Що таке волокна? Види і властивості волокон

Що таке волокна? Це тонкі нитки, довжина яких, як мінімум, в сто разів більше ширини. Вони можуть виникати як природним шляхом, так і можуть бути отримані штучно. Ця одиниця матерії характеризується такими властивостями, як згуртованість, еластичність, гнучкість, тонкість, і однорідність. Так які існують волокна? Перш за все, вони поділяються на натуральні (природні) і штучні.

Що таке волокна натурального походження

Це всі волокна, які відбуваються з природних джерел, з них може формуватися рослинна тканина, мінеральна речовина або текстиль. Такі волокна є біорозкладаним і поновлюваним ресурсом. Вони легко доступні з природних матеріалів і, як правило, мають нижчу вартість за одиницю об’єму. Ці волокна класифікуються за походженням:

  • Рослинні — одним з основних компонентів таких ниток є целюлоза, яка використовується при виробництві паперу і тканини. Вона міститься в бавовні, льон і коноплі. Харчові волокна (клітковина) містяться в харчових рослинних продуктах, таких як злаки, фрукти, овочі, горіхи. Це той тип вуглеводів, який не засвоюється ферментами нашого організму. Клітковина допомагає підтримувати здоров’я кишечника і знизити ризик захворювань, таких як діабет, рак кишечника і ішемічна хвороба серця.
  • Тваринні волокна, які складаються в основному з білка. Вони включають шовкове волокно з шовкопрядів, хутряне волокно (наприклад, з овечої вовни), ліпфьюжн волокно (вилучене з шкур тварин), хітин (витягнутий з ракоподібних і молюсків).

  • Мінеральні волокна беруть свій початок в породах з волокнистою структурою. Складаються в основному з силікатів. Єдиним прикладом природного мінерального волокна є азбест.

Білкові нитки

Складаються в основному з біологічно значущих білків подовженої форми. До них належать колаген – утворює частину м’язової, нервової, сполучної або іншої тканини в організмі людини або тварини; і кератин – основний елемент волосся, шкіри та нігтів.

Щоб зрозуміти, що таке білкові волокна, слід вказати їх приклади в організмі хребетного. Отже. М’язове волокно — довгі циліндричні клітини, що складаються з пучка міофібрил, волокон, розташованих в сегментах, відомих як саркомеры (базові скоротливі одиниці поперечносмугастих м’язів). М’язи бувають різних типів: серцеві (формують стінку серця), гладкі (знаходяться всередині кровоносних судин) і скелетні. Нервові волокна складаються з аксонів. З відростків нервових клітин малого діаметра, які проводять електричні імпульси з центральної нервової системи.

Властивості волокон натурального походження

Такі нитки мають ряд якостей: малою вагою і вартістю, високою питомою міцністю і питомої жорсткістю. Ці властивості зробили їх особливо привабливими для багатьох різних промислових цілей. Всі натуральні волокна не термопластичны — вони не втрачають своєї форми і не розм’якшуються при нагріванні. При температурі нижче точки розкладання і розпаду вони виявляють невелику чутливість до сухого тепла і не мають усадки або високої розтяжності при нагріванні, а також не стають крихкими при охолодженні до температури нижче нуля. Але під впливом сонячного світла і вологи натуральні волокна мають тенденцію жовтіти. А тривалий вплив призводить до втрати міцності.

Всі натуральні волокна особливо чутливі до мікробів розкладання, включаючи цвіль і гниль. Целюлозні волокна розкладаються аеробними бактеріями (отримують енергію від кисню) і грибами. Вони розпадаються при високій вологості, високих температурах і, особливо, при відсутності світла. Терміти і срібні риби теж небезпечні для целюлози.

Шерсть і шовк схильні не тільки мікробного розкладання бактеріями і цвіллю, але і пошкодження від молі та килимових жуков.

Властивості мінеральних волокон

Що таке волокна мінеральні та які їх властивості? Більшість форм азбесту для всіх практичних цілей є інертними. Це якість, що робить його таким бажаним у промисловості. Азбест не розчиняється у воді і органічних розчинниках, він володіє величезною термостійкістю, термічним і електричним опором, не запалюється, а його міцність на розтяг перевищує міцність сталі. Азбестові волокна не мають помітного запаху або смаку. Вони частіше застосовуються в якості наповнювачів в теплоізоляційних і вогнезахисних матеріалах.

Волокна штучного походження

Це волокна, в яких основні хімічні ланки були сформовані хімічним синтезом з подальшим утворенням волокон, або полімери з природних джерел були розчинені і регенеровані після проходження через фільєру з утворенням волокон.

Штучні волокна поділяються на три класи.

  • На основі натуральних полімерів. Найбільш поширеним натуральним полімерним волокном є віскоза, виготовляється з целюлози. Її одержують в основному з вирощуваних дерев. Інші волокна на основі целюлози: лиоцелл, модал, ацетат і триацетат. Менш поширені натуральні полімерні волокна входять в склад каучуку, альгінової кислоти і регенерованого білка.
  • Волокна, виготовлені з хімічних полімерів, яких немає в природі. Вони, в основному, нерозчинні і не є хімічно активними. Найбільш поширеними є поліестер, поліамід (часто званий нейлоном), акрил і модакрил, поліпропілен, сегментовані поліуретани, які являють собою еластичні волокна, відомі як спандекс або эластаны.

  • Волокна, виготовлені з неорганічних матеріалів, таких як скло, метал, вуглець або кераміка. Вони дуже часто використовуються для армування пластиків з метою формування композитів.

Їх властивості

По суті, всі ці волокна мають загальні характеристики: міцність, ударна в’язкість, стійкість до тепла і цвілі, а також здатність утримувати пресовану форму. Тим не менш, неорганічні волокна важко обробляти традиційними текстильними технологіями, такими як плетіння або в’язання, з-за того, що вони легко ламаються при вигині, а також володіють високими коефіцієнтами тертя з металами.

У даній статті ми розглянули, які волокна бувають і якими властивостями володіють.