем.

г — мертвый волос: толстое, грубое, прямое, ломкое волокно, у которого сердцевинный слой занимает большую часть.
Шерсть состоит из покровного волоса и подпуши (подшёрстка). У овец покровный волос составляют: ость, переходный и кроющий волос; подпушь — пух.
Овечья шерсть в зависимости от типа, составляющих её волокон, делится на однородную , представленную волокнами одного типа, и неоднородную . В однородной шерсти пуховые и переходные волокна, соединяясь в группы, образуют штапели (переходные волокна шерсти овец длинношёрстных пород — однородные косицы). В неоднородной шерсти пуховые, переходные и остевые волокна соединяются в косички.

Виды шерсти

Виды шерсти различают в зависимости от типа волокон, образующих волосяной покров овцы. Выделяют следующие виды:

• Тонкая — состоит из пуховых волокон, используется для выработки высококачественных шерстяных тканей.
• Полутонкая — состоит из пуховых волокон и переходного волоса, используется для выработки костюмных и пальтовых тканей.
• Полугрубая — состоит из ости и переходного волоса, используется для выработки полугрубых костюмных и пальтовых тканей.
• Грубая — содержит все типы волокон, в том числе и мертвый волос, используется для изготовления шинельного сукна, войлока, валенок.

Первичная обработка шерсти: сортировка по качеству, разрыхление и удаление мусора, промывка от грязи и жира, сушка горячим воздухом.

Средняя тонина волокон: пуха 10 — 25 мкм, переходного волоса - 30 — 50 мкм, ости - 50 мкм и более.

Длина волокон шерсти: от 20 до 450мм, различают:
— коротковолокнистая: длина до 55мм, используется для производства толстой и пушистой аппаратной пряжи;
— длинноволокнистая: длина более 55мм, используется для производства тонкой и гладкой гребенной пряжи.

Внешний вид волокон: матовые, теплые, цвет от белого (слегка желтоватого) до черного (чем толще волокно, тем оно темнее окрашено). Цвет шерсти определяется наличием в корковом слое пигмента меланина. Для технологического использования наиболее ценна белая шерсть, пригодная для окраски в любой цвет

Свойлачиваемость — это способность шерсти в процессе валки образовывать войлокообразный застил. Это свойство объясняется наличием на поверхности шерсти чешуек, препятствующих перемещению волокна в направлении обратном расположению чешуек. Наибольшей способностью свойлачиваться обладает тонкая упругая сильно извитая шерсть

Особенности горения : горит медленно, при вынесении из пламени само затухает, запах жженого рога, остаток — черный пушистый хрупкий пепел.

Химический состав: природный белок кератин

Действие химических реагентов на волокна: Разрушается под действием сильной горячей серной кислоты, другие кислоты не действуют. Растворяется в слабых растворах щелочей. При кипячении шерсть растворяется уже в 2%-ном растворе едкого натра. Под действием разбавленных кислот (до 10%) прочность шерсти несколько увеличивается. Под действием концентрированной азотной кислоты шерсть желтеет, под действием концентрированной серной кислоты — обугливается. Не растворяется в феноле и ацетоне.

***************************************

Про сложности и нюансы пошива из шерстяных материалов можно узнать из Мастер-класса «Нестареющая классика. Особенности работы с шерстяными тканями»

Изучив материалы мастер-класса, вы:

• Выясните, откуда у шерстяной ткани такие замечательные свойства
• Как отличить настоящую шерстяную ткань от ее имитации, даже самой искусной
• Удивитесь, узнав, какое количество шерсти должно быть в чистошерстяных и полушерстяных тканях
• Узнаете, когда недостатки шерстяной ткани превращаются в ее достоинства
• Как недостатки шерстяной ткани можно использовать себе во благо
• Получите ценные советы по выбору способа декатировки и правильной утюжки шерстяной ткани
• Разберетесь в различных видах шерстяных тканей и научитесь подбирать для них наилучшие способы обработки

Для получения мастер-класса приобретайте Абонемент в библиотеку швейных МК «Хочу все знать!» и получайте доступ к этому и 100 другим мастер-классам.

Ассортимент платьев многообразен, соответственно разнообразны и предъявляемые к платьевым материалам требования, так как разнообразны условия, в которых они эксплуатируются.

Гигиенические требования особенно важны для тканей, используемых для пошива домашних и повседневных платьев. Ткани повседневных платьев должны обладать хорошими гигроскопическими свойствам: влагопоглощением и влагоотдачей. Для летних платьев материалы должны обладать хорошей воздухопроницаемостью, для зимних платьев – хорошими теплозащитными свойствами.

Для нарядных и вечерних платьев гигиенические требования менее значимы, поэтому их не соблюдение можно компенсировать выбором соответствующей модели и конструкции изделия.

Повседневная одежда требует практичных немнущихся формоустойчивых материалов. Ткани для повседневных платьев должны быть устойчивы к истиранию, к многократным стиркам, к пиллингообразованию, должны сохранять линейные размеры во время эксплуатации.

Эстетические требования меняются от сезона к сезону в зависимости от направления моды. Изменение требований к внешнему виду, структуре, цвету, пластическим свойствам материала влечет за собой постоянную смену ассортимента материалов для платьев. При этом неизменными остаются следующие требования: небольшая масса, повышенные гибкость и упругость материалов, ограниченная жесткость.

Ткани для летних платьев могут быть яркими и разноцветными, для повседневных платьев – спокойных немарких расцветок, для нарядных платьев – необходимы необычные по внешним эффектам материалы.

Характеристика основных видов материалов для платьев.

Хлопчатобумажные ткани широко используются для детских платьев, для женских домашних и летних платьев, это такие классические х/б ткани, как ситец, бязь, фланель, сатин.
Джинсовая ткань облегченной структуры с пониженной жесткостью используется для пошива женских и детских сарафанов и платьев.

Льняные ткани используются для пошива летних платьев. Чистольняные ткани обладают повышенной сминаемостью, поэтому в пряжу добавляют нитроновые, лавсановые, полинозные, сиблоновые штапельные волокна. Такие ткани сохраняют эффект льняных тканей, имеют достаточную гигроскопичность, износостойкость и формоустойчивость. Вырабатываются полотняным, мелкоузорчатыми и жаккардовыми переплетениями, по отделке бывают гладкокрашеными, набивными, пестроткаными, меланжевыми.

Шерстяные платьевые ткани вырабатывают из шерстяной пряжи с добавлением химических волокон: нитроновых, лавсановых, капроновых, вискозных. Эти ткани предназначены для зимнего и демисезонного ассортимента платьев.
Классическими являются . Они легкорастяжимы, хорошо драпируются, обладают небольшой сминаемостью, осыпаются по срезам.

Для пошива платьев-костюмов используют тонкосуконные ткани, пушистые, мягкие и теплые.

Также используются камвольные ткани из гребенной пряжи. Они суховаты на ощупь, имеют четкий рисунок переплетения, осыпаются по срезам.

Структура и отделка тканей чрезвычайно разнообразны. Выпускаются гладкокрашеными, пестроткаными, набивными, с добавлением козьего или кроличьего пуха, ангорской шерсти, из пряжи вприкрутку с комплексными химическими нитями, с использованием текстурированных нитей, с эффектами непса (разноцветными комочками, впряденными в пряжу).

Шелковые ткани наиболее многочисленны и разнообразны в ассортименте платьевых тканей.

Отличительные свойства полиакрилнитрильного волокна

Обладают хорошим комплексом потребительских свойств. По своим механическим свойствам ПАН волокна очень близки к и в этом отношении они превосходят все остальные . Их нередко называют «искусственной шерстью».
Обладают максимальной светостойкостью, достаточно высокой прочностью и сравнительно большой растяжимостью (22-35%). Благодаря низкой гигроскопичности, эти свойства во влажном состоянии не изменяются. Изделия из них после стирки сохраняют форму
Характеризуются высокой термостойкостью и стойкостью к ядерным излучениям.
Обладают инертностью к загрязнителям, поэтому изделия из них легко очищаются. Не повреждаются молью и микроорганизмами.

Печатается по решению
редакционно-издательского совета
Бийского педагогического государственного университета
имени

Научный редактор :

канд. … наук, доцент

Рецензент:

канд. … наук, доцент

Т Текстильное материаловедение [Текст]: Учебно-методический комплекс дисциплины / Сост.: ; Бийский пед. гос. ун-т им. . – Бийск: БПГУ им. , 2008. – с….

Учебно-методический комплекс дисциплины разработан в соответствии с Государственным стандартом высшего профессионального образования. Он содержит учебную программу курса, материалы к лекционным, лабораторным и практическим занятиям, методические рекомендации по организации самостоятельной работы студентов, контрольные задания для текущей и итоговой проверки знаний.

Для студентов педагогических вузов, обучающихся по специальности – Технология и предпринимательство.

Ó БПГУ им. , 2008.

Ó Сост.: , 2008.

Утверждаю

Декан факультета

____________________

«_____» ____________

Рабочая программа

Кафедра Технологии

(наименование кафедры, обеспечивающей преподавание дисциплины)

Шифр и наименование

https://pandia.ru/text/78/008/images/image015_7.gif" width="578" height="2 src="> Текстильное материаловедение

(шифр с указанием цикла подготовки (ГЭС, ЕН, ОПД, ДС, СД), наименование дисциплины)

Статус обязательная

(обязательная, элективная, факультативная)

Специальности

(направления) Технология и предпринимательство

(коды специальностей (направлений)

Формы обучения дневная

https://pandia.ru/text/78/008/images/image019_5.gif" width="530">(общий объем дисциплины, час.)

Распределение по семестрам

Рабочая программа составлена на основании ГОС направлений и специальностей высшего профессионального образования, утвержденного приказом Министерства образования и науки РФ от 01.01.2001 года.

ДС Текстильное материаловедение

Разработчик старший преподаватель

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры

«Технология»

Заведующий кафедрой _____________________

Одобрена Ученым советом факультета технологии и профессионально-педагогического образования

«_______»_____________________ Председатель __________________________

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Курс

Цель

Структура

Задачи лекционных занятий

Задачи лабораторных занятий

Задачи практических занятий:

Работа над разделом

В процессе освоения дисциплины студенты конспектируют литературу по темам курса, готовят рефераты, выполняют домашние задания, промежуточные и итоговые тесты.

Преподаватель осуществляет все виды контроля: текущий, промежуточный, итоговый: текущий – на лекциях, лабораторных и практических (в форме опроса, проверки конспектов по теме); промежуточный – по завершению изучения модуля; итоговый – по завершению курса (итоговые тесты).

В процессе изучения дисциплины «Текстильное материаловедение» студенты должны иметь представление: о видах текстильных волокон и способах получения текстильных материалов, о методах исследования материалов для швейной промышленности, о месте и роли науки «Текстильное материаловедение» в современной текстильной и «модной» индустрии; знать: ассортимент современных тканей и материалов для изготовления швейных изделий, основные параметры и свойства волокон, применяемых в текстильной промышленности; классификацию ткацких переплетений, процесс их получения и свойства, которые они придают ткани; процессы технологической отделки тканей, ее особенности в зависимости от волокнистого состава ткани; свойства, которые придает ткани та или иная отделка; основные принципы определения сортности ткани; основы стандартизации ткани, принципы работы с артикулами ткани и торговыми прейскурантами; особенности работы с различными текстильными материалами; нормативно-техническую документацию на изготовление одежды; основные принципы конфекционирования текстильных материалов; уметь: определять волокнистый состав и структуру текстильного материала; подбирать технологические режимы обработки материала в соответствии с его текстильными характеристиками; определять по внешнему виду лицевую и изнаночную сторону ткани, волокнистый состав, направление нити основы и утка; составлять конфекционную карту; владеть: органолептическим методом определения волокнистого состава материала; лабораторными методами исследования свойств текстильных волокон и текстильных материалов; методикой подбора материала на изделие в конфекционной карте.

Итогом курса является зачет . Зачет складывается из многих компонентов. В процессе освоения дисциплины преподавателем осуществляется рейтинг-контроль, который включает написание конспектов, выполнение домашних заданий, результаты промежуточных и итоговых тестов, посещаемость занятий, защиты лабораторных работ . На основании общей суммы ставится зачет.

1. ОРГАНИЗАЦИОННО-НОРМАТИВНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ

1.1. УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА

( рабочая модульная программа)

1.1.1. Цели и задачи дисциплины

Курс «Текстильное материаловедение» изучает строение и свойства материалов, используемых для изготовления швейных изделий; изменения, происходящие в строении и свойствах материалов под воздействием различных факторов производства швейных изделий и их эксплуатации, а также основные виды материалов и стандартные методы оценки их качества.

Цель курса – сформировать у студентов целостное представление о материалах швейного производства и способствовать развитию инженерного мышления, а также научить использовать на практике основные методы исследования материалов.

Структура курса текстильного материаловедения предусматривает лекции, лабораторные и практические занятия.

Задачи лекционных занятий : ознакомить студентов с основами науки «Текстильное материаловедение», с основными технологическими процессами текстильного производства; развить способности делать самостоятельные выводы из наблюдений над фактическим материалом.

Задачи лабораторных занятий : освоение методов исследования текстильных материалов и принципов составления нормативно-технологической документации, развитие способности делать самостоятельные выводы из наблюдений.

Задачи практических занятий: проверка понимания студентами содержания рекомендованной литературы, изучение различных изменений, происходящих в строении и свойствах материалов под воздействием различных факторов.

Работа над разделом начинается с обсуждения вопросов по той или иной проблеме теоретического курса. При подготовке предлагаемых вопросов студентам необходимо самостоятельно изучить рекомендуемую литературу и ознакомиться с содержанием лекции на заданную тему.

1.1.2. Содержание дисциплины

ДС «Текстильное материаловедение»

Предметом изучения учебного курса текстильного материаловедения являются материалы, используемые для изготовления швейных изделий, а так же строение и свойства этих материалов.

Тематическое содержание курса

Введение

Общие сведения о дисциплине, ее цели, задачи. Место и значение дисциплины «Текстильное материаловедение» в подготовке специалиста. Классификация текстильных материалов по назначению, волокнистому составу. Современные направления в развитии науки «Текстильное материаловедение».

1. Текстильные волокна

Общие сведения о текстильных волокнах. Понятие «текстильное волокно». Свойства текстильных волокон.

Натуральные волокна. Хлопок. Хлопок-сырец. Хлопковое волокно: строение, химический состав, свойства. Лен. Льняное волокно: строение, химический состав, свойства. Шерсть. Шерстяное волокно: строение, химический состав, свойства. Шелк натуральный. Шелк-сырец: сведения о получении. Шелковое волокно: строение, химический состав, свойства.

Волокна химического происхождения. Классификация химических волокон. Общие сведения о способе получения, область применения. Искусственные волокна: их виды, химический состав, основные свойства, строение. Синтетические волокна: их виды, химический состав, свойства, строение. Минеральные волокна: их виды, применение, общая характеристика.

2. Основы технологии текстильного производства

Пряжа и нити. Понятие о пряже и прядении. Основные операции процесса прядения. Способы прядения, системы прядения хлопка, льна, шерсти, натурального шелка, искусственных волокон. Классификация пряжи. Свойства пряжи. Дефекты пряжи. Классификация нитей. Свойства нитей. Дефекты нитей. Влияние качественных показателей пряжи и нитей на качество ткани.

Ткачество. Общие сведения о ткани и ткачестве. Процесс образования ткани на ткацком станке. Виды ткацкого оборудования. Дефекты ткацкого производства, их виды и влияние на качество ткани.

Отделка тканей. Общие сведения об отделке тканей, ее назначение. Отделка хлопчатобумажных тканей. Технологические операции отделки: их виды, назначение и сущность. Красители и другие составы для отделки тканей, их применение. Виды и характеристика рисунков на ткани, способы нанесения рисунков. Показатели качества отделки. Отделка льняных тканей. Виды отделки, назначение и технологические особенности. Показатели качества отделки. Отделка шерстяных тканей. Особенности отделки гребенных и суконных тканей, основные технологические операции. Специальные пропитки для отдельных видов тканей. Показатели качества отделки. Отделка тканей из натурального шелка. Отделка тканей из химических волокон. Виды отделки, технологические операции отделки, их назначение. Особенности отделки с учетом химического состава и строения ткани. Специальные виды отделок.

3. Состав, строение и свойства тканей

Состав ткани. Классификация тканей по волокнистому составу. Методы определения волокнистого состава ткани. Органолептический анализ как основной метод исследования ткани. Приемы органолептического метода определения волокнистого состава ткани. Отличительные признаки хлопчатобумажных тканей; тканей из натурального и искусственного шелка; чистошерстяных, полушерстяных и смешанных тканей.

Общие сведения о строении тканей. Понятие о ткани. Плотность ткани. Показатели плотности ткани. Ткацкие переплетения.

Свойства ткани. Влияние волокнистого состава, строения и особенности отделки на свойства ткани. Классификация свойств ткани. Геометрические свойства и поверхностная плотность ткани. Толщина ткани; факторы, влияющие на образование толщины ткани. Влияние толщины ткани на выбор модели изделия и технологические операции.

Ширина ткани: стандартная, фактическая, рациональная. Масса ткани. Механические, физические, оптические свойства ткани: виды, значение и характеристика. Технологические свойства ткани, их характеристика.

4. Сортность тканей

Оценка качества текстильных материалов. Общие сведения о нормативно-технической документации, определяющей сорт текстильных материалов. Факторы, влияющие на определение сорта ткани. Оценка ткани по физико-механическим показателям. Оценка ткани по порокам внешнего вида. Оценка ткани по устойчивости окраски.

5. Ассортимент тканей

Стандартизация тканей. Классификация тканей по волокнистому составу, по назначению. Артикул ткани. Торговый прейскурант.

Ассортимент платьевых тканей.

Ассортимент костюмных тканей.

Ассортимент пальтовых тканей.

Ассортимент подкладочных и прокладочных тканей, специальных тканей.

6. Ассортимент материалов для швейных изделий

Трикотажное полотно. Строение трикотажного полотна. Способы получения трикотажного полотна. Особенности отделки трикотажа. Ассортимент трикотажных полотен. Свойства трикотажного полотна. Особенности проектирования швейных изделий из трикотажных полотен. Особенности технологической обработки трикотажа.

Нетканые текстильные материалы. Общая характеристика нетканых материалов. Классификация нетканых материалов по способу получения. Основные технологические процессы получения нетканых полотен. Основные свойства нетканых полотен. Область применения. Нетканые прокладочные материалы.

7. Конфекционирование пакета материалов на изделие

Основные сведения. Понятие «конфекционирование». Принципы конфекционирования. Основные требования к конфекционированию пакета материалов на изделие. Конфекционная карта как часть нормативно-технической документации. Основные этапы конфекционирования. Требования, предъявляемые к текстильным материалам и фурнитуре.

Конфекционирование пакета материалов на изделие легкой одежды: подбор основного материала; выбор отделочных материалов ; подбор прокладочных материалов; подбор скрепляющих материалов и фурнитуры.

Конфекционирование пакета материалов на изделие верхней одежды: подбор основного материала; выбор отделочных материалов; подбор подкладочных материалов; подбор прокладочных материалов; подбор скрепляющих материалов и фурнитуры.

1.1.3. Требования к уровню освоения содержания дисциплины

(требования к знаниям, умениям, навыкам, приобретенным в результате изучения дисциплины)

Студенты должны обобщить и углубить полученные знания, пользоваться основными понятиями и параметрами строения и свойств материалов, основными методиками и техническими средствами испытания материалов, методами определения и оценки их качества, анализировать и определять состав и структуру материалов, проводить измерения и оценку параметров состава, строения и свойств материалов, пользоваться испытательной техникой, средствами измерений при решении материаловедческих задач, формулировать требования, предъявляемые к материалам для швейных изделий, оценивать пригодность материалов для конкретных швейных изделий с учетом их назначения и условий эксплуатации.

Требования к зачету

При проведении зачета учитывается написание конспектов, выполнение домашних заданий, результаты промежуточных и итоговых тестов, посещаемость занятий, защиты лабораторных работ.

1.1.4. Учебно-методическая карта дисциплины

Текстильное материаловедение 80 часов

для студентов образовательной профессиональной программы

Технология и предпринимательство по дневной форме обучения

Трудоемкость

раздела, темы

Лекционный курс

Индивидуальные занятия

Самостоятельная работа студентов

Формы контроля

кредитах

Вопросы, изучаемые на лекции

практические

лабораторные

Введение

Общие сведения о дисциплине, ее цели, задачи. Место и значение дисциплины «текстильное материаловедение» в подготовке специалиста. Классификация текстильных материалов по назначению, волокнистому составу. Современные направления в развитии науки «текстильное материаловедение»

Проверка домашнего задания на лабораторном занятии

Понятие «текстильное волокно»

Свойства текстильных волокон: геометрические, механические, физические, химические

Хлопок. Хлопок-сырец. Хлопковое волокно: строение, химический состав, свойства

2. Контроль присутствия на лекции

Лен. Льняное волокно: строение, химический состав, свойства

2. Контроль присутствия на лекции

Шерсть. Шерстяное волокно: строение, химический состав, свойства.

2. Контроль присутствия на лекции

Шелк натуральный. Шелк-сырец: сведения о получении. Шелковое волокно: строение, химический состав, свойства.

2. Контроль присутствия на лекции

Классификация химических волокон. Общие сведения о способе получения, область применения

2. Контроль присутствия на лекции

Искусственные волокна: их виды, химический состав, основные свойства, строение.

2. Контроль присутствия на лекции

Синтетические волокна: их виды, химический состав, свойства, строение.

2. Контроль присутствия на лекции

Минеральные волокна: их виды, применение, общая характеристика.

2. Контроль присутствия на лекции

Понятие о пряже и прядении. Основные операции процесса прядения

2. Контроль присутствия на лекции

Способы прядения, системы прядения хлопка, льна, шерсти, натурального шелка, искусственных волокон

2. Контроль присутствия на лекции

Классификация пряжи. Свойства пряжи. Дефекты пряжи

2. Контроль присутствия на лекции

Классификация нитей. Свойства нитей. Дефекты нитей.

1. Проверка домашнего задания на лабораторном занятии

Общие сведения о ткани и ткачестве

2. Контроль присутствия на лекции

Процесс образования ткани на ткацком станке

2. Контроль присутствия на лекции

Виды ткацкого оборудования.

2. Контроль присутствия на лекции

Дефекты ткацкого производства

2. Контроль присутствия на лекции

Общие сведения об отделке тканей, ее назначение

2. Контроль присутствия на лекции

Отделка хлопчатобумажных тканей. Технологические операции отделки: их виды, назначение и сущность. Красители и другие составы для отделки тканей, их применение. Виды и характеристика рисунков на ткани, способы нанесения рисунков.

2. Контроль присутствия на лекции

Отделка льняных тканей. Виды отделки, назначение и технологические особенности.

2. Контроль присутствия на лекции

Отделка шерстяных тканей. Особенности отделки гребенных и суконных тканей, основные технологические операции

2. Контроль присутствия на лекции

Отделка тканей из натурального шелка. Виды отделки, технологические операции отделки, их назначение.

2. Контроль присутствия на лекции

Отделка тканей из химических волокон. Виды отделки, технологические операции отделки, их назначение.

2. Контроль присутствия на лекции

Специальные виды отделок.

2. Контроль присутствия на лекции

1. Проверка домашнего задания на практическом занятии 3. Контроль присутствия на занятии

Классификация тканей по волокнистому составу

2. Контроль присутствия на лекции

Методы определения волокнистого состава ткани. Отличительные признаки хлопчатобумажных тканей; тканей из натурального и искусственного шелка; чистошерстяных, полушерстяных и смешанных тканей

1. Проверка домашнего задания на лабораторном занятии 3. Контроль присутствия на лекции и лабораторном занятии

Понятие о ткани. Плотность ткани. Показатели плотности ткани.

2. Контроль присутствия на лекции

Ткацкие переплетения Классификация ткацких переплетений. Простые ткацкие переплетения. Мелкоузорчатые ткацкие переплетения. Комбинированные ткацкие переплетения. Сложные ткацкие переплетения. Крупноузорчатые ткацкие переплетения

1. Проверка домашнего задания на практическом занятии 3. Контроль присутствия на лекции и практическом занятии

Классификация свойств ткани

2. Контроль присутствия на лекции

Геометрические свойства и поверхностная плотность ткани. Толщина ткани; факторы, влияющие на образование толщины ткани. Влияние толщины ткани на выбор модели изделия и технологические операции. Ширина ткани: стандартная, фактическая, рациональная. Масса ткани.

1. Проверка домашнего задания на лабораторном занятии 3. Контроль присутствия на лекции и лабораторном занятии

Механические, свойства ткани: виды, значение и характеристика

1. Проверка домашнего задания на практическом занятии 3. Контроль присутствия на лекции и практическом занятии

Физические свойства ткани: виды, значение и характеристика.

1. Проверка домашнего задания на практическом занятии 3. Контроль присутствия на лекции и практическом занятии

Оптические свойства ткани: виды, значение и характеристика.

2. Контроль присутствия на лекции

Электрические свойства ткани: виды, значение и характеристика.

2. Контроль присутствия на лекции

Износостойкость тканей

1. Проверка домашнего задания на практическом занятии 3. Контроль присутствия на лекции и практическом занятии

Определение сорта текстильных материалов

1. Проверка домашнего задания на практическом занятии 3. Контроль присутствия на лекции и практическом занятии

Оценка ткани по физико-механическим показателям

2. Контроль присутствия на лекции

Оценка ткани по порокам внешнего вида

1. Проверка домашнего задания на лабораторном занятии 3. Контроль присутствия на лекции и лабораторном занятии

Оценка ткани по устойчивости окраски

2. Контроль присутствия на лекции

1. Проверка домашнего задания на лабораторном занятии 3. Контроль присутствия на занятии

Стандартизация тканей

2. Контроль присутствия на лекции

Ассортимент платьевых тканей.

1. Проверка домашнего задания на практическом занятии 3. Контроль присутствия на лекции и практическом занятии

Ассортимент сорочечных тканей.

1. Проверка домашнего задания на практическом занятии 3. Контроль присутствия на лекции и практическом занятии

Ассортимент костюмных тканей.

1. Проверка домашнего задания на практическом занятии 3. Контроль присутствия на лекции и практическом занятии

Ассортимент пальтовых тканей.

1. Проверка домашнего задания на практическом занятии 3. Контроль присутствия на лекции и практическом занятии

Ассортимент плащевых тканей и материалов.

1. Проверка домашнего задания на практическом занятии 3. Контроль присутствия на лекции и практическом занятии

Ассортимент подкладочных материалов

1. Проверка домашнего задания на практическом занятии 3. Контроль присутствия на лекции и практическом занятии

Ассортимент прокладочных материалов

1. Проверка домашнего задания на практическом занятии 3. Контроль присутствия на лекции и практическом занятии

Строение трикотажного полотна

2. Контроль присутствия на лекции

Способы получения трикотажного полотна

2. Контроль присутствия на лекции

Особенности отделки трикотажа

2. Контроль присутствия на лекции

Ассортимент трикотажных полотен

1. Проверка домашнего задания на практическом занятии 3. Контроль присутствия на лекции и практическом занятии

Свойства трикотажного полотна

2. Контроль присутствия на лекции

Особенности технологической обработки трикотажа

2. Контроль присутствия на лекции

Общая характеристика нетканых материалов. Классификация нетканых материалов по способу получения

2. Контроль присутствия на лекции

Основные технологические процессы получения нетканых полотен

2. Контроль присутствия на лекции

Основные свойства нетканых материалов. Область применения

1. Проверка домашнего задания на практическом занятии 3. Контроль присутствия на лекции и практическом занятии

Нетканые прокладочные материалы

1. Проверка домашнего задания на практическом занятии 3. Контроль присутствия на лекции и практическом занятии

Понятие «конфекционирование». Принципы и основные требования к конфекционированию пакета материалов на изделие. Конфекционная карта. Основные этапы конфекционирования. Требования, предъявляемые к текстильным материалам и фурнитуре.

2. Контроль присутствия на лекции

Конфекционирование пакета материалов на изделие легкой одежды

2. Контроль присутствия на лекции

Конфекционирование пакета материалов на изделие верхней одежды

1. Проверка домашнего задания на практическом занятии

Материаловедение

Швейное материаловедение изучает строение и свойства материалов, используемых для изготовления швейных изделий.

Ткани широко применяют в быту. Из них шьют одежду, белье. Различные виды тканей используют при изготовлении множества вещей, необходимых в нашей повседневной жизни.

В настоящее время используют большое количество различных волокон, как натуральных (хлопчатобумажные, лен, шерсть и т.д.), так и химических (вискоза, ацетат, капрон, лавсан и т.п.).

Этот раздел содержит информацию о перечисленных волокнах, о том, как получают ткани.

Натуральные волокна

Натуральное волокно создает сама природа.

С древнейших времен и до конца XIX века единственным сырьем для производства текстильных материалов служили натуральные волокна, которые получали из различных растений. Сначала это были волокна дикорастущих растений, а затем волокна льна и конопли. С развитием земледелия начали возделывать хлопчатник, дающий очень хорошее и прочное волокно.

Большое распространение получили волокна, вырабатываемые из стеблей растений, их называют лубяными. Волокна из стеблей большей частью грубые, прочные и жесткие - это волокна кенафа, джута, конопли и других растений. Изо льна получают более тонкие волокна, из которых вырабатывают ткани для изготовления одежды и белья.

Кенаф возделывается в основном в Индии, Китае, Иране, Узбекистане и других странах. Волокно кенафа отличается высокой гигроскопичностью и прочностью. Из него изготавливают мешковину, брезент, шпагат и т. д.

Конопля - очень древняя культура, выращивается для получения волокна преимущественно у нас в стране, Индии, Китае и др. В диком состоянии произрастает в России, Монголии, Индии, Китае. Из стеблей конопли получают волокно (пеньку), из которой делают морские канаты, веревки, парусину.

Джут возделывают в тропических районах Азии, Африки, Америки и Австралии. Джут на небольших площадях выращивают в Средней Азии. Волокна джута используют для изготовления технических, упаковочных, мебельных тканей и ковровых изделий.

И

з волокон растительного происхождения наиболее известны хлопок и лен .

Хлопок очень древняя культура. Его начали возделывать в Индии более 4000 лет назад. Остатки хлопковых тканей нашли в могилах древних перуанцев, раскопанных в пустынях Перу и Мексики. Значит, еще раньше, чем в Индии, перуанцы знали хлопчатник и умели делать из него ткани.

Хлопком называют волокна, покрывающие поверхность семяноднолетнего растения хлопчатника, который произрастает в теплых южных странах. Развитие волокон хлопка начинается после цветения хлопчатника в период образования плодов (коробочек). Длина волокон хлопка колеблется от 5 до 50 мм. Собранный и спрессованный в кипы хлопок называют хлопок-сырец.

При первичной обработке хлопка волокна отделяются от семян и очищаются от различных примесей. Сначала отделяются самые длинные волокна (20-50 мм), затем короткие или пух (6-20 мм) и, наконец, подпушка (менее 6 мм). Длинные волокна используются для производства пряжи, пух - для изготовления ваты, а в смеси с длинным хлопковым волокном - для производства толстой пряжи. Волокна длиной менее 12 мм подвергаются химической переработке в целлюлозу для получения искусственных волокон.

Пшеница и лен - наиболее древние культурные растения. Лен начали возделывать девять тысяч лет назад. В горных областях Индии из него впервые стали изготовлять ткани, красивые и тонкие.

Семь тысяч лет назад лен уже был известен в Ассирии, Вавилонии. Оттуда он проник в Египет.

Льняные ткани стали там предметом роскоши, вытесняя распространенные прежде шерстяные. Только египетские фараоны, жрецы и знатные люди могли позволить себе одежду из льняных тканей.

Позднее финикийцы, а затем греки и римляне стали делать из льняного полотна паруса для своих кораблей.

Наши предки, славяне, любили белоснежные тяжелые ткани изо льна. Они умели возделывать лен, отводя под посевы лучшие земли. У славян льняные ткани служили одеждой для простого народа.

Из льняных волокон получается тяжелое, прочное белое полотно. Оно великолепно для скатертей, носильного и постельного белья.

А лен, посеянный густо и снятый с поля во время цветения, дает очень нежное волокно, которое идет на тонкий и легкий батист.

Лен - однолетнее травянистое растение, которое даст волокно того же названия. Волокно льна находится в стебле растения и может достигать 1 метра. Уборку льна производят в период ранней желтой спелости. Полученное сырье для производства пряжи (нитей) подвергается дальнейшей обработке.

Первичная обработка льна состоит из замачивания льняной соломы, сушки тресты, мытья и трепания, чтобы отделить примеси.

Из очищенных и рассортированных волокон получают пряжу.

Положительные свойства хлопчатобумажных тканей: хорошие гигиенические и теплозащитные свойства, прочность, светостойкость. Под действием воды волокна хлопка даже набухают и увеличивают прочность, то есть, не боятся любой стирки. Ткани имеют хороший внешний вид, за изделиями из них нетрудно ухаживать.

Благодаря тому, что хлопчатобумажные ткани обладают хорошей гигроскопичностью и высокой воздухопроницаемостью, а льняные ткани - более высокой гигроскопичностью и средней воздухопроницаемостыо, их используют для изготовления постельного белья, бытовой одежды.

Недостатки хлопчатобумажных тканей: сильная сминаемость (ткани теряют красивый внешний вид при носке), небольшая стойкость к истиранию, поэтому малая носкость.

Недостатки льняных тканей: Сильная сминаемость, малая драпируемость, жесткость, большая усадка.

Натуральные волокна животного происхождения - шерстяные и шелковые . Ткани из таких волокон являются экологически чистыми и поэтому представляют определенную ценность для человека и положительно влияют на его здоровье.

С незапамятных времен люди использовали для изготовления тканей шерсть. С той самой поры, как стали заниматься скотоводством. В дело шли шерсть овец и коз, а в Южной Америке и лам.

Известный русский географ-исследователь П. К. Козлов во время монголо-тибетской экспедиции 1923-1926 годов раскопал курганные погребения, в которых обнаружил древние шерстяные ткани. Даже пролежав несколько тысяч лет под землей, некоторые из них превосходили по крепости нитей современные.

Основную массу шерсти получают с овец, причем лучшую шерсть дают тонкорунные мериносовые овцы. Тонкорунные овцы известны со II века до нашей эры, когда скрестив колхидских баранов с итальянскими овцами, римляне вывели тарентайнскую породу овец с коричневой или черной шерстью. В 1 веке скрещиванием тарентайнских овец с африканскими баранами в Испании получили первых мериносов. От этого первого стада в конечном итоге произошли и все другие породы мериносов: французские, саксонские и т. д.

Овец стригут один раз или в некоторых случаях дважды в год. С одной овцы получают от 2 до 10 килограммов шерсти. Из 100 килограммов сырой шерсти получают 40-60 килограммов чистой, которую и отправляют для дальнейшей переработки.

Из шерсти других животных широко используют козью мохеровую шерсть, получаемую с ангорских коз, ведущих свое происхождение из турецкого местечка Ангора.

Для изготовления верхней одежды и пледов используют верблюжью шерсть, получаемую стрижкой или вычесыванием во время линьки верблюдов.

Высокоупругие прокладочные материалы получают из лошадиного волоса.

Неопытному глазу почти вся шерсть кажется одинаковой. А вот специалист высокой квалификации способен различить свыше семи тысяч сортов!

В XIV-XV веках шерсть, предназначенную для прядения, чесали деревянным гребнем, имевшим несколько рядов стальных зубьев. В результате волокна в пучке располагались параллельно, что очень важно для их равномерного вытягивания и скручивания при прядении.

Из расчесанного волокна получали прочные, красивые нити, из которых вырабатывалась добротная ткань, долго не изнашивавшаяся.

Шерсть - это волосяной покров животных: овец, коз, верблюдов. Основную массу шерсти (95-97 %) дают овцы. Шерстяной покров снимают с овец специальными ножницами или машинками. Длина шерстяных волокон от 20 до 450 мм. Состригают почти цельной неразрывной массой, которая называется руном.

Виды шерстяных волокон - это волос и шерсть, они длинные и прямые, и пух - он более мягкий и извитый.

Перед отправлением на текстильные фабрики шерсть подвергают первичной обработке: сортируют, то есть подбирают волокна по качеству; треплют - разрыхляют и удаляют засоряющие примеси; промывают горячей водой с мылом и содой; сушат в сушильных машинах. Затем изготавливают пряжу, а из нее ткани.

В отделочном производстве ткани красят в различные цвета или наносят на ткани различные рисунки. Ткани из шерсти вырабатываются гладкокрашеными, пестроткаными и напечатанными.

Шерстяные волокна имеют следующие свойства : обладают высокой гигроскопичностью, то есть хорошо впитывают в себя влагу, упругие (изделия мало мнутся), стойкие к воздействию солнца (выше, чем у хлопка и льна).

Чтобы проверить шерстяное волокно, надо кусочек ткани поджечь. Во время горения волокно шерсти спекается, образовавшийся спекшийся шарик легко растирается пальцами. В процессе горения ощущается запах жженого пера. Таким путем можно определить ткань: чистая это шерсть или искусственная.

Из шерстяных волокон изготавливают платьевые, костюмные и пальтовые ткани. В продажу шерстяные ткани поступают под такими названиями: драп, сукно, трико, габардин, кашемир и др.

Существует несколько видов бабочек, гусеницы которых перед превращением в куколки вьют коконы, используя выделения из специальных желез. Таких бабочек называют шелкопрядами. В основном разводят тутового шелкопряда.

Шелкопряды развиваются в несколько стадий: яйцо (грена), гусеница (личинка), куколка и бабочка. Гусеница развивается 25-30 дней и проходит пять возрастов, разделяемых линьками. Ее длина к концу развития достигает 8, а толщина 1 сантиметра. 8 конце пятого возраста шелкоотделительные железы гусениц заполняются шелковой массой. Шелковина - тонкая парная нить из белкового вещества фиброина - выдавливается в жидком состоянии, а затем твердеет на воздухе.

Образование кокона длится 3 дня, после чего происходит пятая линька, и гусеница превращается в куколку, а через 2-3 недели в бабочку, которая живет 10-15 дней. Бабочка-самка откладывает грену, и начинается новый цикл развития.

Из одной коробки грены массой 29 граммов получают до 30 тысяч гусениц, съедающих около тонны листвы и дающих четыре килограмма натурального шелка.

Для получения шелка естественный ход развития шелкопряда прерывают. На заготовительных пунктах собранные коконы подсушивают, затем обрабатывают горячим воздухом или паром, чтобы предотвратить процесс превращения куколок в бабочек.

На шелковых предприятиях коконы разматывают, соединяя вместе несколько коконных нитей.

Натуральный шелк - это тонкие нити, которые получают при размотке коконов гусеницы тутового шелкопряда. Кокон - это плотная, похожая на крошечное яйцо оболочка, которую гусеница туго свивает вокруг себя перед тем, как превратиться в куколку. Четыре стадии развития шелкопряда - яичко, гусеница, куколка, бабочка.

Собирают коконы через 8-9 дней с начала завивки и отправляют на первичную обработку. Цель первичной обработки - размотать коконную нить и соединить нити нескольких коконов. Длина коконной нити от 600 до 900 м. Такую нить называют шелком-сырцом. Первичная обработка шелка включает следующие операции: обработка коконов горячим паром для размягчения шелкового клея; сматывания нитей с нескольких коконов одновременно. На текстильных фабриках из шелка-сырца получают ткань. Шелковые ткани вырабатывают гладкокрашеными, пестрокрашеными, напечатанными.

Шелковые волокна имеют следующие свойства : они обладают хорошей гигроскопичностью и воздухопроницаемостью, менее устойчивы к солнечным лучам, чем другие натуральные волокна. Горит шелк так же, как и шерсть. Изделия из натурального шелка очень приятно носить, благодаря их хорошим гигиеническим свойствам.

Химические волокна

Издавна, для производства тканей люди использовали те волокна, которые давала им природа. Вначале, это были волокна диких растений, затем волокна конопли, льна, а также шерсть животных. С развитием земледелия люди начали выращивать хлопчатник, дающий очень прочное волокно.

Но природное сырьё имеет свои недостатки, натуральные волокна слишком короткие, требуют сложной технологической обработки. И, люди стали искать сырьё, из которого можно было бы дешёвым способом получать ткань тёплую, как шерсть, лёгкую и красивую как шёлк, практичную, как хлопок.

Сегодня химические волокна можно представить в виде следующей схемы:

Сейчас в лабораториях синтезируются всё новые и новые виды химических волокон, и ни одному специалисту не под силу перечислить их необъятное множество. Учёным удалось заменить даже шерстяное волокно – оно называется нитрон.

Производство химических волокон включает 5 этапов:

Получение и предварительная обработка сырья.

Приготовление прядильного раствора или расплава.

Формование нитей.

1. Текстильная переработка.

Хлопковые и лубяные волокна содержат целлюлозу. Было разработано несколько способов получения раствора целлюлозы, продавливания его сквозь узкое отверстие (фильеру) и удаления растворителя, после чего получались нити, похожие на шёлковые. В качестве растворителей использовали уксусную кислоту, щелочной раствор гидрооксида меди, едкий натр и сероуглерод. Полученные нити называются соответственно:

ацетатными, медноаммиачными, вискозными.

При формовании из раствора по мокрому способу струйки попадают в раствор осадительной ванны, где происходит выделение полимера в идее тончайших нитей.

Большую группу нитей, выходящих из фильер, вытягивают, скручивают вместе и наматывают в виде комплексной нити на патрон. Количество отверстий в фильере при производстве комплексных текстильных нитей может быть от 12 до 100.

При производстве штапельных волокон в фильере может быть до 15000 отверстий. Из каждой фильеры получают жгутик волокон. Жгуты соединяются в ленту, которая после отжима и сушки режется на пучки волокон любой заданной длины. Штапельные волокна перерабатываются в пряжу в чистом виде или в смеси с натуральными волокнами.

Синтетические волокна вырабатывают из полимерных материалов. Волокнообразующие полимеры синтезируют из продуктов переработки нефти:

• аммиака и т.д.

Изменяя состав исходного сырья и способы его переработки, синтетическим волокнам можно придавать уникальные свойства, которых нет у натуральных волокон. Синтетические волокна получают в основном из расплава, например, волокна из полиэфира, полиамида, продавливаемого через фильеры.

В зависимости от вида химического сырья и условий его формирования можно вырабатывать волокна с самыми различными, заранее намеченными свойствами. Например, чем сильнее тянуть струйку в момент выхода её из фильеры, тем прочнее получается волокно. Иногда химические волокна даже превосходят стальную проволоку такой же толщины.

Среди новых, уже появившихся волокон, можно отметить волокна – хамелеоны, свойства которых меняются в соответствии с изменениями окружающей среды. Разработаны полые волокна, в которые заливается жидкость, содержащая цветные магнетики. С помощью магнитной указки можно изменять рисунок ткани из таких волокон.

С 1972 года запущено производство арамидных волокон, которые разделяют по двум группам. Арамидные волокна одной группы (номэкс, конэкс, фенилон) используют там, где необходима стойкость к пламени, и термическим воздействиям. Вторая группа (кевлар, терлон) имеет высокую механическую прочность в сочетании с малой массой.

Высокую механическую прочность и хорошую устойчивость к химическим реагентам имеют керамические волокна, основной вид которых состоит из смеси оксида кремния и оксида алюминия. Керамические волокна можно использовать при температуре около 1250°С. Они отличаются высокой химической стойкостью, а устойчивость к радиации позволяет применять их в космонавтике.

Таблица свойств химических волокон

		Извитость	Прочность	Сминаемость
Вискозное					горит хорошо, пепел серый, запах жжёной бумаги.
Ацетатное			понижается во влажном состоянии	меньше, чем у вискозного	быстро горит жёлтым пламенем, остаётся оплавленный шарик
				очень малая	плавится с образованием твёрдого шарика
				очень малая	горит медленно, образует твёрдый тёмный шарик
				очень малая	горит вспышками, образуется тёмный наплыв

Получение ткани

С издавна на Руси прядение представляло особый ритуал, помимо того, что было одним из главных занятий женской половины населения, когда собирались девушки и женщипы за важным ремеслом, коротали дни и вечера за веретеном или прялкой, вели душевные беседы, напевали любимые песни, а порой тут же складывая новые мелодии, наделяя в них самых искусных мастериц словами, характеризующими их труд: «тонкопряха», «золотошвейка» и др. Первые технические приспособления, облегчающие труд, человек встретил восторженно.

Особое место в доме занимала прялка - непременпая спутница русских женщин. Нарядную прялку дарил добрый молодец в подарок невесте, муж жене на память, отец дочери. Прялку-подарок хранили всю жизнь, передавали следующему поколению. В различных местностях прялки отличались по форме и конструкции, украшались резьбой, росписью или их сочетанием. Форму прялки украшали выступами - «городками», внизу - «серьгами», «ожерельями». Декоративное оформление прялки часто напоминало празднично одетую женскую фигуру, украшенную нитями бус. Пряхи русского Севера любили изображения большого солнца и старались прикрепить к этой части лопасти кудель (комок шерсти, который пряли).Еще недавно в каждом сельском доме обязательно жили прялка и ткацкий станок. Наступит осень, закончатся работы в поле - начинаются работы в доме. Сначала надо лен и шерсть спрясть - превратить в нити.

Лен мяли, трепали, чесали. Не меньше хлопот было и с шерстью. В результате всех этих подготовительных работ получалась кудель - пучок льняных или шерстяных волокон. Для того чтобы кудель превратилась в нить, ее привязывали к прялке, затем понемногу вытягивали волокна, одновременно скручивая их, - вот и получалась нитка. Готовую нитку наматывали на веретено - длинную палочку с острыми концами и уголщенной серединой.

Прядение - работа трудная. От сноровки пряхи зависела толщина и прочность нити, а значит - и будущей ткани. Чтобы облегчить этот труд, придумали прялку с колесом - его приводили в движение с помощью ножной педали, нить наматывалась «сама», вытягивать и скручивать волокна можно было обеими руками - работа шла быстрее, а нить получалась лучше.

Теперь можно было заняться ткачеством - из ниток делать ткань. Эта работа тоже требовала большого внимания, сноровки, трудолюбия. Ткачи работали на ручных ткацких станках, дело шло довольно медлснно. Поскольку полотно выходило нешироким - всего 37 см - его требовалось довольно много. За зиму хозяйка должна была наткать столько полотна, чтобы хватило на всю семью - ведь снова она сможет взяться за эту работу только следующей зимой. Купить ткань крестьяне не могли - не по карману, да и негде было. Вот и ходили все в одежде, сшитой из домотканого полотна.

Сейчас и прядут и ткут машины. Но иногда долгими зимними вечерами еще можно в некоторых русских домах услышать жужжание колесной прялки и постукивание ручного ткацкого станка.

Пряжа - это нить, полученная при скручивании отдельных волокон. Процесс получения пряжи называется прядением. Прядение проходит в следующей последовательности: разрыхление волокон, трепание, чесание, выравнивание (образование ленты), предпрядение (образование ровницы) и сам процесс прядения.

Пряжа бывает однониточная, крученая (скрученная из двух, трех и более одиночных нитей) и фасонная (скрученная из трех и более нитей с образованием петель, узелков или спиралей).

Цель прядения - получение равномерной по толщине пряжи.
Далее пряжа поступает на ткацкую фабрику, где получают ткань.

Ткань - это материал, который получают на ткацких станках путем переплетения нитей пряжи основы и утка между собой.

Продольные нити в тканях называются основными , или основой . Поперечные нити в тканях называются уточными , или утком .

Нити основы очень прочные, длинные, тонкие, при растяжении не меняют своей длины. Нити утка менее прочные, более толстые, короткие. При растяжении нити утка увеличивают свою длину.

Не осыпающиеся края с двух сторон ткани называются кромкой.

Нити основы можно определить по следующим признакам:

1) По кромке.

2) По степени растяжения - нить основы меньше тянется.

3) Нить основы прямая, а уточная извитая.

4) По звуку - по основе звук звонкий, а по утку - глухой.

Производственные этапы изготовления ткани:

Волокно > нити (пряжа) > ткачество > суровая ткань > отделка > готовая ткань

Ткань, снятая с ткацкого станка, называется суровьем. Ее не использует для изготовления одежды, она требует отделки. Цель отделки - придание красивого внешнего вида ткани и улучшение ее качества.

Отделка тканей производится на красильно-отделочной фабрике.

Основные процессы отделки ткани

1) предварительная отделка:

· опаливание (удаление волокон с поверхности),

· расшлихтовка (удаление крахмала),

· отваривание (удаление загрязнений),

· мерееризация (повышение прочности),

· промывка,

· беление;

2) крашение;

3) печатание;

4) заключительная отделка:

· аппретирование (повышение износостойкости),

· ширение (выравнивание),

· каландрование (разглаживание, придание блеска).

Имеются также специальные отделки.

Наиболее интересным является процесс печатания тканей, в результате чего на них получаются разноцветные рисунки.

После отделки ткани могут быть:

отбеленная - ткань, полученная после отбеливания;

гладкокрашеная - ткань, окрашенная в один определенный цвет;

набивная - ткань, с напечатанным на поверхности рисунком;

пестротканая - ткань, полученная на ткацком станке путем переплетения разных по цвету нитей;

меланжевая - ткань, полученная на ткацком станке путем переплетения нитей, скрученных из разных по цвету волокон.

В процессе образования ткани на ткацком станке нити основы и утка могут по-разному переплетаться между собой.

Различной послеловательностъю чередования основных и уточных нитей создается огромное количество переплетений.

Наиболее распространенным является полотняное переплетение , которое образуется переплетением основных и уточных нитей через одну. Полотняное переплетение имеют хлопчатобумажные ткани, а также некоторые льняные и шелковые ткани.

Саржевое переплетение характеризуется наличием на ткани диагоналевых полос, идущих снизу вверх направо. Ткань саржевого переплетения более плотная и растяжимая. Применяют такое переплетение при выработке платьевых, костюмных и подкладочных тканей.

Атласное (сатиновое) переплетение придает тканям гладкую блестящую поверхность, стойкую к истиранию. Лицевой застил может быть образован нитями основы (атласное) или утка (сатиновое переплетение).

Ткани имеют лицевую и изнаночную стороны. Лицевую сторону ткани определяют по следующим признакам:

На лицевой стороне ткани печатный рисунок более яркий, чем на изнаночной.

На лицевой стороне ткани рисунок переплетения более четкий.

Лицевая сторона более гладкая, так как все ткацкие пороки выведены на изнаночную.

Изображения переплетений

Ткани и уход за ними

Акрил

Синтетическая ткань, по внешнему виду очень схожая с шерстью. Вещи из нее очень теплые, мягкие и защищены от моли. Акрил не теряет форму, поэтому его часто используют в сочетании с другими волокнами, чтобы получить красивые и формостойкие изделия. Акриловые волокна хорошо прокрашиваются, поэтому вещи из него выглядят яркими и долго не выцветают. К недостаткам акриловой ткани можно отнести низкую гигроскопичность и образование катышков. Изделия из акрила не требуют особенного ухода, их можно стирать и ручным, и машинным способом.

Ацетат

Такие ткани состоят из ацетилцеллюлозы. Они имеют слегка блестящую поверхность и внешне похожи на натуральный шёлк. Хорошо сохраняют форму и почти не мнутся. Они плохо впитывают влагу и плавятся при высоком нагреве, поэтому эти ткани хорошо подходят для плиссировки. Ткани, в состав которых входит ацетат, стирают вручную или в машине в щадящем режиме. Ткани, содержащие триацетат, можно стирать при обычном режиме и температуре 70 градусов. Эти ткани нельзя сушить в сушильном устройстве. Для сушки их нужно подвешивать. Они сохнут быстро и почти не нуждаются в утюжке. Если вы хотите их отутюжить, то делайте это с изнаночной теплым утюгом. Триацетат можно утюжить в режиме «шерсть или шёлк».

Велюр

Общее название материала, имеющего бархатистую лицевую поверхность. Характеристики материала зависят от густоты и длины ворса, но обычно все изделия из велюра отличаются мягкостью и комфортностью при носке, они не теряют форму и хорошо согревают в холодную погоду. Однако ворс этой ткани имеет свойство быстро истираться. Велюр требует бережного ухода. Его нельзя отбеливать и чистить сильными химикатами. Рекомендуется ручная стирка при температуре не выше 30°С и утюжка с изнаночной стороны.

Вискоза

Вискоза - это волокно, полученное химическим путем, по своим свойствам максимально приближено к натуральным материалам. Зачастую люди, плохо разбирающиеся в тканях и материалах, могут принять вискозу за хлопок, шерсть или шелк. Качества, которыми обладает вискоза, зависят от добавок при создании. Вискоза отлично впитывает влагу, однако прочность ее значительно ниже, чем у хлопка. Эта разновидность ткани нередко используется при производстве детской одежды. Вискоза отлично подходит как для зимней, так и для летней одежды. Ее прекрасная воздухопроницаемость дает возможность коже получать достаточное количество кислорода, что положительно сказывается на здоровье кожи и чувстве общего комфорта. Стирают вискозу в машине или вручную. Если вы решили воспользоваться стиральной машиной, то выбирайте щадящий режим и температуру не более 30 градусов. Ни в коем случае не выкручивайте и не отжимайте вещи из вискозы в центрифуге. От подобного обращения одежда потеряет свой первоначальный внешний вид. Изделия из вискозы можно повесить для сушки, не отжимая, или закатать в простыню и осторожно отжать. Вискозу нельзя сушить в сушильном устройстве. При глажке одежды из вискозы выбирайте режим «шелк».

Войлок

Очень плотный и прочный материал, изготавливаемый из натуральных или синтетических волокон. Натуральный войлок производится из валяной шерсти, чаще всего из овечьей. Войлок обладает низкой теплопроводностью, но при этом хорошо пропускает воздух.

Кашемир

Пух горной козы, вычесанный или выщипанный вручную. Из этого пуха получается благородная матово-блестящая ткань, которая всегда очень высоко ценилась. Изделия из кашемира (их также называют «пашмина») состоят из тончайших нитей, поэтому они такие нежные и приятные на ощупь. Кроме того, эта ткань очень легкая, но при этом может долго сохранять тепло. Стирать кашемир рекомендуется только вручную.

Льняная ткань является одной из самых древнейших в мире, и в античные времена она стоила довольно дорого. Лен обладает большой гигроскопичностью, быстро впитывает влагу и так же быстро высыхает. Зимой вещи изо льна согревают, а летом помогают легче пережить жару. Лен в несколько раз прочнее хлопка, поэтому одежда, выполненная из этого материала, может прослужить в течение длительного времени. Лен мнется, но опять же не так сильно, как хлопок. Чтобы избежать этого, к нему добавляют волокна хлопка, вискозы или шерсти. От частых стирок не утрачивает своей мягкости.
Лён хорошо переносит кипячение. Но, окрашенное полотно нужно стирать при температуре 60 градусов, а аппретированное при 40 и в щадящем режиме стирки. Если стирать его в машине, то можно использовать универсальный стиральный порошок: для небеленого и цветного льна лучше взять порошок для тонких тканей без отбеливателей. При сушке в сушильном устройстве лён может сесть. Утюжат лён всегда с увлажнением и при самой высокой температуре.

Люрекс

Металлизированная (алюминиевая, медная, латунная или никелевая) нить в ткани. Обычно люрекс используют в сочетании с другими волокнами, благодаря этому изделие приобретает эффект блеска.

Модал

Целлюлозное волокно. Оно прочнее, чем вискоза, а по гигроскопичности превосходит хлопок в полтора раза. После стирки изделия из модала всегда остаются мягкими не линяют и почти не «садятся», поэтому за ними легко ухаживать. Модал часто используют в сочетаниях с другими волокнами. Он придает вещам мягкий блеск и делает их более мягкими и приятными на ощупь.

Полиамид

Полиамид - это волокно, создающееся синтетическим способом. Изделия из полиамида пользуются большой популярностью, ведь его свойства помогают одежде надолго сохранять свой первоначальный привлекательный вид. Среди основных достоинств такой ткани, как полиамид, можно выделить отличную воздухопроницаемость и быстрое высыхание. Чаще всего полиамид используется при производстве спортивной одежды. Вещи из полиамида обладают высокой прочностью, мягкостью и легкостью.
Одежду с добавлением полиамида можно стирать в обычной стиральной машинке. Оптимальная температура при стрике составляет 40 градусов. Также как и большинство синтетических тканей, полиамид плохо переносит сушку в сушильном устройстве. Вещи из него стоит вешать во влажном состоянии на сушилку. Гладить полиамид нужно при самом низком нагреве и без пара.

Полиакрил

Полиакрил - это синтетическое волокно, одежда из которого внешне напоминает шерсть. Отличительными особенностями полиакрила можно считать мягкость, легкость и износостойкость. Полиакрил чаще всего используется при изготовлении зимней одежды, ведь благодаря своим свойствам способен удерживать тепло. Специального ухода вещи из полиакрила не требует, они так же, как и все синтетические ткани просты в обращении. Главное, выбрать правильный режим стирки и утюга. Температура воды при стирке должна быть примерно 30 градусов.

Полиэстер

Синтетическое полиэфирное волокно - полиэстер среди всех подобных тканей отличается наибольшей функциональностью. Это очень прочная ткань, которая делает любые вещи долговечными и износостойкими. Одежда, при создании которой использовался полиэстер, обладает целым рядом свойств. Она легкая, быстросохнущая и в течение длительного времени сохраняет свою первоначальную форму. Практически не мнется, что немаловажно в условиях современной жизни.
Ухаживать за одеждой из полиэстера довольно просто. Ее можно стирать в стиральной машине при обычном режиме и температуре 40 градусов. Если температура при стирке будет выше, то существует угроза возникновения складок и замятин, которые потом практически невозможно удалить.

Сатин

Плотная блестящая ткань из хлопчатобумажного волокна. Сатин имеет шелковистую поверхность и поэтому очень приятен на ощупь. Изделие из сатина даже после многих стирок не потускнеет и не утратит свой первоначальный вид.

Синтепон

Хорошая утепляющая прокладка для курток, стеганых пальто. Это нетканый материал, полученный из синтетических волокон. Он гораздо легче ватина, упругий, не теряет форму и не сваливается. Синтепон негигроскопичен, благодаря чему сильно не намокает и легко высушивается. К тому же он выпускается белого цвета и при стирке утепленных вещей не линяет и не оставляет пятен на ткани верха. В отличие от натурального пуха, его можно стирать как вручную, так и в стиральной машине в режиме деликатной стирки при температуре 30 градусов. Сохнет он быстро, сохраняет форму и не теряет объемности. При необходимости его можно гладить слегка нагретым утюгом.

Трикотаж

Трикотаж (фр. tricotage) - текстильный материал или готовое изделие, структура которого представляет соединённые между собой петли, в отличие от ткани, которая образована в результате взаимного переплетения двух систем нитей, расположенных по двум взаимно перпендикулярным направлениям. Для трикотажного полотна характерны растяжимость, эластичность и мягкость. Трикотажные изделия из хлопка, шерсти, химических волокон и их смесей следует стирать в теплой воде до 40 градусов в мыльном растворе, применяя мягко действующие средства, специально предназначенные для стирки трикотажа.

Фланель

Мягкая с двухсторонним редким начесом хлопчатобумажная ткань. Она хорошо сохраняет тепло, очень мягкая на ощупь, благодаря чему широко используется для пошива детских изделий (пеленок, одежды) и женской одежды (халатов, сорочек). Кроме того, из нее шьют постельное белье, которое отлично согревает в холодное время года.

Хлопок

Хлопок является одной из самых лучших тканей, обладающей массой достоинств. Детскую одежду всегда изготавливают только из хлопка. Хлопок легко красится, способен обеспечить хорошую воздухопроницаемость, он мягкий и приятный к телу. Среди недостатков можно выделить несколько вещей: довольно легко мнется, не может удерживать тепло, а, значит, не подходит для зимней одежды, а также имеет свойства желтеть от света. Нецветной хлопок можно стирать в стиральной машине при температуре в 95 градусов, цветной - при 40. Для белого хлопка можно взять универсальный стиральный порошок, для цветных - специальный для стирки тонких тканей или без осветлителя. Сушка в сушильном устройстве стиральной машины может вызвать сильную усадку. Аппретированную хлопчатобумажную ткань после стирки, не выжимая, нужно вывесить сушиться, а затем прогладить утюгом в режиме «шерсть». Другие хлопчатобумажные, лучше гладить не до конца высохшими.

Шифон

Шелковистая ткань из натуральных или синтетических волокон. Шифон невесом и прозрачен, поэтому чаще всего из него шьются праздничные вещи легкого воздушного силуэта. Изделиям из шифона необходим бережный уход, так это достаточно тонкая и нежная ткань.

Шелк

Натуральный шелк всегда считался одним из самых благородных и дорогих материалов. Шелк обладает редким и уникальным для натуральных тканей свойством – терморегуляцией. Он способен поддерживать оптимальную температуру человеческого тела, меняя свои свойства в зависимости от времени года и внешнего воздействия погода. Летом он может обеспечить хорошую воздухопроницаемость, а зимой согреть. Кроме того уже давно доказано, что шелковое постельное белье обладает профилактическими свойствами против возникновения таких заболеваний, как артрит, ревматизм, кожные и сердечнососудистые заболевания. Шелк очень быстро испаряет влагу и сохнет, но сохраняет следы пятен на одежде, поэтому в обращении с ним нужно быть крайне аккуратным. Шелк считается очень легкой и воздушной тканью, но на самом деле это зависит исключительно от способа его изготовления. Есть несколько видов переплетения шелка, которые делают его либо легким, либо тяжелым. Высококачественный шёлк практически не мнется. При стирке любой шёлк сильно линяет, поэтому стирать его надо только вручную при 30 градусах и с мягким стиральным порошком. Вещь из шелка необходимо хорошо прополоскать сначала в теплой, затем в холодной воде. В последнюю воду для полоскания можно добавить немного уксуса, который освежит краски. Шёлк нельзя тереть, выжимать, выкручивать, а также сушить в сушильном устройстве. Влажные изделия осторожно заворачивают в ткань, слегка отжимают воду и вешают или раскладывают в горизонтальном положении. При утюжке вы должны выбрать на панели утюга соответствующий режим. Помните о том, что шелк нельзя сбрызгивать водой, от этого на нем могут появиться разводы.

Шерсть

Ткани, изготовленные из шерсти, являются основой для создания теплой зимней одежды. Шерсть прекрасно сохраняет тепло и может надежно защитить от замерзания даже при самых низких температурах. Одежда из шерсти практически не мнется и даже имеет свойство разглаживаться, если, например, шерстяная вещь долго провисела в шкафу на вешалке. Шерстяные ткани могут растягиваться, особенно под воздействием горячей воды. К достоинствам шерстяных тканей можно отнести еще и то, что из нее быстро выветриваются различного рода запахи: сигаретный дым, пот и так далее.
Стирать шерстяные вещи рекомендуется исключительно вручную и со специальными средствами. Температура воды при стирке не должна превышать 30 градусов. После стирки одежду из шерсти нельзя выкручивать или сушить в сушилке. Просто разложите вещь горизонтально на сушке.

Эластан

Эластан - это синтетическое полиуретановое волокно, главным свойством которого является растяжимость. Эластан является фантастически прочным, достаточно тонким и износостойким. Как правило, эластан используется в качестве дополнения к основным тканям, чтобы придать одежде определенные свойства. Вещи с небольшим процентом эластана лучше сидят на фигуре, они обтягивают, но после растяжения легко принимают свою первоначальную форму. Эластан довольно устойчив к различного рода внешним воздействиям. Одежда, в состав которой входит эластан, может прослужить довольно долго. Также несомненным достоинством вещей с эластаном является то, что они практически не мнутся.

Материаловедение , основы для низания), 3 час. Теория... учебных тем 2 года обучения Введение: материаловедение , техника безопасности (2 час.). Теория: Знакомство...

Практикум по дисциплине «Материаловедение и технологии конструкционных материалов» для специальностей 2701202. 65 «Промышленное и гражданское строительство»

Документ

Соответствии с рабочей программой курса “Материаловедение и технология конструкционных материалов” для специальностей... . Лахтин Ю. М., Леонтьев В. П. Материаловедение , - М.: Машино- строение, 1980. - 493 с. Материаловедение и технология металлов: Учеб...