Когда идёт речь о натуральных тканях, имеется в виду волокна, создаваемые без непосредственного участия человека (шёлк с помощью шелкопряда, шерсть различных животных). К химическим волокнам относятся волокна, создаваемые в заводских условиях из органических природных или синтетических полимеров и уже с участием человека. Первые называются искусственными, а вторые синтетическими. Вискоза относится к искусственным волокнам, ведь она природного происхождения, так как производится из древесины.
Вискоза – искусственное волокно, получаемое на основе целлюлозы, подвергнутой последовательному воздействию щелочи и уксусной кислоты. Название произошло от латинского слова viscosus – вязкий, так как после обработки щелочью волокно приобретает вязкость, тягучесть. Для изготовления волокна используются отходы деревообрабатывающей промышленности (кора, опилки и т.д.).
Вискоза – это действительно интересный материал, полученный из натурального сырья искусственным путем. В зависимости от обработки, вискозная ткань может быть похожа на шерсть, шелк или лен.
Поэтому из вискозы делают платья, блузки, футболки, майки, водолазки, постельное бельё, скатерти, шторы, и даже мочалки и различные впитывающие ткани. Вискоза используется и в автомобильном производстве, из неё изготавливают автомобильные покрышки высокого качества. Из вискозной нетканки делают чистящие салфетки, с помощью которых можно быстро и качественно очистить почти любые поверхности, не оставляя на них ворсинок. Для мытья посуды они тоже идеальны, так как при этом никакие моющиеся средства не требуются.
История ткани и технологии производства
В основном вырабатывают три вида вискозных волокна: текстильная нить, штапельные волокна и техническая нить.
Как возникло это волокно?
Идея создания искусственных волокон, подобных натуральному шёлку, высказывалась ещё в XVII – XVIIIвв. В XVII веке в Англии, где всерьёз занимались текстильной промышленностью, не раз проводились эксперименты с целью получения искусственных нитей, пытаясь заменить натуральный шёлк.
Экспериментировали не год и не два, а по меньшей мере около 200лет. В 1855 году Джорджу Аудемарсу удалось получить нить, используя смесь из клейкой мякоти древесной коры и резины, путём медленного погружения в неё иглы. Способ оказался не простым, так как требовал особых навыков и высокой точности.
Прошло ещё 30 лет. И в 1884 году француз Гильерде Шардоне выработал новую технологию получения вискозы. Этот способ снова оказался нежизнеспособен – его искусственное волокно легко воспламенялось.
В 1891 году изобретателями искусственного волокна стали английские химики Ч. Кросс, Э.Джон и К. Бидл. Они усовершенствовали процесс создания вискозы. Производством вискозы занялись с 1892 года, первоначально в Англии, а затем и в других странах.
На сегодняшний день вискозные волокна получают из древесной целлюлозы. На комбинатах древесина измельчается до состояния щепы, затем отваривается в растворе щелочи. Так получается целлюлозная масса. Так как масса серого цвета, её отбеливают и прессуют в картонные листы, которые отправляют на изготовление вискозной нити.
Сам процесс получения вискозного волокна состоит из четырех стадий:
получение из целлюлозы прядильного раствора;
формование нити;
отделка;
сушка.
Вискозная ткань мягкая и лёгкая, хорошо драпируется. Материал достаточно высокой гигроскопичности, способен впитать много влаги, по сравнению с хлопком вискозная ткань впитывает влагу в два раза больше. Ткань прекрасно окрашивается в самые разнообразные яркие оттенки.
Чистая вискоза достаточно капризная ткань – она, намокая, усаживается и утрачивает прочность на разрыв. Поэтому с того момента, когда её впервые получили, химики постоянно работают над тем, чтобы получить нужные качества. И это им удаётся.
Если в ткань добавить специальные укрепляющие волокна, то при увлажнении, она становится достаточно прочной.
Изменяя содержание матирующих элементов в волокне, можно получать различный шёлковый блеск.
Добавляя в вискозу натуральные волокна, получают такую ткань, как штапель. Штапель – ткань, которую очень любили наши бабушки. Она стала известна в начале ХХ-го века, но получила распространение лишь в середине столетия. Особенно она была любима в России.
Ткань необычайно мягкая, шелковистая, с разнообразной окраской и принтами. Название своё получила от немецкого слова – Stapel, что означало – «штабель», то есть правильно сложенный в ряд, в данном случае это говорится о ряде волокон. Штапель, однако, имел те недостатки вискозы, о которых только что упоминали – усадка при стирке, да и помяться эта ткань могла весьма некстати. Дешевизна сделала штапель в те годы одной из популярных тканей, хотя при покупке надо была брать метраж в 1,5 раза больше, чем требовалось.
Читайте также: Прочность ткани из льна
Есть льновискозные ткани. Они шелковисты и очень красивы, великолепно драпируются. Эти ткани вырабатываются с содержанием вискозных нитей и из льняной пряжи с добавлением капроновых, лавсановых волокон.
Интересные ткани типа жаккардовых, полученные с применением вискозы и синтетической нити. Рисунок на них создаётся путём выжигания вискозных нитей методом вытравливания кислотой. Согласно рисунку вискозные волокна уничтожаются, и остаётся лишь тонкая сетка из синтетических нитей, на остальных участках эта сетка закрыта настилом из вискозных нитей.
Уход за изделиями из ткани вискоза
Вискозным изделиям противопоказана машинная стирка и отжим, агрессивные моющие средства, выкручивание и глажка горячим утюгом с отпаривателем (могут быть пятна от брызг и пара).
Изделиям из вискозы подходит только ручная или машинная стирка на деликатном режиме с самыми щадящими моющими средствами. Так как вискоза часто изготавливается в сочетании с разными волокнами, что меняет условия ухода, перед стиркой нужно изучить ярлычок на изделиях. Гладить нужно также осторожно, используя режим «шелк» и через влажную ткань.
Несомненным достоинством вискозной ткани является ее происхождение из натуральных природных ресурсов, а потому она не вызывает аллергию, хорошо впитывает влагу, и тело в изделиях из вискозы легко и свободно «дышит». Утилизация вискозы не представляет опасности для внешней среды.
Вискоза: что за ткань, состав, свойства, достоинства и недостатки
Вискоза – это искусственная ткань из натурального сырья, целлюлозы. Впервые ее стали производить в конце 19 века. С тех пор материал пользуется стабильной популярностью. В последние десятилетия объемы производства вискозы в России не увеличиваются из-за высокой стоимости работ по превращению отходов в экологически безвредные смеси. Новые технологические решения, уменьшающие вредность побочных продуктов, позволяют надеяться на расширение объемов производства вискозных материалов. В статье рассмотрены состав и свойства, а также области применения вискозы.
Из чего и как делают вискозные волокна
Трудно себе представить, как можно из древесины сделать мягкую удобную ткань. Процесс этот многостадийный.
- Вначале измельченную целлюлозу вываривают в котлах вместе с гидросульфитной солью кальция.
- Из полученной массы удаляют воду до содержания 6-8%. Затем для удаления примесей обрабатывают при умеренном нагревании (45°С) раствором гидроксида натрия – щелочи. Так получается щелочная целлюлоза.
- Массу выдерживают для предварительного созревания, при котором уменьшается молекулярный вес исходной целлюлозы древесины.
- На следующем этапе проводят обработку Волокна вискозы
сырья сероуглеродом. В результате получают продукт со сложным названием «ксантогенат». После добавления в смесь раствора щелочи и тщательного перемешивания образуется раствор вискозы с содержанием воды 86%.
Этот метод традиционный. Существуют более совершенные технологии, которые пока внедрены не повсеместно.
Строение и свойства вискозных волокон
Длина, толщина полученных волокон может варьироваться в зависимости от перспектив использования. В поперечном сечении они выглядят как неправильный ребристый круг. Снаружи имеют вид гладкой блестящей трубочки с легкими штрихами по всей длине.
Свойства волокон принято рассматривать в трех аспектах.
- Физические характеристики: теплостойкость, гигроскопичность, устойчивость к действию света, способность к набуханию у вискозы отличные.
- Химическая устойчивость характеризуется специалистами как средняя.
- Механические характеристики: способность к истиранию, прочность имеют не самые высокие показатели. Во влажном состоянии прочность еще больше уменьшается — на 60%.
Для производства одежды, домашнего текстиля используют тонкие вискозные нити. Из ниток штапельной длины делают трикотаж, нетканые материалы, кружева. Существует техническая вискозная ткань, которую называют кордовой. Ее делают из толстых нитей вискозы, переплетая их с хлопковыми.
Виды вискозных тканей, их свойства
Большая востребованность вискозных текстильных полотен обусловлена совокупностью свойств.
- Материал вызывает приятные тактильные ощущения.
- Ткань термолабильна, летом воспринимается как прохладная, зимой – как комфортно теплая.
- Хорошие сорбционные качества нитей позволяют легко фиксироваться частичкам красителя. Ткани легко и прочно окрашиваются, имеют красивый внешний вид.
- Вискоза очень легкая, абсолютно не создает ощущения тяжести на теле.
- Гигроскопические качества обеспечивают приятное чувство в любой климатической зоне.
- Хорошая проницаемость для молекул воздуха позволяет телу «дышать» под покровом ткани.
- Материал не образует статического электричества.
- Полотна красиво драпируются, имеют блестящую поверхность, удовлетворяют требованиям взыскательных эстетов.
Читайте также: Мягкое кресло качалка с выдвигающейся подножкой в ткани
Вискоза удобна в носке и легка в уходе
Недостатки тканей условны. Часто указывают на маленькую прочность во влажном состоянии. При этом материал прекрасно стирается, высушивается без всяких повреждений целостности. Отмечают, что ткань тянется. Это бывает с полотнами, в которые добавлены полиэфиры. В определенных изделиях такие качества могут стать достоинством.
Вискозные материалы выпускаются в разных видах, похожих на шелк, лен, шерсть, хлопок.
- Обретает популярность ткань тенсел (лиоцелл), сделанная из целлюлозы по упрощенной запатентованной технологии. Материал с улучшенными прочностными свойствами имеет еще множество названий-синонимов. Из-за необходимости оплаты владельцам патента лицензии продукт стоит дороже обычной вискозы.
- Из целлюлозы различного происхождения по технологии, отличающейся от традиционной, производят ткань модал. Материал гораздо легче обычной вискозы, легко и прочно окрашивается.
- Смесовая продукция с добавлением эластана характеризуется дополнительной упругостью, уместной в спортивной, женской одежде.
- При сочетании с полиэфирными волокнами получают ткань «масло», которая красиво облегает в изделиях женскую фигуру.
- Новая модификация технологии позволила получить полинозное и высокомодульное волокно (сиблон) с улучшенными механическими и физическими свойствами.
- Смесовые ткани, содержащие вискозу и хлопок или полиэфиры, применяют для изготовления подкладочных материалов.
На современном отечественном рынке преобладает импортная вискоза. Много продукции поставляет Китай. Развивает этот сегмент легкой промышленности Узбекистан. В совокупности с отечественной продукцией потребителю предлагаются вискозные материалы разнообразного вида и качества, отличающиеся по стоимости.
ВИСКОЗА И ЛИОЦЕЛЛ: ДВА ВОПЛОЩЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ
Кандидат технических наук С. ГУБИНА, кандидат технических наук В. СТОКОЗЕНКО (Институт химии растворов РАН, г. Иваново).
Середина XX века стала периодом триумфального пришествия химических волокон. Благодаря высокой механической прочности, химической стойкости и другим замечательным свойствам они быстро нашли множество технических применений в самых разных отраслях промышленности. В обычной жизни немнущиеся и не подвергающиеся усадке синтетические ткани заметно потеснили традиционные хлопок, лен, шелк и шерсть. На завоевание и освоение мирового текстильного рынка химическим волокнам потребовалось всего 50 лет. За это время потребление натуральных волокон снизилось в 2,2 раза, а химических — возросло в 53,5 раза.
Однако на рубеже XX и XXI веков над производством химических волокон стали «сгущаться тучи». Это связано с увеличением спроса на углеводородное сырье в качестве энергоносителя, ростом цен на него, тревожными прогнозами об истощении нефтяных запасов, а также с экологическими проблемами производства. Поэтому вновь возник интерес к получению химических волокон из возобновляемого, достаточно дешевого и доступного природного сырья, и в первую очередь из целлюлозы.
Целлюлоза _- природный полимер, макромолекулы которого представляют собой цепочки соединенных вместе звеньев — молекул глюкозы. Из целлюлозы построены клеточные стенки всех растений. Волокна семян хлопчатника содержат 95-98% целлюлозы, стебли льна, джута и других лубяных растений — 60-85%, древесина — до 40-55%.
Первооткрывателем целлюлозы стал французский химик Ансельм Пайен. Произошло это в 1838 году. Чтобы выяснить, из каких компонентов состоит древесина, Пайен обработал образцы древесины разных пород азотной кислотой и во всех случаях получил волокнистое вещество с формулой C 6 H 10 O 5 , аналогичное веществу хлопковых волокон.
Перспектива создать из древесины искусственное волокно выглядела очень заманчивой. Но для этого требовалось перевести целлюлозу в пригодную для вытяжки волокна форму. Поскольку в обычных растворителях природная целлюлоза нерастворима, ее сначала надо было химически модифицировать. К концу XIX века усилия химиков увенчались успехом: они научились получать вискозу (вязкий раствор модифициро ванной целлюлозы) и вытягивать из нее вискозное волокно.
Производство вискозного волокна — сложный многооперационный процесс, состоящий из нескольких стадий. Сначала целлюлозу древесины хвойных пород обрабатывают концентрированным раствором щелочи (стадия мерсеризации). Полученную щелочную целлюлозу измельчают, а затем выдерживают в течение нескольких часов, чтобы длинные макромолекулы целлюлозы частично окислились на воздухе и распались на более короткие цепочки. На следующем этапе щелочную целлюлозу обрабатывают сероуглеродом СS 2 . В результате этой реакции образуется ксантогенат целлюлозы — продукт, который растворяется в разбавленной щелочи. Процесс растворения при температуре 10-12 о С занимает несколько часов. В итоге получается вязкий гель — вискоза. Гель фильтруют, очищая от механических примесей, и удаляют пузырьки воздуха. Лишь после этого из вискозы можно получать волокна, пригодные для переработки в пряжу, или длинные мононити для технических целей.
Читайте также: Виды тканей атлас органза
Вискозные волокна и нити применяют в производстве текстильных материалов как в чистом виде, так и в смесках с хлопком, полиэфирными и шерстяными волокнами. Крученые вискозные нити большой прочности активно используют в технических целях — при изготовлении корда для автомобильных шин и транспортерных лент. Но с появлением полиэфирных технических нитей, имеющих более высокие физико-механические свойства, применение для этих целей вискозы значительно сократилось.
Главный недостаток, во многом определяющий спад производства вискозных волокон, — экологически грязная технология, основанная на применении сероуглерода. При разложении ксантогената помимо сероуглерода в значительном количестве выделяется ядовитый газ сероводород. Для создания нормальных санитарно-гигиенических условий машины для получения волокон герметизируют, производственные помещения оснащают мощными системами вентиляции и улавливания вредных газов, остатки которых выбрасываются в атмосферу через трубы высотой до 120 м. Производство вискозного волокна требует большого расхода электроэнергии и химических материалов (более 1,5 кг на 1 кг волокна).
Однако прекрасный потребительский вид (шелковистость, яркость и прочность окраски) и невысокая стоимость изделий обеспечивают им популярность. Поэтому перед химиками встала задача разработки экологически безопасной и экономичной промышленной технологии получения целлюлозных волокон нового поколения. И эта задача была успешно выполнена.
Найти новое решение проблемы растворения и переработки целлюлозы удалось в 90-х годах прошлого века. Альтернативой вискозному производству стал технологический процесс прямого растворения древесной целлюлозы (без химической модификации) в сильно полярном органическом растворителе — N-метилморфолин-N-оксиде (NММО). Экологическая чистота процесса обусловлена тем, что этот растворитель практически полностью регенерируется и не образует вредных продуктов распада. На рынке текстильных материалов такие волокна получили название «лиоцелл». Процесс их производства экономичен, так как включает гораздо меньше стадий, чем вискозный процесс. Общими для выработки волокон лиоцелла и вискозы остались только исходное сырье и химический состав получаемых волокон.
В отличие от вискозной технологии, основанной на химических реакциях целлюлозы с щелочью и сероуглеродом, растворение целлюлозы в NММО — прямой, чисто физический процесс. Остальные стадии получения лиоцелла: формование, коагуляция, сушка — также имеют физическую природу. Эта технология позволяет сократить расход химических материалов в сотни раз в сравнении с производством вискозы. Относительно простой способ получения формовочных растворов, высокоскоростной процесс формования волокна обеспечивают высокую производительность. Ткани и изделия из лиоцелла хорошо окрашиваются, не усаживают ся при стирке, они приятные и мягкие на ощупь, внешне напоминают хлопок.
Прочность и упругость волокон лиоцелла как в сухом, так и в мокром состоянии выше, чем вискозных, а усадка при стирке меньше. Такие разительные отличия в свойствах во многом обусловлены тем, что технология производства лиоцелла не приводит к значительному уменьшению длины макромолекул целлюлозы. При растворении целлюлозы в NММО степень полимеризации (число элементарных звеньев в макромолекуле) снижается всего на 10-15%, тогда как вискозу подвергают специальной обработке, чтобы снизить степень полимеризации с 1000-1200 единиц в исходном сырье до 350-550 в готовом продукте. Волокно лиоцелл отличается более высоким содержанием кристаллических зон. Степень кристалличности лиоцелла составляет 50-60% против 40% у вискозы, кристаллиты имеют вытянутую форму и четкую ориентацию вдоль оси волокна, а сами волокна однородны в поперечном срезе.
Недостаток многих химических и искусственных волокон, включая лиоцелл, — повышенная склонность к фибриллизации, то есть к появлению на поверхности волокна многочисленных ворсинок, подобных заусеницам. Из-за фибриллизации на поверхности изделий из химических волокон в процессе носки образуются многочисленные закатанные шарики (пиллинг-эффект), что существенно ухудшает внешний вид вещей. Однако и недостаток можно превратить в достоинство. Технологи и дизайнеры использовали фибриллизацию для получения на тканях эффекта «персиковой кожицы» — бархатистой текстуры, внешне напоминающей замшу, которая образуется после мягкой и равномерной механической обработки поверхности окрашенных текстильных полотен специальными абразивами.
Промышленное производство лиоцелла началось в 1992 году с 18 тыс. тонн, а в 2003 году объем выпуска волокна в мире достиг уже 135 тыс. тонн, увеличившись в 7,5 раза. Тенденция бурного роста производства лиоцелла сохраняется. Разработка и промышленное освоение технологий получения новых волокнообразующих полимеров — приоритет индустриально развитых государств: США, стран ЕС, Китая, Японии, Израиля, имеющих большой промышленный и научный капитал. Россия, несмотря на огромные запасы сырья для такого производства, увы, пока отстает в этой области.
- Свежие записи
- Балкон в многоквартирном доме: является ли он общедомовым имуществом?
- Штраф за остекление балкона в 2022: что это и как избежать наказания
- Штраф за мусор с балкона: сколько заплатить за выбрасывание окурков
- Оформление балконного окна: выбираем шторы из органзы
- Как выбрать идеальные шторы для маленькой кухни с балконом