История рукотворных материалов
Первым сырьем, которое люди использовали для получения текстиля и предметов обихода, были хорошо всем известные лен, конопля, хлопок, шерсть, шелк. Эти природные материалы пережили множество исторических эпох и широко используются и в настоящее время. Идеи о том, что человек может создавать искусственные волокна из других веществ, были высказаны еще французскими энциклопедистами, однако получили практическое воплощение лишь в 1890 году. Поводом для этого послужили исследования, проводимые на пороховом заводе в Безансоне (Франция), в результате чего со временем было налажено производство нитей из гидратцеллюлозы, вискозы. На их основе были созданы первые искусственные ткани, в первую очередь популярный штапель, который пользуется большим спросом и в наши дни, а также ацетат, купра, лиоцелл, модал.
Новым шагом в развитии текстильной промышленности стал синтез волокнообразующих полимеров, сырьем для которых стали природные углеродные соединения, в первую очередь, нефть, каменный уголь и газ. Современный список синтетических материалов очень обширен, к тому же исторически сложилось так, что наименования одной и той же ткани в разных странах могут быть различными. По составу и структуре различают такие виды полимеров:
- полиамидные,
- полиэфирные,
- акриловые,
- поливинилхлоридные и поливинилспиртовые,
- полипропиленовые (полиолифеновые),
- полиуретановые.
Новыми классами полимерных волокон третьего поколения называют полиамиды и полиэтилены с повышенной молекулярной массой, полибензоксазол, полибензимидазол, а также стеклянные и керамические нити, нанонаполненные и наноразмерные волокна. Пока производство таких инновационных полимерных материалов ограничено, а область их применения ограничивается различными областями техники и медицины, но не исключено, что вскоре появятся и синтетические ткани на их основе, а также и новые искусственные материалы.
Полиамидные волокна (нейлон, перлон, капрон)
Исторически первым успешным синтезом полимерных нитей были полиамидные волокна, полученные в 1938 году концерном Дюпон. Произведенные из них синтетические ткани известны под самыми различными названиями: нейлон, перлон, капрон и др. Из современных улучшенных материалов этой группы можно назвать джордан, таслан, велсофт.
Основным преимуществом полиамидов является их высокая прочность к разрыву и истиранию, к тому же они не сминаются, не впитывают воду и могут служить в качестве защитного водонепроницаемого слоя.
К сожалению, список их отрицательных свойств достаточно велик, в него входят:
- жесткость;
- отсутствие гигроскопичности;
- накопление статического электричества;
- неустойчивость к высоким температурам и УФ – излучению.
Практичные полиэфиры
Полиэфирное волокно, впервые синтезированное в 1941 году, используется для создания таких тканей, как терилен, дакрон, лавсан, тергаль и др. Среди современных модификаций этого текстиля – широко распространенный полиэстер, микрофибра, плащевка и другие популярные ткани. Особенностями ткани из волокон этой группы является:
- высокая прочность;
- они мягче, легче и пластичнее, чем полиамидные материалы;
- хорошо защищают от неблагоприятного внешнего окружения.
К сожалению, гигиенические свойства полиэфиров пока существенно уступают натуральным материалам, они электризуются и деформируются при воздействии высоких температур, плохо сохраняют тепло и обладают «эффектом парника». Однако все виды полиэстеровых изделий стоят недорого, они очень практичны, а добавки таких волокон в натуральную ткань делают ее более прочной и менее дорогой.
Теплый и мягкий акрил
Сырьем для получения акрила является природный газ. Из прочных и пушистых акриловых волокон изготовляют такие виды тканей, как нитрон, орлон, PAN и др. В отличие от большинства синтетических материалов, акрил хорошо сохраняет тепло и обладает малой аллергенностью, из-за чего его часто используют как добавку к шерсти или пряжу для трикотажных изделий. Акрил устойчив к действию многих агрессивных материалов, включая щелочи и кислот, мягок на ощупь и прочен.
В то же время акриловые волокна:
- со временем образуют катышки,
- не гигроскопичны;
- легко впитывают жиры, образуя трудновыводимые пятна;
- электризуются;
- ухудшают свои свойства под воздействием УФ- излучения.
Прочность поливинила
Определенные группы синтетических материалов имеют преимущественно техническое назначение. Хорошо всем известный полиэтилен может образовывать микронити, которые используются для получения:
- уникальной защитной ткани тайвек;
- прочных тентов и палаток;
- надежного защитного снаряжения;
- фильтровальных материалов;
- гидроизоляции
- и в других целях.
Легкость и гидрофобность полипропилена
Среди всех синтетических волокон наиболее легким считают полипропилен. Полипропиленовые нити традиционно используют как добавку к натуральному сырью, однако его основное достоинство раскрылось относительно недавно. Гидрофобность этого вещества, которая способствовала его широкому применению в качестве плащевой ткани и водоотталкивающего покрытия, нашла широкое применение при изготовлении термобелья.
Благодаря рыхлой структуре полипропиленовой ткани влага и водяные пары быстро проникают от поверхности кожи к наружному слою, при этом сама ткань остается совершенно сухой.
К сожалению, такая ткань также не лишена недостатков – она быстро образует катышки, при постоянной носке может вызвать раздражение, легко впитывает запахи.
Полиуретан – эластичность и защита от воды
Основной особенностью полиуретановых нитей является их эластичность – их можно растянуть до величины, в восемь раз большей, чем исходная. Благодаря этой особенности их применяют в качестве основы для эластомеров, покрывая снаружи вискозой или полиэстером. Перечень таких эластичных материалов составляет длинный список, в который входят спандекс, эластан, лайкра, бифлекс. Из него делают также материалы технического и медицинского назначения. Вторым направлением использования полиуретана является создание водоотталкивающего слоя (PU – ткани).
