Хлопковое волокно: его свойства и классификация (стр. 2 из 4)

Отделение волокон от семян осуществляется на машине, называемой волокноотделителем (или джином).

При повышенной засоренности волокна требуется дополнительная очистка на чистителях с барабанами и колосниковыми решетками. Далее волокно прессуется в кипы массой 150 – 200 кг при плотности спрессованного волокна в кипе 0,5 – 0,7 г/см³.

На семенах после волокноотделения остаются короткие волокна (пух и подпушек), которые снимаются повторной обработкой семян в несколько приемов на специальных машинах, называемых пухоотделителями, или линтерами. Масса этих волокон составляет 5 – 8 % массы сырца.

Хлопковое волокно перерабатывают в пряжу, из которой вырабатывают ткани, трикотажные и нетканые полотна, швейные нитки, гардинно-тюлевые и галантерейные изделия (тесьму, кружева и др.), шнуры, веревки, канаты и др. Из хлопкового пуха получают эфиры целлюлозы, используемые для выработки искусственных волокон (ацетатного, триацетатного), целлюлозу, для получения медно-аммиачного волокна, пленок, пластмасс и т.п.

СВОЙСТВА ХЛОПКОВОГО ВОЛОКНА

ЗНАЧЕНИЕ СВОЙСТВ ХЛОПКА ДЛЯ КАЧЕСТВА ПРЯЖИ

Хлопок обладает следующими свойствами: цвет или окраска, влажность, засоренность посторонними примесями наличие пороков или дефектов естественных, и дефектов от обработки, степень зрелости волокна, извитость, длина волокна, тонина волокна, крепость, растяжимость, ровность, плотность, блеск и шелковистость.

Но все эти качества или свойства имеют неодинаковое значение для прядения, в то время как некоторые имеют значение только для прядения пряжи (сорность, влажность), другие свойства имеют большое значение для крепости пряжи и для прядильной способности (длина, тонина).

Крепость пряжи мало зависит от крепости волокна, но в гораздо большей степени она зависит от длины волокна и его тонины, а также от целого ряда других свойств: извитости, растяжимости, а также от структуры пряжи.

Различные опыты показали, что при разрыве пряжи рвутся не все волокна, а от 40 до 60% волокон растаскиваются; вот почему для крепости пряжи не столько важна крепость волокна, сколько те его свойства, которые увеличивают трение между волокнами. Если волокна будут иметь большую длину, то трение между ними будет больше, точно так же, если волокна будут тоньше, а, следовательно, больше будет и поверхность их соприкосновения, т.е. трение между ними будет больше.

Процент использования крепости волокна в хлопчатобумажной пряже колеблется от 26 до 46,5%, т.е. крепость пряжи всегда меньше суммы крепостей волокон, ее составляющих.

Если, например, в поперечном сечении хлопчатобумажной пряжи имеется 100 волокон, если крепость волокна 6 г, а крепость пряжи 200 г, то процент использования крепости волокна будет равен:

Опыты показали, что хлопки более толстые имеют большую силу сцепления, и также, что хлопки с равномерной извитостью имеют большую силу сцепления, чем с неравномерной извитостью.

ДЛИНА ВОЛОКНА

Методы определения длины волокна.

Самый примитивный, но в то же время довольно распространенный метод измерения длины волокна – это непосредственное измерение линейкой штапеля, вытащенного из клочка хлопка руками. Этот метод измерения длины быстрый, но неточный. Результат зависит от навыков и умения испытателей. Кроме того, длина штапеля зависит и от влажности хлопка, так как сухие волокна более извиты и короче, тогда как влажные – всегда прямее и длиннее.

Существуют более точные методы для измерения длины волокна, но они более кропотливые; они применяются в лабораториях. Это измерения на различных приборах.

Здесь я привожу метод, предложенный американским физиком Чандлером. По этому методу из хлопкового штапеля делают вырезки длиной 10 мм, а потом взвешивают и эти вырезки, и эти штапели. Тогда среднюю длину штапеля можно найти по весовому соотношению:

, где

L – средняя длина волокна

l – длина вырезки, равная 10 мм

G – вес всего штапеля

q – вес вырезки.

Этот метод получил название весового.

Также длину волокна можно определить с помощью штапельных диаграмм, диаграмм частот и другими методами.

Длина волокна разных хлопков

По длине штапеля все хлопки подразделяются на коротковолосые (до 19 мм), средневолосые (19 – 31 мм) и длинноволосые (более 31 мм).

Длина островного хлопка колеблется от 40 до 60 мм, нижне-египетского – от 35 до 45 мм, верхне-египетского – от 34 до 38 мм, нагорного – от 25 до 32 мм, индийского, персидского – от 12 до 24 мм.

ЗРЕЛОСТЬ ХЛОПКОВОГО ВОЛОКНА

Развитие хлопкового волокна и его структура

Рост и развитие волокна начинается сразу же после оплодотворения цветка, когда начинает развиваться завязь. За первые 25 – 30 дней происходит рост волокна в длину, а потом начинается заполнение трубочки клетчаткой. Весь период развития занимает около 60 дней.

Отложение клетчатки идет слоями: каждый день, по наблюдениям ботаников, откладывается один слой. Зрелыми волокнами называются те, у которых клетчатки отложилось много. С возрастом волокна увеличивается толщина его стенок.

Толщина стенок волокна для различных возрастов

Возраст волокна в днях после цветения	23	28	33	38	43	68
Толщина стенки волокна, мкм	0,92	2,33	3,73	3,99	4,94	6,34

Методы для определения степени зрелости волокна

Ранее методика определения зрелости волокна состояла в том, что, рассматривая волокно под микроскопом, его по наружному виду относили к различным степеням зрелости: нулевая зрелость – самое зрелое волокно, мало извитое, затем 1-ая, 2-ая, 3-ья, 4-ая, 5-ая степень означала совсем незрелое или мертвое волокно, мало извитое и прозрачное.

Зрелость волокна выражается через коэффициент зрелости, то есть соотношение диаметров волокна и канала; это соотношение колеблется от 1,05 у незрелого волокна до 5 у самого зрелого.

Зависимость между зрелостью волокна и его тониной

У разных сортов среднеазиатского хлопка тонина волокна изменяется вместе со зрелостью, как это видно из следующей таблицы:

Кокандский хлопок		Андижанский хлопок
Метрический номер волокна	Коэффициент зрелости	Метрический номер волокна	Коэффициент зрелости
4860	2,31	4500	2,4
5050	2,49	4700	2,54
5550	2,93	4800	2,76
5650	3,00	5700	2,86
6900	3,65	5800	2,96

Из этой таблицы ясно видно, что менее зрелые волокна тоньше, а это имеет очень большое значение для крепости пряжи. Хлопок очень зрелый толст, мало извит, хлопок незрелый – слаб и тоже мало извит, следовательно, для крепости пряжи необходима зрелость, но небольшая.

ТОНИНА ВОЛОКНА

Методы определения

Обычно под тониной волокна подразумевают поперечник волокна, который виден под микроскопом.

Такое определение верно лишь для тех волокон, у которых форма поперечного сечения близка к кругу, как, например, у натурального шелка.

Для волокон же с некруглым поперечным сечением тониной следует назвать диаметр круга, площадь которого равна площади поперечного сечения волокна.

Самый примитивный метод определения тонины волокна – это оценка его руками на ощупь.

Общепринятый метод определения тонины волокна – это измерение под микроскопом, снабженным окулярным микрометром. Результаты измерения выражаются в микронах. Но при таком измерении хлопка получается не тонина, а ширина хлопка.

Самым удобным методом определения тонина волокна считается метод взвешивания, посредством которого определяется метрический номер волокна. Этот метод заключается в следующем: под микроскопом считают количество волокон в пучке, затем из этого параллелизованного пучка делают вырезку заданной длины, эту вырезку взвешивают и определяют метрический номер волокна по формуле:

, где

l – длина вырезанного отрезка

n – число волокон в пучке

G – вес вырезанного отрезка

Площадь поперечного сечения находится по формуле:

мкм

Влияние тонины волокна на прядильную способность

Увеличение тонины волокна (а, соответственно, повышение метрического номера) повышает прядильную способность.

Зависимость между длиной и тониной

Произведение длины на тонину есть величина более или менее постоянная, хотя распределение сетчатки изменяется в зависимости от семян, климата, почвы, но пределы колебаний этих констант не очень велики.

Тонина и длина хлопка связываются в следующую формулу:

, где

D – диаметр волокна в стотысячных долях дюйма

L – длина волокна в дюймах

a, b, c - коэффициенты, зависящие от культуры семян.

Чем длиннее волокно, тем меньше его диаметр.

ИЗВИТОСТЬ

Когда коробочка лопается, волокна соприкасаются с воздухом, сильно высыхают, стенки волокна спадаются, причем волокно закручивается вокруг своей оси. Закрученность изменяется по своему направлению, она идет то влево, то вправо. Число завитков или поворотов ленточки называют извитостью. Извитость определяется путем подсчета числа завитков под микроскопом.