А. Кочнев - Клейкость хлопкового волокна

На сегодняшний день хлопковое волокно является одним из ценнейших видов сырья в мире. Хлопковое сырьё используется в текстильной, трикотажной, обувной и многих других отраслях легкой промышленности.

В текстильной промышленности России хлопчатобумажная отрасль занимает ведущее положение. Несмотря на то что наша хлопчатобумажная отрасль работает полностью на импортном сырье, в России находятся немалые основные фонды по производству пряжи и тканей из хлопка [1].

На долю хлопчатобумажных тканей в России приходится около 80 % от общего объема выпуска тканей [1]. Столь широкое распространение хлопок получил главным образом, благодаря своим уникальным свойствам, таким как высокая гигиеничность, прочность, износостойкость и термостойкость. Кроме того, хлопок технологичен: он легко прядется и подвергается крашению.

Одной из проблем повышения эффективности текстильного производства является такой дефект хлопкового волокна, как клейкость. Под термином «клейкость», или «медовая роса», хлопкового волокна подразумевается совокупность различных сахаров, присутствующих на поверхности волокна.

Клейкость может привести к негативным последствиям при производстве хлопка. Она вызывает нежелательные явления налипания волокна на рабочие органы оборудования в процессе производства. Это препятствует очистке и прядению хлопковых волокон, затрудняет процесс производства, увеличивает затраты на обслуживание оборудования и приводит к поломкам машин [2]. Себестоимость продукции из клейкого хлопка увеличивается, а качество пряжи значительно ухудшается по сравнению с пряжей из неклейкого хлопка при прочих одинаковых показателях. Кроме того, сахара на поверхности хлопкового волокна являются отличной питательной средой для развития микроорганизмов, что отрицательно сказывается на биостойкости хлопкового волокна и сохранении его качественных характеристик.

Дефект «клейкость» долгое время оставался без внимания. Только сейчас клейкость хлопкового волокна стала обязательным показателем, который определяют на международном рынке при приобретении хлопкового сырья.

Поиск объективных и низкозатратных методов определения клейкости, а также разработка нормативов по степени клейкости хлопка являются перспективными направлениями повышения качества и экономической эффективности прядильного производства хлопка.

В работе рассмотрены всевозможные методы обнаружения клейкости хлопкового волокна. Но все они требуют больших временных и финансовых затрат и не могут применяться в полевых условиях. Целью данной работы является поиск нового объективного экспресс-метода определения наличия вредоносных сахаров.

Хлопок является волокном растительного происхождения, покрывающим семена хлопчатника – растения рода госсипиум (Gossypium). Изображение хлопчатника представлено на рис. 1. Хлопчатник (Gossypium) относится к семейству просвирниковых (Malvaceae).

Рис. 1. Хлопчатник (Gossypium)

Это однолетнее кустарниковое растение с крупными листьями высотой 0,6-1,7 м, произрастающее в районах с жарким климатом. Известно 5 культурных и более 30 диких видов хлопчатника [6].

Преимущественное распространение во всех странах получили 4 вида хлопка:

‒ волосистый, или косматый (средневолокнистый – длина волокна 26-35 мм);

‒ барбадосский – наиболее длинное (длина волокна 35-60 мм), тонкое и высококачественное волокно, обычно слегка кремового оттенка;

‒ древовидный (короткое и грубое волокно);

‒ травовидный (короткое и грубое волокно) [6].

Хлопок выращивается более чем в 80 странах мира. Основные страны производители хлопка – США, Индия, Пакистан, Египет, Бразилия, КНР, Узбекистан, Иран, Афганистан. Выращивается хлопок и на юге России, в Краснодарском крае, но только для селекционной работы [6].

Хлопчатник удивителен тем, что независимо друг от друга его стали выращивать народы Старого и Нового Света. Колумб и его спутники увидели у жителей открытого ими континента хлопчатобумажные передники и платки, защищавшие голову от солнца. Позднее повелитель ацтеков передал в дар испанскому завоевателю Кортесу 30 тюков плащей из хлопка. Хлопок был известен в Индии с VI века до нашей эры. Геродот писал, что там растут «странные растения, на которых вместо плодов вырастает шерсть». В жарком климате люди предпочитали легкие одежды из хлопка толстым и тяжелым из льна. Через арабский рынок хлопок попал в Палестину, Египет, Андалусию, Сицилию. До конца VIII века в Европу он ввозился только в виде готовых изделий. Впервые производство хлопчатобумажных тканей было открыто в 1772 г. в Англии [7].

Хлопковое волокно – это мягкие, тонкие, матовые волоски, покрывающие поверхность семян. Они бывают длинными и пушистыми или короткими и ворсистыми (линт, или хлопковый пух). В зависимости от возделываемого вида и сорта семя может нести оба типа волосков или только первый из них. Каждый волосок – это одна мертвая эпидермальная клетка семенной кожуры, представляющая собой длинную, уплощенную, спирально скрученную трубку. У диких видов хлопка длинных волосков нет. Волокна хлопка могут быть разных цветов. Наиболее распространенные: белые с легким кремовым оттенком, слегка желтоватые. Выведены также сорта хлопчатника, дающие волокна зеленоватого, бежевого или голубоватого цвета [8].

Хлопковые волокна относятся к элементарным, то есть волокнам, которые не могут быть разделены на более тонкие и короткие без разрушения. Основными характеристиками макроструктуры являются длина, толщина, извитость [8].

Длина ‒ одна из самых важных характеристик качества волокна, так как она определяет вид получаемой пряжи и качество вырабатываемых изделий. Длина хлопкового волокна колеблется от 1 до 54 мм. Волокно длиной до 20 мм не пригодно для изготовления пряжи и называется непрядомым, оно может быть использовано в производстве нетканых материалов, искусственных волокон [9].

Хлопок длиной от 20 до 54 мм подразделяют на три сорта. Характеристика хлопковых волокон разной длины и пряжи, изготовленной из них, приведена в табл. 1 [9].

Толщина (тонина) хлопкового волокна обозначается в микрометрах (по размеру поперечника) или в миллитексах. Тонина хлопковых волокон определенным образом связана с их длиной, чем длиннее волокно, тем оно тоньше: