V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Введение.

«Сетями ловят птичек, а шелком – девушек»

(Мудрость китайских правителей)

Еще в древние времена величайшие целители Авиценна, Парацельс и другие считали, что одежда из натурального шелка укрепляет здоровье, обостряет зрение, изгоняет заботы из сердца, просветляет разум.

Шелк- текстильное волокно животного происхождения. Оно является продуктом выделения шелкоотделительных желез шелкопрядов. Из различных видов шелкопрядов промышленное значение имеет тутовый шелкопряд, который питается листьями тутового дерева-шелковицы.

Существуют дикие шелкопряды, которые питаются листьями различных деревьев: дуба, берёзы и др. Они дают грубые сорта шелка и поэтому широкого распространения не получили.

Нити натурального шелка для выработки различных тканей являются результатом длительного и сложного технологического процесса шелкопрядения. Они состоят из очень прочных и в то же время тонких шелковых волокон толщиной 12-14 микрон, имеющих очень высокую прочность, которая увеличивается с увеличением влажности.

Кроме того, шелковые нити имеют максимальную стойкость к истиранию из всех существующих в настоящее время натуральных нитей.

Шелк обладает высокими санитарно-гигиеническими свойствами, красивым внешним видом, приятным матовым блеском, высокими прочностью и упругостью, гигроскопичностью, термопластичностью, окрашиваемостью, благодаря чему он является ценным текстильным сырьем.

Из шелка вырабатывают легкие высококачественные изделия, главным образом креповые ткани, имеющие своеобразный и красивый внешний вид, а также технические и крученые изделия (швейные, вышивальные, хирургические и др. нитки). Шелковую пряжу используют для производства полотна, бархата, фасонных тканей.

В постели, застеленной шелковым бельем, очень комфортно, телу хорошо «дышится». Изделия из шелка мало сминаются, имеют прекрасный внешний вид и приглушенный блеск.

Учитывая высокие потребительские достоинства натурального шелка, высокую трудоемкость его выработки и незначительное количество его в общем балансе текстильного сырья (около 1%), цена его достаточно высока. По цене он целые столетия приравнивался к драгоценным металлам и камням.

История шелка.

Шелк более 50-ти веков был и остается востребованным товаром всех стран. А значит- и козырной картой в руках торговцев. Так было положенно начало Великого Шелкового Пути. По этой дороге с Запада на Восток, а затем в обратный путь, перемещались порой целые народы. С ними приходили новые товары, художественные идеи, технологии и религии.

В Центральной Азии шелк появился к средине второго тысячелетия до нашей эры. У узбеков есть своя версия происхождения шелка. По одной из версий старинной легенды, происхождения шелка связывалось с пророком Джобом (мир ему). Эта легенда гласит : шайтан сжег дом Джоба. Жене негде было готовить еду и нечем накормить мужа. Чтобы купить хлеба, она отрезала и продала свои красивые и длинные волосы. Шайтан продолжал издеваться над праведным человеком, называя его жену уродиной. Джоб терпеливо сносил дьявольские насмешки. Тогда шайтан наслал червей, покрывших тела Джоба и его жены, но вновь Джоб лишь благодарил Господа за то, что они все еще живы. Господь сотворил источник Чашма Аюб ( святое место в Бухаре), повелел Джобу с женой омыться в нем и сказал, что, если бросить последних червей в воду, сбудутся их желания. Джоб бросил первого червя в воду со словами : «Будь хлопком». Бросил второго, сказал : «Будь шелком». Бросил третьего и произнес : « Будь святой водой, излечивающей других».

Известна также китайская легенда, связанная с происхождением шелка. Легенда гласит, что китайская императрица Хенг-Линг-Чи (2600 лет до н.э) первая открыла это замечательное волокно. Она случайно уронила кокон в горячую воду и увидела, что из размягченного кокона отделились шелковые нити. Так родилась древнейшая культура шелководства, основанная на жизнедеятельности тутового шелкопряда, питающегося листьями белой шелковицы (тутовник).

Неизвестно, насколько правдивы эти легенды. Но верно то, что технология выделывания шелковых тканей происходит из Китая или других стран Дальнего Востока. Китайцы довели культуру и производство шелка и шелковых тканей до совершенства и примерно 1400 лет до н.э. ткани из шелка различного вида и одежда из них стали предметом обычного потребления в этих странах. В Китае существовал в это время налог на использование изделий из шелка, а секрет его изготовления оберегался как государственная тайна.

Со II в. н. э. шелк стал главным товаром, который везли китайские купцы в дальние страны. Легкий, компактный поэтому особенно удобный при транспортировке он привлекал внимание покупателей по всему маршруту следования караванов, несмотря на очевидную дороговизну. Шелковые ткани давали необычное ощущение мягкости, изысканности, красоты и экзотики. Им стремились обладать и любоваться. Он высоко котировался в Восточном Туркестане и Средней Азии, Индии и Парфии, Риме и Александрии. Так, египетская царица Клеопатра любила роскошные одеяния из этого материала. При помощи шелка покупали мир заключали союзы, шелк посылали с посольствами правителям далеких стран.

Китайские шелка ценились в Александрии и Багдаде, в Киеве и Москве и Константинополе. В Древней Греции и Риме шелк был известен под названием «серикий», из него не только шили одеяния для жрецов и знати, но и возлагали на алтари в качестве жертвы богам…

В Европе восточные шелка долго продолжали ублажать королей и вельмож. Впрочем, и европейские ткачи время зря не теряли. В Италии шелк появился благодаря сицилийскому королю Роджеру II, доставившему с полуострова Пелопоннес и шелкопряда, и пленных греков, обученных шелководству. В 1605 году лионский мастер Клод Баган изобрел станок, позволивший делать крупный многоцветный узор. В России тоже не дремали: сначала при царе Михаиле Федоровиче, затем при царе Алексее Михайловиче начали осваивать непривычное дело-разведение заморского шелкопряда.

Каждая эпоха оставляла свой след на шелке. Мебель барокко украшалась обивками из штофа, брокеля, рытого бархата с выразительными цветами и букетами. Период русского привнес светотень и реалистичность в трактовку цветочных мотивов. Ткачи виртуозно копировали живописные полотна. Портьеры стали ярче и светлее. Модерн с новой силой пробудил интерес к Востоку , обогатив шелка стилизованными растительными мотивами.

Производство шелка.

Ранние описания производства шелка известны в эпоху правления Инь. С далекой древности существовали станки для размотки шелковых коконов (они помещались в котлы с горячей водой). Первые станки были снабжены ножным приводом и барабаном для наматывания нитей. Производительность таких станков достигала 1,5 кг шелковой пряжи в день. Для перемотки нитей на бамбуковые катушки были ткацкие станки. О первых примитивных станках в шелковом производстве известно с конца 1 тыс. до н.э. Народная молва присвоила их изобретение искуснейшей пряхе Даопо, которая в последствии стала божественной покровительницей шелкоткачества. К концу средних веков китайцы пользовались сложными станками для производства уже многоцветных узорных шелков.

Шелк, выделанный в различных странах, отличается по качеству ткани и имеет свои неповторимые особенности. Специалисты по текстилю говорят, если взять образцы мировых производителей шелка и положить их рядом, то сразу будут видны различия между ними.

Китайский шелк-более гладкий, атласный, индийский-более мягкий и мятый на вид, а итальянский придает одежде утонченный и элегантный вид. Узбекский шелк выдает большая естественность ткани. В Маргилане можно найти полностью фабричный шелк, но узбекскими модельерами и этно-дизайнерами ценится шелк ручной обработки. У шелковых дел мастеров Ферганской долины своя уникальная технология извлечения нити из кокона и окрашивания волокон. Кашмирская ткань, из которой была выткана шаль для любимой Бабура, уместилась в орехе, наши, шелковые узбекские платки и шарфы, сжимаются до размеров маленького наманганского яблочка.

Сегодня скоростная высокоавтоматизированная технология ткачества позволяет шелку иметь безупречную плотность до 1000 нитей на один дюйм, однако, заметные глазу недостатки-расхождения и схождения нитей, неровности в окрашивании, утолщенные узелки-доказывают, что это и есть настоящий шелк ручной работы, который несет на себе память и знания, накопленные тысячелетиями.

Роспись по шелку.

Шелка с древнейших времен расшивались изображениями мифических животных и сказочных существ, растительными и геометрическими узорами. Разнообразная цветовая гамма тканей и рисунки готовых форм способом батика в полной мере раскрывают философские измышления и подчеркивают единый художественный стиль общепринятый в Китае. Во времена правления династии Тан древние ремесла по ткачеству и обработке шелковых тканей получили мощнейший толчок развития. Из источников тех времен мы узнаем о пятидесяти разновидностях шелковых орнаментов: пионы, жемчужины с зернами риса, драконы и фениксы, дикие гуси в облаках, дворцы и пагоды, рыбки в водорослях, цветы долголетия, лотос и тростник, драконы в цветах и многие другие. Частота нитей в работах китайских мастеров превосходят в 3 раза аналогичные показатели на лучших французских гобеленах. Первые шелка с изображениями по типу гобелена появились в эпоху Сун, их называют кэсы, или гравированный шелк.

Мотивы рисунков на ткани нередко повторяли пейзажи известных художников, или каллиграфические записи. В парадных нарядах обязательно присутствовали искусно выполненные художественные произведения с использованием золотых и серебряных нитей. Каждую девочку в Китае обучали вышиванию. Знатные мастерицы использовали в работе дорогие ткани, золотые и серебряные нити, нередко вставляя между узорами вышивания драгоценные камни. Простолюдинки вышивали методом перекрестных стежков простыми (но, плотными и яркими нитями) на хлопчатобумажных тканях. Основными сюжетами для них служили благо положительные символы:

Рыбы(карп)-символ успеха;

Бабочки-символ безмятежной радости, счастья;

Цветы лотоса-символ верности;

Сливы, персики-символ плодородия и изобилия;

Птицы-символ свободы и радости.

Любимые в народе узоры вышивались синей нитью на белом фоне. Такими традиционными вышивками украшались над кроватные пологи, которые были обязательной частью приданного невесты. На множестве личных предметов, одежде встречается вышивка по шелку: веерах, туфлях, нарядных халатах, кисетах, подушках, платочках, зонтиках и т.п.

Одними из лучших вышивальщиц Китая считались мастерицы семейства Гу в Шанхае. Их работы называют великим чудом света, т.к. когда льет дождь или дует сильный ветер, мастерицы семьи Гу никогда не берутся за работу. Только в благодатную погоду, когда светит солнце, щебечут птицы и источают благоухание цветы, они могут выразить свои дивные чувства вышивке-писал в 17 веке Дун Цичан. Глядя на безукоризненно выполненные вышивки, ощущается великое одухотворенность мысли, нежность и яркость палитры цветов.

В Сучжоу до настоящего времени сохранилась уникальная традиция цветной вышивки. Каждая сторона вышитого мотива имеет свое отдельное изображение.

Основные цвета, используемые в традиционной китайской вышивки по шелку состоят из пяти следующих:

Синий-олицетворение высшего Ян, символ неба;

Белый-олицетворение высшего Инь, символ чистоты;

Красный-символы огня, радости, счастья;

Желтый-символы Земли, власти, мечты;

Черный-символ воды, изменяемости, вечности, пространства.

Например, на детских передничках вышивались изображения тигра, или ожерелья с замочком символами силы и долгой жизни; бабочки пожелания счастья; и, даже чиновник на лощади пожелание успешной карьеры.

Особое значение имело вышивка театральных костюмов актеров. Яркие шелковые наряды богато украшались вышивкой благо положительных символов. Такие костюмы были идеалом образа одежды для простых китайцев. Одеяние даосских священников несло в себе ту же идею сверх идеалистического образа. На таких одеждах в обилии разноцветными нитями вышивали пару фазанов, по краям ножны, мечи, разящие нечистую силу. Со спины наряд украшал круг даосской триады верховных божеств и изображения небесного дворца в облаках, восьми триграмм восьми бессмертных, гор, зверей, рыб и птиц. Под верхним облачением у священников был халат, украшенный вышитыми триграммами и изображением бессмертия единорога и белых журавлей. Обувь священнослужителя расшивалась облачным узором, так как при молитвах он «возносился» на небеса.

Отдельно нужно сказать об одеждах императоров. Эмблемой императорской власти служило изображение двух драконов возносящегося и низвергающегося, которые борются за огненную жемчужину. Эмблема императрицы была волшебная птица фанхуан (чем-то напоминающая фазана). Ее оперение отличалось счастливым сочетанием 5 цветов. К числу благодатных символов относились единорог, трех лапая лягушка, (символ богатства), карп. Эти полумифические животные во множестве вышивались на драгоценнейших шелках для одежд императорской семьи. Издавна желтый цвет считался цветом императора. Именно поэтому, наличие всех оттенков желтого, золотистый, оранжевый цвета очень часто встречаются в гардеробах современных китайцев.

На сегодняшний день шелковой продукции в Китае не меньше, чем в далекой древности. Ручную вышивку заменили супер современные станки и от того она очень дорого ценится. Настоящих мастериц вышивки по шелку высоко ценят и очень почитают. Готовые шелковые ткани (как вышитые, так и нет) поражают обилием цветов, фактур, рисунков и узоров. Из этих прекраснейших материалов шьют практически все классические костюмы и шикарные вечерние наряды, свадебные платья и театральные костюмы, различные аксессуары и вещи для украшения дома .

Шелк как химическое волокно.

Шелк - важнейшее природное волокно, получаемое из коконов тутового шелкопряда. Коконная нить натурального шелка представляет собой комплексную, неровную по толщине нить, состоящую из двух элементарных нитей, склеенных серицином, который весьма неравномерно распределен по поверхности нити. После частичного удаления серицина натуральный шелк представляет собой отдельные нити. Ценен он благодаря своим замечательным свойствам – упругости, особому блеску, эластичности, крепости и сопротивляемости разрыву. Качество ткани во многом зависит от климатических условий обитания гусеницы: в засушливых районах ниточки шелкопряда имеют приглушенный блеск. Для получения самого дорогого элитного шелка используют только высококачественное сырье. Причем, если длина нити в коконе шелкопряда может достигать 4 км, то для производства лучшей ткани используют сердцевину кокона: от 300 до 800 м.

Гусеница тутового шелкопряда выдавливает через узкий проток вязкую жидкость и вытягивает ее в тончайшую нить, затвердевающую на воздухе. Следовательно, чтобы получить искусственное волокно подобно гусенице тутового шелкопряда, надо приготовить вязкую жидкость и из нее попытаться вытягивать нити.

С этой целью хлопок обработали азотной кислотой. При этом получалась нитроцеллюлоза, которая при растворении смеси спирта с эфиром давала сиропообразную жидкость. Из этой жидкости палочками удавалось вытягивать нити. Но этот примитивный способ не мог, конечно, никого удовлетворить. Французский химик Шардоннэ лишил далее провести подражание шелкопряду. Он продавливал раствор нитроцеллюлозы в спирте и эфире через тонкие отверстия в подкисленную воду. После разбавления водой спиртоэфирного раствора получались шелковистые длинные нити чистой нитроцеллюлозы.

Известно, как огнеопасна и взрывчата нитроцеллюлоза. В платье из такой ткани не согласилась бы нарядиться ни одна модница. Чтобы избежать этого недостатка, полученные нити подвергали денитрации.

Первые образцы были, конечно, очень дороги, а между тем достижение, казалось, было невелико. Ведь искусственный шелк получался все – таки из волокнистого материала – хлопка. Из хлопка легко получать нити и обычным прядением, правда, они не обладают шелковистым блеском. Вот если бы научиться готовить искусственные нити из целлюлозы, не идущей на прядение, например из той, что находится в древесине, и не применять при этом дорогую азотную кислоту.

Большим завоеванием химии было создание именно такого способа. Этот способ носит название вискозного и является в настоящее время одним из самых распространенных.

Производство вискозного шелка заключается в следующем:

Как известно, в древесине целлюлоза составляет примерно 50% по массе. Чтобы выделить чистую целлюлозу, древесину превращают в щепу и варят в больших закрытых котлах, под давлением несколько атмосфер, с раствором гидросульфита кальция Ca (HSO₃)2. Варка продолжается около суток. При этом гидросульфит разрушает вещества, склеивающие волоконца клетчатки, и она, как химически наиболее устойчивая, выделяется в свободном виде. Целлюлозу смешивают с водой и образующуюся жидкую кашицу выливают постепенно на непрерывно движущуюся ленту. После удаления воды, высушивания и резки образуются листы так называемой сульфитной целлюлозы, напоминающей собой картон. Часть сульфитной целлюлозы идет на выделку бумаги, а часть-на производство вискозного шелка.

Из полученной целлюлозы нельзя непосредственно выпрясть нити, ее надо сперва перевести в раствор, чтобы затем по примеру нитратного шелка из вязкого раствора вытягивать нити. Целлюлоза не растворяется ни в воде, ни в обычно употребляемых органических растворителях. Но оказалось, что если на целлюлозу подействовать сперва концентрированным раствором щелочи, а затем сероуглеродом CS_2, то она превращается в вещество, растворимое в разбавленных растворах щелочи, для получения таких растворов поступают следующим образом.

Листы целлюлозы обрабатывали щелочью, затем их измельчают механическим способом, получившуюся хлопьевидную массу через некоторое время обрабатывают в особых аппаратах сероуглеродом. Продукт реакции целлюлозы со щелочью и сероуглеродом приобретает оранжево-желтую окраску, и поэтому называется ксантогенатом (от греч. «ксантос»- светло-желтый). Ксантогенат представляет собой эфир целлюлозы.

К ксантогенату приливают 4% раствор гидроокиси натра. Образуется вязкий раствор- вискоза. Этот способ получил название вискозного. Вискозу оставляют на несколько дней «созревать», чтобы она стала пригодной для формирование волокна. Готовая вискоза поступает в цех прядения. Здесь на десятках машин готовят шелковые нити. Известны и другие искусственные волокна.

С принципом получения одного из них легко познакомиться даже практически:

Если прилить к раствору медного купороса раствор гидроксида натрия, получится голубой осадок гидроксида меди:

CuSO₄₊ 2NaOH=Cu(OH)₂₊Na2SO₄

Отфильтруем осадок и растворим его в крепко нашатырном спирте (водном растворе аммиака NH₃). При этом образуется так называемое комплексное медно-аммиачное соединение, растворимое в воде, и жидкость принимает красивую темно-синюю окраску.

В этой жидкости растворим, при помешивании палочкой, комочек ваты (вата-это волокна хлопка). У нас получится медно-аммиачный раствор целлюлозы. Если теперь его вылить тонкой струей в раствор кислоты или щелочи, то комплексное соединение меди разложится, и целлюлоза выделится снова в виде хлопьев и нитей. Медно-аммиачный раствор целлюлозы мы можем выдавливать в осадительную ванну из какого-нибудь насоса, например медицинского шприца. Тогда целлюлоза затвердевает в виде длинных нитей. Это будет уже довольно полным подражанием производственному процессу получения волокна.

В промышленности для получения медно-аммиачного шелка используется хлопковое волокно- линт. Чтобы выделить целлюлозы из медно-аммиачного комплекса, раствор выдавливают через фильеры в теплую воду или раствор щелочи и образующиеся нити пропускают. Затем через раствор серной кислоты.

Медно-аммиачный шелк называют паутиной с прочностью стали. Однако он тоньше паутины и тоньше натурального шелка и по прочности мало уступает последнему, а ко красоте даже превосходит его.

Особенной прочностью обладает ацетатное волокно. По этому способу линт обрабатывают смесью уксусной кислоты CH₃COOH и уксусного ангидрида (CH₃CO)2O в присутствии небольшого количества серной кислоты. В результате реакции образуется сложный эфир- диацетил целлюлоза или три ацетил целлюлоза. Если формулу целлюлозы изобразить в виде [C₆H₇O₂(OH)₃]n или, упрощенное (одно звено молекулы), в виде C₆H₇O₂ (OH)₃ , то формула диацетил целлюлозы будет C₆H₇O₂ (OH)(OOCCH₃₎₂,а формула три ацетил целлюлозы C₆H₇O₂ (OOCCH₃₎₃ .

Тот и другой сложный эфир целлюлозы используются для получения искусственного волокна. С этой целью первый из них растворяют в смеси этилового спирта и ацетона, а второй-в смеси спирта и хлористого метилена. Полученный в том или другом случае вязкий раствор выдавливают через фильеру в шахту, в которой проходит нагретый воздух. По испарении растворителя образуются нити шелка. Этот способ называется сухим формированием волокна в отличие от предыдущего способа-мокрого формирования.

Все рассмотренные раннее волокна состоят, в конечном счете, из целлюлозы, хотя она в процессе переработки подвергалась ряду превращений. Ацетатное волокно от них существенно отличается тем, что является сложным эфиром целлюлозы. Оно не набухает в воде и меньше других теряет прочность во влажном состоянии.

Пока ацетатное волокно обходится дороже вискозного, так как на производство его идут такие ценные вещества, как уксусный ангидрид, ацетон.

Кроме искусственного волокна, из ацетил целлюлозы готовят негорючую пленку, лаки, целлон.

Можно легко и безошибочно отличить хлопчатобумажную ткань от шерстяной. Для этого стоит лишь взять от образцов по небольшой ниточке и поджечь их. Если нить хлопчатобумажная, ощущается запах горелой бумаги;

если нить шерстяная, мы почувствуем запах паленного. Это происходит потому, что шерсть белкового характера, а белки при нагревании образуют летучие азотосодержащие вещества с характерным запахом.

Можно ли подобным способ отличить нить искусственного волокна от хлопчатобумажной или от нити натурального шелка? Вспомним, то искусственное волокно состоит в основном из целлюлозы; очевидно, оно при горении не будет давать запаха жженых волос, и по этому признаку его не отличить от хлопчатобумажной нити. Но его, оказывается, можно легко отличить от натурального шелка, ведь натуральный шелк-это белок, и он, следовательно, подобно шерсти, при поджигании будет издавать характерный запах.

Наш век часто называют веком синтетической химии. Очень много новых веществ получила химия с помощью синтеза.

Научилась она получать и синтетические волокна, т.е. такие, основу которых составляют не природные высокомолекулярные вещества, а синтетические полимеры. Одними из первых синтетических волокон стали известны нейлон, анид и капрон.

Вещества, образующие эти волокна, по своему строению до некоторой степени сходны с белковыми веществам шелка. Молекулы всех волокон имеют линейное строение и состоят из повторяющихся звеньев. Такими звеньями в молекулах целлюлозы будут остатки молекул глюкозы. В молекулах белка натурального шелка, шерсти звеньями являются остатки аминокислот:

H O

O

H₂N-CH-C; -N-CH-C-

OH

R R

Строение молекулы белкового вещества шелка может быть выражено схемой:

H O H O H O

…-N-CH-C-N-CH-C-N-CH-C-…

R R R

Группы атомов -CO-NH-,соединяющие остатки аминокислот в таких молекулах, называются амидными группами, связи между атомами углерода и азота в них- амидными связями.

В молекулах, образующих нейлон и капрон, также имеются амидные связи между повторяющимися группами атомов, но эти повторяющиеся группы атомов-звенья-отличаются от тех, которые образуют молекулу природного белка.

Нейлон готовят из довольно простых органических веществ-аудиптиновой кислоты HOOC-(CH₂₎₄-COOH. И гексаметилендиамина H₂N-(CH₂₎₆-NH₂, которые в свою очередь, получают из фенола. При нагревании совместно адиптиновой кислоты и гексаметилендиамина образуется вязкая смола. Молекулы исходных веществ, взаимодействуя друг с другом, образуют нитевидные молекулы нового вещества. Это реакция происходит из-за того, что от конца одной молекулы отрывается гидроксильная группа. А от конца другой молекулы-из аминогруппы-атом водорода. Группа OH и атом водорода образуют молекулу воды H₂O, а остатки молекул органических веществ за счет освободившихся валентностей соединяются друг с другом в длинные цепи. Упрощенно этот процесс можно изобразить следующей схемой:

HO OH H H

C-(CH₂₎₄-C+N-(CH₂₎₆-N+

O O H H

HO OH

C-(CH₂₎₄-C+…

O O

HO

C-(CH₂₎₄-C-N-(CH₂₎₆-N-C-(CH₂₎₄-C-…+nH₂O;

O

O H H O O

Так соединяется в цепь примерно по сотне остатков молекул гексаметилендиамина и адиптиновой кислоты.

Нагретую вязкую смолу продавливают через тонкие отверстия фильеры.

Охлаждаемая воздухом струю затвердевает, образуя волокно. Скорость образования волокна здесь очень большая-1000 м/мин. Далее волокна нейлона подвергаются растягиванию на барабанах, вращающихся с разной скоростью; при этом они удлиняются в несколько раз. Молекулы, образующие их, раннее как бы сморщенные, выпрямляются и располагаются по оси волокна. От этого прочность волокна сильно возрастает.

Длинные цепочки молекул другого синтетического волокна-капрона, являющегося изобретением советских ученых,-построены из повторяющихся звеньев-остатков аминокапроновой кислоты NH₂-(CH₂₎₅-COOH.

За счет аминогрупп и карбоксильных групп различных молекул здесь также устанавливается амидная связь между звеньями, что видно из следующей схемы строения капрона:

O H O H O

H₂N-(CH₂₎₅-C-N-(CH₂₎₅-C-N-(CH₂₎₅-C-…

Технический способ получения волокна капрона сходен со способом получения нейлона. Из капрона можно получать настолько тонкие волокна, что нить длинной 9 км будет весить всего лишь 6г.

Волокна нейлона (анида) и капрона обладают прочностью, значительно превосходящей прочность природных и искусственных волокон. Изделия из них имеют много и других замечательных свойств. Они не гниют, не поедаются молью. После стирки они быстро сохнут и легко принимают прежний вид. Эти изделия не гигроскопичны и не снижают своей прочности от влаги, как это наблюдается у других искусственных волокон, даже у натурального шелка.

Исследования ученных привели к созданию ряда новых волокон. В нашей стране,кроме анида и капрона, производятся такие синтетические волокна, как хлорин, нитрон, лавсан, энант.

К хлорину ученные подошли в поисках волокна высокой химической стойкости (рассмотренные выше полиамидные волокна неустойчивы по отношению к кислотам). Среди химически стойких полимеров был известен поливинилхлорид (полихлорвинил):

-CH₂-CH-

Cl n

Однако получить волокно из него оказалось делом сложным. Ведь чтобы достичь расположение молекул в определенном направлении, а без этого нет волокна, необходимо полимер расплавить, т.е. дать возможность его молекулам свободно перемещаться, чтобы затем в процессе формирования перестроить их расположение и закрепить в нужном порядке. Между тем поливинилхлорид нельзя расплавлять, т.к. при нагревании он разлагается; трудно найти и подходящий растворитель. Подобно тому как, при получении искусственных волокон растворимость целлюлозы достигается за счет ее химической обработки. Удалось сделать растворимым и поливинилхлорид в результате его дополнительного хлорирования. Эту реакцию, очень напоминающую нам хлорирование предельных углеводородов можно выразить такой схемой:

-CH₂-CH-CH₂-CH-CH₂-CH-…+nCl₂-CH₂-CH-CH-CH-CH₂-CH-…+nHCl

Cl Cl Cl Cl Cl Cl Cl

Высокомолекулярный продукт хлорирования образуется в виде смолы, называемой также хлорином.

Хлорин растворяют в ацетоне, раствор пропускают через фильеру в ванну с водой. Ацетон при этом растворяется, и хлорин выделяется в виде тонких волокон.

Хлориновое волокно негорючее, на него не действуют ни кислоты, ни щелочи, некоторое время не действует даже «царская водка»- смесь азотной и соляной кислот, оказывающая обычно особенно сильное окислительное действие.

Из хлоринового волокна готовят фильтровальные ткани и прокладочный материал для химических аппаратов, спецодежду для рабочих химической промышленности, ковры, лечебное белье и т.д.

В списках химически стойких волокон ученые обратились и к полимеру тефлону(-CF₂-CF₂-)n высшему эталону химической инертности вещества, превосходящему в этом отношении такие благородные материалы, как золото или платина. Здесь трудности казались долгое время непреодолимыми: тефлон не удавалось растворить ни в одном из известных растворителей, нельзя его и расплавить или даже перевести в размягченное состояние без разложения. Однако, использование некоторых приемов формирования позволило в последнее время из тефлона получить волокна.

Нитрон и лавсан не могут соперничать по химической стойкости с хлорином или тефлоном, но у них есть другие ценные свойства, открывающие перед этими волокнами перспективу широкого применения.

Исходным веществом для получения волокна служит нитрил акриловой кислоты- акрилонитрил CH₂-CH.

CN

Благодаря наличию двойной связи между атомами углерода это вещество легко полимеризуется, образуя высокомолекулярную смолу полиакрилонитрил.

(-CH₂-CH-)n.

CN

Полимер растворяют в соответствующем растворителе и формируют волокно по мокрому способу, подобно вискозному волокну.

Волокно нитрон по внешнему виду похоже на шерсть, оно очень хорошо растворяет теплоту, достаточно прочно и превосходит другие волокна по светостойкости. Из этого волокна готовят ткани для костюмов и пальто, искусственный мех, трикотажные изделия.

Волокно лавсан по химической природе является полиэфироном. Исходные вещества для его получения-2-х основная терефталевая кислота HOOC- -COOH и 2-х атомный спирт этиленгликоль HO-CH₂-CH₂-OH.

При известных условиях эти вещества вступают между собой в реакцию этерификации так, что у каждого из них взаимодействуют при этом обе функциональные группы. В результате образуются высокомолекулярная смола лавсан. Несколько упрощая процесс это можно изобразить так:

O O O O

C- -C+CH₂-CH₂+C- -C+…

OH OH OH OH OH OH

O O O O

C- -C C- -C+nH₂O

OH O-CH₂-CH₂-O…

Подобные реакции образования полимеров, идущие с выделением низкомолекулярного продукта, носят общее название реакции поликонденсации, в отличие от реакций полимеризации, идущих без выделения побочного продукта и являющихся по существу реакциями соединения (см. образование нитрона).

Получаемые из смолы лавсана волокна характеризуются большой прочностью, значительной устойчивостью к высоким температурам, свету и другим реагентам. Ткани из лавсана не мнутся и не теряют со временем приданную им форму.

Заключение. Шелк в наши дни.

Невозможно представить всю нашу культуру без этого материала, многие века служившего символом роскоши. Барокко, рококо, классицизм без драгоценных тканей в интерьерах, без бархатных портьер, узоров «шинуази» с китайчиками и дракончиками на стенах, затянутых шелком. Ни ширм, ни балдахинов над кроватями в дворцовых покоях, ни карет с мягкой обивкой. Не были бы написаны строки о «шумном платье муаровом», потому что и для муара нужен шелк. Вообразите: балы без шелеста лионских шелков, торжественное богослужение в соборе в духе современного минимализма - священнослужители облачены не в мерцающую золотом парчу, а в хламиды из хлопка, льна или шерсти. И дворцы, и мода, и живопись-абсолютно все выглядело бы по-другому, если шелк, а стало быть, и парча с бархатом, муслин, штоф, газ, китайский пеламс, полосатый екин, ливанский биротин, индийский гургуран так и остались бы в небытии. А чего стоят такие прекрасные производные от шелка, как туаль, эксцельсиор, шифон, органза, атлас, крепдешин, жакккард, креп-жоржет!

И в наши дни он остается незаменимым материалом для интерьеров. Опытные дизайнеры не раз доказывали: натуральный шелк отнюдь не тяготеет к непривычному для европейца восточному укладу. Натуральные шелка уместны как в классической, нередко перегруженной деталями обстановке, так и в авангардном, выполненном в ключе минимализма интерьере. Натянутая на стены и потолок ткань-это нарядно и эффектно. Тканевое покрытие преображает интерьер, делая его торжественным, оригинальным, изысканным. Используя в отделке стен и потолков различные драпировки (затяжка по периметру, оклеивание, растяжка на люверсах, драпировка и т.д.), можно достигнуть эффекта объема и увеличение комнаты. Стены дышат и получают положительную энергетику природного материала. Шелк можно расписать вручную и натянув на рамы, выложить стены и окна шелковыми витражами и панно. Шелковая обивка служит дольше, не вытягивается, не деформируется. Добавление шелка к хлопку также улучшает прочность мебельной ткани.

И, конечно же, декорирование окон и спален. Вновь в моде атласное постельное белье. Несколько лет назад большой популярностью пользовались ткани эффектны, с интересными рисунками. Сегодня же более важна фактура ткани, ее состав. Украшением интерьера становится сама качественная ткань. Обилие ламбрекенов, свагов, галстуков, шнуровок, которые придают уникальность модели, несколько устарело. В моде лаконичность. Сочетания одного-двух шелков с небольшой драпировкой зачастую оказывается достаточным для создания нужного образа, при этом не отвлекается внимание от самого главного - от ткани.

Однако изделие из натурального шелка требовательно. Не только к себе, но и к окружающему его пространству. Шелк не просто присутствует в интерьере. Он, подобно камертону, подстраивает его под себя. Потому-что, оформляя помещение, дизайнеры учитывают это его свойство. Благородное изящество мастерски подсвеченной ткани дает неповторимый эффект.

Шелк – наиболее безопасный материал и соответствует требованиям противопожарной безопасности как никакой другой материал. Если шелковую ткань ткнуть зажженной сигаретой, он не загорится, и не будет тлеть, как вискоза, не будет плавиться, вспыхивать и капать, как полиэстер. Образуется круглая дырочка и все! Но у шелка есть и свои минусы. Он мнется, хотя есть виды шелковой ткани, сотканной из нитей повышенной крутки, которые не мнутся. Используя шелк для декорирования интерьера, необходимо помнить о его самом уязвимом месте: он боится тепла, а значит и прямых солнечных лучей (так как является органическим продуктом ). Поэтому, сооружая шелковые портьеры, нужно продумать подкладочную ткань или использовать теневые стороны помещения.

В современных салонах можно найти богатый ассортимент шелка с вышивкой, бисером и паетками, с крупными классическими рисунками ручной или полу ручной работы, которые имеют свои истории. Практически каждое изделие из шелка для интерьера оригинально и неповторимо, будь то японская панель, расписанная по шелку в технике холодного батика, китайская шелковая ширма, расшитая золотой нитью диванная подушка, панно, штора, накидка или абажур для лампы.

Французские фирмы Lelievre и Pierre Frey поддерживают славу лионского шелка. Их тканями обиты стены Версаля. Правда, высокая стоимость эксклюзивных материй приводит к сокращению производства настоящего лионского шелка. Канкуренцию французским шелкам составляют английские ткани известных марок Nina Campbell и Osborne & Little. Одни фирмы пытаются совместить традиции и современные технологии, другие разрабатывают авангардный дизайн, экспериментируют с фактурами, как, например, швейцарская фирма Sacco Hesslein, выпускающая дублированный шелк металлическими элементами, включенными в полотно. Итальянские и немецкие ткани грубее французских, но отличаются разнообразием и тонкостью узора. Пользуются известностью ткани германской компании JAB, разместившей производство в Индии и Индокитае. Одним словом, тяга к роскоши неистребима и в ближайшее время шелку забвении не грозит.

Список литературы.

1. «Фергана.Ру»

2. proson.ru

3. В.В. Малявин «Китайская цивилизация»

4. Книга для чтения по органической химии. Пособие для учащихся. М., «Просвещение», 1975

5. Кукин Г.Н., Соловьёв А.Н. «Текстильное материаловедение». М., 1985

 

Код для цитирования: Скопировать