1. Урок 1. Матеріали хімічного походжен-
ня (штучні) та їх властивості
Конструкційні матеріали та їх вибір
Ви вже знаєте, що виготовлення будь – яких виробів не можливе
без конструкційних матеріалів та знань про їх властивості.
Конструкційні матеріали виготовлені з сировини природного
походження (деревини, металів, тканини тощо) можуть псувати-
ся та ушкоджуватись. Це може відбуватися під дією природних
факторів: коливань вологи, зміни температур, під впливом соняч-
ного проміння або під дією великого тиску чи навантаження. Тому
конструктори шукають шляхи покращення якостей таких конс-
трукційних матеріалів: деревину фарбують або лакують (мал.1),
метал покривають захисними плівками (мал. 2), при виготовленні
скла, щоб зробити його міцнішим, використовують металевий сіт-
ковий каркас (мал. 3).
Мал.1. Фарбування та лакування дерев҆ яних поверхонь
Мал. 2. Нанесення захисної плівки на металеві поверхні
Мал. 3. Скло укріплене металевою сіткою
2. Властивості тканин можна покращити, якщо наприклад, просо-
чувати спеціальними хімічними розчинами, щоб додати міцності
або стійкості до води, вітру, сонця. З таких тканин виготовляють
одяг для операторів АЗС. Їх костюми виготовлені з бензо-, водос-
тійких тканин. А спецодяг пожежників виготовляють з тканин,
стійких до великих температур та вогню. Сучасний верхній одяг
(куртки, пуховики, анораки тощо) виготовлені з тканин, які не
пропускають повітря.
Матеріали хімічного походження (штучні, синтетичні). Їх
переваги і недоліки у порівнянні з натуральними
матеріалами
В результаті збільшення людства зростають потреби населення
в тканинах і гострою проблемою стає нестача волокнистих ма-
теріалів. Людство не має можливості задовольнити ці потреби
шляхом розширення площ для промислового вирощування воло-
кон та пасовищ для тварин. Тому виникла потреба в отриманні
волокон хімічним способом.
Виготовлення хімічних волокон відбувається двома шляхами.
1. До сировини рослинного, тваринного або мінерального похо-
дження: деревини, відходів бавовни та інш. додають хімічні речо-
вини. Таких волокон в природі в готовому вигляді не існує. Вони
називаються штучними.
2. Початковою сировиною для виробництва синтетичних во-
локон слугують природний газ, продукти переробки кам҆ яного ву-
гілля та нафти. В результаті хімічних реакцій та синтезу відбува-
ється перетворення низькомолекулярних речовин у високомоле-
кулярні з҆єднання.
Волокна, які одержують переробкою природних матеріалів, на-
зивають штучними, а ті, що одержують із синтезованих полімерів
- синтетичними.
Штучні і синтетичні волокна поєднуються в одну групу хіміч-
них волокон, тому що при одержанні тих і інших використовують
хімічні методи.
Класифікація текстильних волокон
3. Із штучних видів волокон найбільше виробляють віскозні та
ацетатні (ацетат, триацетат).
Віскозне волокно за властивостями схоже на бавовняне. Воно
має пухку структуру, а за зовнішнім виглядом нагадує шовк – си-
рець (мал.4а). Тканини виготовлені з віскози достатньо міцні
(мал.4б), мають сильну зминальність, але добре піддаються прасу-
ванню.
а б
Мал. 4. Вигляд а – волокна віскози, б – тканин виготовлених із
віскозного волокна
Схема
Переваги та недоліки віскози
4. Сучасна промисловість має можливість моделювати волокно:
змінювати блиск, товщину волокон, надаючи їм скрученості. В ре-
зультаті віскозній тканині можна надати вигляду шовку, бавовни
або вовни. Застосовуючи потовщення віскозної нитки, можна оде-
ржати імітацію льняного волокна.
Горять волокна віскози як льняні або бавовняні: швидко, рівно,
яскравим полум’ям. В результаті горіння виникає запах горілого
паперу та залишається попіл світло-сірого кольору.
Віскозу в чистому вигляді і в поєднанні з іншими волокнами або
нитками використовують для виготовлення підкладочних, платтє-
вих, сорочечних, білизняних, декоративних тканин та трикотаж-
ного полотна, панчішно-шкарпеткових, текстильно-галантерейних
виробів (стрічки, тасьма, краватки).
Ацетатне волокно м'яке, легке, тонке, пружне, блискуче, тому
тканини з ацетатного шовку за зовнішнім виглядом нагадують
натуральний шовк, мають блискучу поверхню (мал.5).
Мал.5. Яскравий ацетатний шовк
Схема
Переваги
віскози
Віскозні
тканини дуже
міцні
Добре
піддаються
прасуванню
Висока
гігроскопічність
Недоліки
віскози
Тканини
виготовлені з
віскози мають
високу
зминальність
Різкий блиск
5. Переваги та недоліки ацетатного волокна
Ацетатні та триацетатні волокна горять швидко, згортаються в
невеликі сірі кульки, які пахнуть оцтом. При винесенні нитки з
полум’я горіння зупиняється.
В даний час випуск ацетатних волокон і ниток різко скоротився
через малий споживчий попит. Тканини з ацетатних волокон і до-
сі використовують для пошиття жіночих суконь, блуз, літніх кос-
тюмів.
При температурі вище 85 градусів ацетатні тканини втрачають
блиск, а вже при 140 градусах руйнуються – плавляться. Тому не-
обхідно бути уважним при прасуванні: вироби рекомендують пра-
сувати вологими виворотної стороні.
Волокна ацетату розчиняються в ацетоні, тому, в разі видален-
ня плям, ацетатні тканини не можна чистити цією речовиною або
сумішами, в яких вона є.
Внаслідок того, що тканини із вмістом ацетату в процесі носіння
електризуються, необхідно користуватися спеціальними антиста-
тичними засобами обробки (мал. 6).
Переваги
Тканини з
ацетатного волокна
швидко висихають
Ацетатне волокно
не піддається діям
цвілі
Тканини з
ацетатного волокна
мають низьку
зминальність
Тканини з
ацетатного волокна
міцні в мокрому
стані
Недоліки
Низька
гігроскопічність
Тканини з
ацетатного волокна
мають високу
обсипальність
Тканини з
ацетатного волокна
електризуються
6. а б
Мал. 6. Антистатичні засоби догляду за одягом: а- кондиціонер, б -
спрей
Способи отримання штучних і синтетичних волокон та
тканин
Процес виробництва хімічних волокон включає три етапи:
1. Приготування прядильного розчину.
2. Формування волокна.
3. Обробка волокна.
I етап. Приготування прядильного розчину
Виробництво всіх хімічних волокон починається з приготування
прядильної суміші у вигляді в'язкої рідини. Таку рідину очища-
ють багаторазовим фільтруванням і видаляють тверді частинки й
бульбашки повітря.
II етап. Формування волокон та ниток
Щоб сформувати волокно, за допомогою спеціального дозуючого
устрою та насосів розчин полімеру по спеціальному трубопроводу
подається в прядильні машини до филь’єр.
Филь’єра - це невелика за розміром посудина часто циліндри-
чної форми з міцного теплостійкого і хімічностійкого матеріа-
лу з пласким дном, у якому велика кількість (інколи більше 100
тис.) маленьких отворів. Отвори можуть бути діаметром від
0,04 до 1,0 мм. та мати різну форму (мал. 13).
7. а б
Мал. 13. А - Продавлення прядильної суміші через філь’єри, б –
форми отворів філь’єр
При формуванні волокна з розчину полімеру мокрим способом
тонкі струмені з отворів филь’єри потрапляють в спеціальні ван-
ни, де затвердівають у вигляді тонких волокон (елементарних ни-
ток) під впливом інших хімічних речовин.
Можуть вони також затвердівати під дією гарячого повітря, цей
спосіб виробництва волокна називається сухим.
Далі волокна з однієї філь’єри на прядильних машинах
з’єднуються в одну загальну нитку.
III етап. Обробка волокна
Нитки складають у пучки чи джгути, промивають, піддають
спеціальній обробці та висушують. Після цього вони проходять
крутку та термічну обробку для закріплення крутки. Деякі волок-
на вибілюють та фарбують, обробляють розчином лугу для надан-
ня м’якості. Готові нитки намотують на бобіни.
8. Це цікаво
Властивість синтетичних тканин плавитись під дією висо-
ких температур рукодільниці почали використовувати в тако-
му виді мистецтва – гільоширування. Це достатньо молодий вид
рукоділля, який являє собою техніку випалювання по тканині.
Ця техніка з’явилась у 80-х роках минулого сторіччя. Викону-
ється вона за допомогою спеціального апарату (мал.. 14). Най-
частіше рукодільниці випалюють по синтетичним тканинам
тому, що тканина повинна плавитися, але не горіти.
Мал. 14 Випалювання по тканині
Вплив матеріалів хімічного походження на здоров’я лю-
дини і навколишнє середовище
Виробництво хімічних волокон впливає на розвиток текстильної
промисловості – значно розширюється асортимент тканин, покра-
щуються їх властивості, створюються нові види тканин за рахунок
змішування різних волокон. У світі виробництво тканин з хіміч-
них волокон постійно зростає. Це викликано тим, що:
багато хімічних волокон за своїми фізико – механічними та
гігієнічними властивостями схожі з натуральними, а часом і кра-
щі;
волокна можна одержати із заданими покращеними власти-
востями;
витрати на виробництво хімічних волокон значно нижчі, ніж
для виробництва натуральних.
При певних умовах синтетичні матеріали можна з’єднувати не
тільки нитяними швами, а й способом зварювання за допомогою
струму високої частоти або ультразвуку. Зварювання повністю ви-
ключає із процесу швейні нитки, покращує якість з’єднання, а та-
кож дозволяє урізноманітнювати асортимент одягу.
В той же час, практична діяльність людини ввійшла в значну
суперечку з довкіллям. Хімічна промисловість, до якої відносить-
ся і виробництво хімічних волокон, займає четверте місце серед
галузей, що найбільше забруднюють світ. Відходи виробництва
синтетичних волокон протягом років складають мільйони тон, які
забруднюють природне середовище.
Негативним може бути не лише вплив виробництва хімічних
волокон на природу, а й вплив самих хімічних тканин на організм
9. людини. Синтетичні тканини не «дихають»: в процесі руху тіло
нагрівається, порушується нормальний теплообмін, збільшується
потовиділення. Волога, яка виділяється тілом, не випаровується,
затримується між тілом і одягом, що шкодить організму, з҆ явля-
ється відчуття дискомфорту.
Необхідно пам’ятати, що людям, які страждають алергією та
захворюваннями шкіри краще уникати носити одяг з синтетичних
тканин. Особливої уваги вимагає добір волокнистого складу тка-
нин, з яких виготовляють вироби для немовлят і дітей.
