Шерстяное волокно

Волокна шерсти животного происхождения (в основном волосяной покров овец) и состоят главным образом из белковых веществ. Белки относятся к большой группе органических высокомолекулярных соединений, мономерами для синтеза которых являются а-аминокислоты. Белковые вещества, входящие в состав шерсти, называют кератином. Волокна шерсти содержат около 90% кератина. Шерстяное волокно имеет три слоя чешуйчатый, корковый и сердцевинный. Удельный вес кератина 1,281,30 г/см3. Изменения, происходящие при кратковременном нагреве волокон шерсти, сходны с изменениями, характерными для целлюлозы (см. выше), но наступают при более высоких температурах (на 510С соответственно). После 170С белковые вещества быстро разрушаются, а после 180 190 С обугливаются. Удельная теплоемкость белковых веществ шерсти 0,320,33 кал/г *град. Белковые вещества шерсти относительно стойки к действию кислот. Минеральные кислоты слабой концентрации, а органические кислоты средней вызывают лишь небольшое снижение прочности волокон. С повышением же концентрации кислот при нагревании процесс разрушения протекает быстрее. Наоборот, щелочи, особенно при нагревании, быстро разрушают белковые вещества волокон.

Шерстяное волокно является весьма гигроскопичным. При относительной влажности воздуха 65% шерстяное волокно поглощает 15,5% влаги, а при относительной влажности воздуха 100% оно поглощает 34% влаги, т. е. гигроскопичность шерстяного волокна значительно выше гигроскопичности хлопкового волокна. Вода, холодная или нагретая до 70 С, на шерсть не действует, но с повышением температуры выше 70С вода разрушает шерсть. Перегретая вода с температурой выше 100С действует на шерсть более разрушающе, чем пар.

По отношению к действию различных химических реагентов шерсть ведет себя диаметрально противоположно целлюлозным (растительным) волокнам. Так, например, едкие щелочи даже при низких температурах разрушают шерсть, в то время как на целлюлозу они действуют слабо, а при низкой температуре даже несколько увеличивают ее прочность. К минеральным кислотам (невысокой концентрации, до 7%) шерсть вполне устойчива, а целлюлоза этими кислотами быстро разрушается. Серная кислота в концентрации до 6% способствует сохранению крепости шерсти и даже несколько повышает ее (даже при температуре 70С). Более концентрированная серная кислота при длительном соприкосновении действует разрушающе на шерсть. Сернистая кислота на шерсть не действует. Соляная кислота в концентрации до 56% не оказывает на шерсть действия, но концентрированная действует разрушающе. Азотная кислота действует еще более разрушающе. Продолжительное нагревание шерсти в растворах соляной и серной кислоты концентрации более 7% вызывает полное разрушение молекул кератина. Влияние кислот, а также и щелочей на прочность шерсти находится в зависимости от pH. Небольшое снижение прочности шерсти свойственно растворам с pH от 4 до 7. Выше и ниже этих значений pH происходит резкое снижение прочности. На шерсть сильно действует хлорноватистая кислота в виде солей натрия или кальция (NaOCl и СаОС1)2. При действии хлора или брома, даже в виде хлорной или бромной воды, волокно шерсти сильно набухает с образованием на поверхности вздутий студенистого вида.

Белильная известь действует на шерсть, так же как и свободный хлор. Горячие растворы белильной извести полностью разрушают шерсть за короткий промежуток времени (температура 4050С).

Как указывалось выше, щелочи действуют разрушающе на шерсть. В зависимости от концентрации и температуры щелочных растворов в шерстяных волокнах происходят различные физико-химические изменения, вплоть до перехода шерсти в коллоидный раствор. Особенно сильно действуют на шерсть едкие щелочи натрия и калия (NaOH и КОН), причем разрушающее действие повышается с увеличением температуры. Так, например, 3%-ный кипящий раствор NaOH почти мгновенно растворяет шерсть. Даже щелочи в концентрации 0,01 % при температуре 50 С после получасового воздействия на волокно заметно снижают его крепость. Растворы аммиака концентрации до 1 % при температуре 6070 С приводят к огрублению и разрушению волокна. Газообразный аммиак действует на шерстяное волокно значительно сильнее своего водного раствора. Сода и поташ в концентрации более 1 % в горячем состоянии (температура выше 50С) также действуют на шерсть. Соли меди, алюминия, железа, цинка частично разлагают шерсть.

Шерсть весьма чувствительна к пару и температуре. Действие пара в течение 45 мин. уменьшает крепость волокна на 18%, в течение 6 час. на 23% и 60 час. на 75%.

При температуре воздуха 80 С шерсть делается жесткой и ломкой, а при 100 С начинается выделение аммиака.

Тонина тонкой и полутонкой шерсти метрического номера 10003000 составляет 1835 мк, а грубой и полугрубой метрического номера 300800 равна 30- 65 мк. Длина волокна для тонкой и полутонкой шерсти составляет 50100 мм и более, а для грубой и полугрубой 5020 мм. Разрывная нагрузка тонкой шерсти составляет 7 г, а грубой 30 г. Шерсть значительно уступает по прочности хлопку, но обладает упругими свойствами и способностью свойлачиваться при механических и химических воздействиях, что позволяет получать ткани хорошей застилистости с уменьшенными порами, обеспечивающими тонкость очистки при фильтровании. Упругие свойства шерсти позволяют шерстяным тканям сжиматься и растягиваться без разрушения, что дает хорошие результаты при использовании их в гидравлических фильтр-прессах.