Фибри - биология

A фибри е тънка и гъвкава структура спрямо дължината си. Влакната не могат да поемат силите на натиск в надлъжна посока, а само силите на опън, тъй като те се извиват, когато са подложени на натиск. В природата и технологиите влакната обикновено се намират в по-голям композит, те образуват определена структура.

търговски наименования

Влакната са често срещани в природата и технологиите, тъй като могат да се наблюдават два явления:

  • Конструкция, направена от влакна, е по-здрава и често по-твърда от конструкция със същата форма, направена от компактния материал "от твърд материал".
  • Две влакна, усукани заедно, са по-здрави от двете поотделно.

Влакната се различават от пръчките поради липсата на устойчивост на изкривяване; те се различават от жиците поради по-малкия си диаметър.

Класификация

Наричат ​​се влакна с много голяма, практически неограничена дължина Филаменти, Наричат ​​се влакна с ограничена дължина Щапелни влакна. От своя страна щапелните влакна се разделят на реално въртящи се Щапелни влакна и много кратък Флок влакна, ограничението се приема приблизително 15 mm.

Свойствата на влакната могат да се определят или измерват чрез различни качествени (тест за изгаряне) и количествени методи. По време на изпитването за изгаряне се наблюдават пламъкът (развитие на сажди), миризмата, стойността на рН на дима и консистенцията на остатъка. С количествени измервания например може да се определи якостта на опън или модула на еластичност.

Естествени влакна

→ Основна статия: естествени влакна

Естествените влакна са всички текстилни влакна и влакнести материали, които се получават от растителен и животински материал без химически промени. Те трябва да бъдат разграничени от изкуствените влакна („синтетични влакна“), които се произвеждат синтетично. Преработените влакна като бамбукова вискоза или лиоцел не са естествени влакна. Относително късите дървесни влакна също се разглеждат отделно - не на последно място поради количественото им значение.

Естествените влакна могат да бъдат от органичен (растителен или животински) или неорганичен (минерален) произход.

Растителни влакна

Растителните влакна се срещат в растенията като съдови снопчета в стъблото или ствола, кората (например като лук) и като удължаване на семената.

С имота влакнест - и също дървесен и тревист - силно разпръснатите влакна, както и лигнифицираните части на един стават неспецифични тревисто растение за разлика от младите издънки и листната маса, по-специално при храната, това са порциите, които не са подходящи за консумация. Статията Fiber Plants дава преглед на селскостопанските производители на растителни влакна.

Растителни фибри е общ термин за влакна от растителен произход, които се използват като материал. Следва списък с валидните съкращения съгласно DIN 60001-1:

  • Семенни влакна
    • Памучно влакно (CO) от семенните власинки на плодовете на памучното растение
    • Капок (KP) от вътрешната страна на капсулния плод на истинското дърво капок
    • Тополов пух (н.н.)
    • Акон от копринени растения
  • Лъсти влакна
    • Бамбукови влакна (редки, предимно регенерирани влакна, подобни на вискозата от бамбук)
    • Коприва от по-голямата коприва
    • Конопени влакна (HA)
    • Сибирска коноп коприва влакна
    • Юта (JU)
    • Конго от юта от семейство слез
    • Ленено влакно, наричано още лен (LI), от обикновения лен
    • Рами влакно (RA) от рами тропическа коприва
    • Kenaf фибри от Kenaf (източноиндийски конопен блат)
    • Влакна от Roselle (Судански зефир)
  • Твърди влакна
    • Дървесни влакна - сега се пресоват в панели
    • Листни влакна
      • Сизал (SI), направен от листа от агава
      • Abacá (коноп от Манила), твърди влакна, направени от листата на вид банан
      • Curauá, направен от бромелии
      • Фибри от агава
      • Ixtle фибри от агаве lechuguilla
      • Влакна от аренга от захарната палма
      • Африка или палмово влакно от джудже длан
  • Плодови влакна
    • Кокосови влакна (CC) от обвивката на плодовете на кокосовата палма

За растителни влакна се използват и различни бързания и други растения.

Остатъците от липа и дъб представляват най-често срещаните находки от остатъци от неолитни влакна, дългите влакна от тези дървесни видове са използвани като материал за направата на кошници, рогозки и шнурове. Най-известните примери в момента са вероятно носът и обувките на човека от Хауслабйох, известен като "Ötzi".

Влакна от животински произход

При животните космените фоликули образуват влакна. Изключение правят копринените влакна от опаковката на какавидирани копринени буби и мускулни влакна, квазиклетъчни съкратителни компоненти на мускула. Влакната, които могат да се използват в текстила, са:

Минерални влакна с геоложки произход

Минералните влакна (влакна без органично свързан въглерод) естествено се срещат само в тази форма:

  • Азбестът (AS) се използва главно в строителната индустрия през миналия век поради своята устойчивост на висока температура. Той няма текстилно значение и използването му днес е до голяма степен забранено.
  • Фиброва мазилка

Изкуствени влакна (по-рано: синтетични влакна)

Има много голям брой търговски наименования и бивши търговски наименования, които са постоянно по-известни от техния химичен състав. Повечето изкуствени влакна са полимери:

Естествени полимерни влакна

  • Целулозни влакна
    • Вискозата (CV) се произвежда по метода на вискозата от чиста целулоза, главно от бук и борова дървесина или евкалипт, а все повече и от бамбук.
    • Модал (CMD) се произвежда по модифициран вискозен процес и следователно има по-висока якост от вискозата, когато е суха и мокра.
    • Lyocell (CLY) се произвежда по мокър процес на предене. Служи като разтворител н-Метилморфолин-н-оксид монохидрат. Влакното се характеризира с много висока якост на сухо и мокро.
    • Cupro (CUP) се произвежда по метода на меден оксид-амоняк.
    • Ацетатът (CA) се преде от целулозен ацетат, разтворен в ацетон, използвайки процеса на сухо предене (виж ацетатни влакна)
    • Триацетатът (CTA) също се прави от целулозен ацетат, но сега се разтваря в дихлорометан.
    • Целулонът е направен от бактериални клетки
  • Каучукови влакна
    • каучук
  • Растителни протеинови влакна
    • Соеви протеинови фибри
  • Животински протеинови влакна
    • Казеинова вълна, търговски наименования Lanital, Tiolan, Aralac [1]

Синтетични полимерни влакна

  • Поликондензационни влакна
    • Полиестер (PES), предимно полиетилен терефталат (PET), търговски наименования Диоли, Тревира и др., показват гъвкави свойства и следователно заемат челна позиция сред синтетичните влакна. Полиестерното влакно е много устойчиво на разкъсване и износване и почти не поема никаква влага.
    • Полиамид (PA), търговско наименование найлон, Перлон, Дедерон, Грилон, е много еластична и малко се мачка. Полиамидът може да се деформира трайно от топлина; това се използва по време на настройката на топлината.
    • Полиимид (PI), търговско наименование P84, Високотемпературни синтетични влакна, използвани в технически текстил, например филтърни среди.
    • Полиамидемид (PAI), търговско наименование Кермел
    • Полифенилен сулфид (PPS), търговски наименования Прокон, Торкон, Нексилени и др., показва добра устойчивост на температура и отлична химическа устойчивост, използване в технически текстил, например филтърни среди.
    • Арамид, търговско наименование Кевлар, Номекс, Twaron, има много висока устойчивост на скъсване и се използва за технически текстил, например в бронежилетки.
  • Полимеризационни влакна
    • Полиакрилонитрил (PAN), търговски наименования Дралон, Орлон и т.н., има усещане за вълна и добра устойчивост на светлина и химикали. В допълнение към смолата, тя е важен изходен материал за производството на въглеродни влакна. Полиакрилонитрил също се използва за производство на кухи влакна за мембранна технология.
    • Политетрафлуоретилен (PTFE), търговско наименование Тефлон, Тойофлон, Профили, Растекс и др., е устойчив на температура, химически до голяма степен инертен, водоотблъскващ и трудно може да бъде боядисан. Влакното се използва главно в технически текстил. Използва се и като мембрана с микроотвори - например в метеорологично облекло, търговско наименование Gore-Tex или ламинирано върху филтърни носители, търговско наименование Тетратекс, Пристин и т.н. - обработени.
    • Полиетилен (PE), търговско наименование Dyneema, asota
    • Полипропилен (PP), търговски наименования напр. Б. Поликолон, асота, най-лекото текстилно влакно някога, с добра устойчивост на абразия и практически без абсорбция на вода, добри свойства за грижа поради устойчивостта на кипене, еластичен, често използван в спортни функции и бельо, геотекстил, килими, автомобилен текстил.
    • Поливинилхлоридът (иначе PVC за влакна CLF) е добър в поддържането на топлина и се използва за ревматоидно пране.
  • Полиадиционни влакна
    • Полиуретан (EL) като еластомер (еластан или еластан), търговски наименования Lycra и Dorlastan. Еластанът се състои от най-малко 85% полиуретан и има много високо еластично разтягане. Тъй като може лесно да се боядисва в сравнение с каучука, той се използва най-вече заедно с други влакна за еластични тъкани, бански костюми и чорапи. Еластодиенът практически няма значение за текстилната употреба.

Промишлено произведени неорганични влакна

  • Стъклените влакна (GF) са по-малко пластични и чупливи в сравнение с полимерните влакна. Вие ще. а. използва се в декоративни тъкани и за вътрешна декорация. Те се използват до голяма степен за подсилване на пластмаси и в технически текстил. Оптичните кабели се използват и за оптично предаване на данни в телефонни и EDP мрежи.
  • Базалтовите влакна имат подобни свойства на стъклените влакна. Те се използват във влакнести пластмасови композити или като топлозащитен материал, както и в технически текстил.
  • Въглеродните влакна (CF) са много леки и имат висока якост. Те също се използват за подсилване на пластмаси, в композитна керамика и в технически текстил. Като филцов филц те се използват за топлоизолация на високотемпературни защитни газови или вакуумни пещи.
  • Метални влакна (MTF), много тънка тел
  • Керамичните влакна са специален клас неорганични влакна. Те се състоят от влакнеста керамична структура. Те се предлагат като оксидни (алуминиеви оксиди, мулити, итриеви оксиди) и неоксидни (SiC, SiCN, SiBCN) влакна. Основната им област на приложение е при високотемпературни приложения за изолационни материали (за къси влакна) и като армировъчни влакна в силно напрегнати композитни материали като армирана с влакна керамика. Алуминиевата силикатна вълна, известна като „керамични влакна“, се използва като високотемпературна вълна за топлоизолация при температури над 700 ° C.
  • Нанотръбните влакна се състоят почти изцяло от въглеродни нанотръби. Те имат много висока сила и все още са в ранен етап на развитие. НАСА разследва такива влакнести системи за изграждане на космически асансьори.

Международни символи за текстилни влакна

Извадка от списъка със съкращения за обозначаване на естествени и изкуствени влакна, публикуван от международната служба по стандартизация в Брюксел (BISFA) въз основа на DIN 7728:

Наименование на знак за именуване
памук CO Еластоиди Супена лъжица
Лен, лен LI Стъкло GF
коноп HF юта JU
Камилска козина WK кокосов орех CC
лама WL Модален CMD
мохер WM Полиакрил ПАН
полиамид PA полиестер PES
Полиетилен PE Полипропилен PP
рами RA Овча вълна WV
Коприна (черница коприна) SE Сизал SI
вискоза CV Козя козина HZ

Международният стандарт за съкращения на изкуствени влакна е DIN EN ISO 1043-1. За естествените влакна съкращенията за Германия са посочени в DIN 60001-1.

Пригодност на текстила

Съгласно Закона за етикетирането на текстил текстилните влакна са „продукт, който се характеризира със своята гъвкавост, финост и голяма дължина спрямо диаметъра си“.

Условията за всеки вид производство и приложение са определени по-подробно от минималните изисквания за отделни свойства (дължина, финост, еластичност, пренос на влага, изолационен ефект и др.).

Например: Памукът за определена прежда трябва да е дълъг най-малко 12 mm и якост 10 cN/tex, 4 mm е достатъчен за мокри нетъкани текстили и 2 mm за флокиране.

Синтетичните влакна, изработени от полимери, са много подходящи за текстил, облекло и технически приложения. Тъй като влакната са специално произведени, тяхната форма, дебелина и дължина могат да бъдат избрани почти свободно. Това обяснява u. а. успехът на синтетичните влакна в сравнение с традиционно използваните естествени влакна от началото на 60-те години. Естествените влакна могат да се държат, особено когато могат да имат предимства пред синтетичните влакна. В допълнение към текстилния сектор те се използват все повече и в техническия текстил.

Естествените влакна, стъклените влакна и въглеродните влакна се преработват в тъкани или нетъкани платове; най-вече за да се преработят по-късно в нетекстилни композитни влакна, рядко за да се използват директно в тази форма. Например, тъканите от фибростъкло се използват като устойчива на температура изолация за кабели.

Тънките метални жици играят съществена роля в производството на кабели, където те са предимно плетени.

Ако в текстила трябва да се използват влакна, те трябва да бъдат предени. Изключение: нетъкан текстил, филц и нишки.

Смеси от влакна

Днес е обичайно да се смесват влакна за текстилни приложения. Целта е винаги да се получи прежда с различни свойства. Тук, от една страна, се правят опити да се получат по-добри свойства на употреба, по-добри физиологични свойства на облеклото или по-добри свойства на грижа. От друга страна, човек се опитва да постигне промяна във външния вид или увеличаване на рентабилността. По отношение на обработката, смесите понякога са по-трудни за работа, отколкото чистите влакна. В някои случаи обаче смесите от влакна могат да бъдат обработени по-добре.

  • смес от влакна (меланж) като многоцветен цветен ефект в преждата
  • Vigogne е смес от памук и вискоза
  • Vigoureux е частично лентовидна ролково отпечатана влакнеста смес за постигане на висококачествени, спокойни меланжеви цветни ефекти

Производство и потребление

Най-големите производители на синтетични влакна

Най-важният производител на синтетични влакна е Китай, следван от Тайван и САЩ. В Европа Германия и Италия са най-важните производители.

Най-големите производители на синтетични влакна в света (2001 г.) [2] Класирайте производството на страната
(в хиляди т) Ранг Държава Производство
(в хиляди t)
1 Китай 7905 8-ми Тайланд 838
2 Тайван 3105 9 Германия 800
3 Съединени щати 2744 10 Турция 672
4-ти Южна Кореа 2381 11. Мексико 555
5 Индия 1681 12 Италия 550
6-то Япония 1347 13 Руска федерация. 423
7-ми Индонезия 1289 14-ти Бразилия 318

С горните цифри трябва да се отбележи, че производството в Китай в частност се е увеличило значително от 2001 г. насам. През 2006 г. производството там е малко над 19 милиона тона [3] [4] .

По-специално PET влакната се произвеждат в голям мащаб от рециклирана пластмаса. Около 40% от всички PET бутилки, събрани в Европа през 2009 г., са преработени в текстилни влакна. [5]

Най-големите производители на естествени влакна

Естествените влакна се отглеждат и обработват в почти всички страни по света - общо почти 30 милиона тона годишно. Памукът е доминиращо естествено влакно с 20 милиона тона, следван от вълна и юта с около 2-3 милиона тона. Въпреки широкото му използване, основните области на производството на естествени влакна могат да бъдат идентифицирани в Южна Азия, Източна Азия и Китай, Централна и Източна Европа, Източна Африка и Бразилия. [6]

Консумация на текстилни влакна

През 2009 г. са произведени общо около 76 милиона тона текстилни влакна (11 кг/световен жител). От това:

Дял на потреблението на текстилни влакна през 2009 г. Ранг Група Най-високи пропорции%
1 памук Китай, САЩ, Индия 0 33 [7]
2 Филаменти PES, PA, PP 0 33 [7]
3 Химични щапелни влакна PES, PAN, CV 0 24 [7]
4-ти В противен случай. зеленчукови Влакна JU, LI, CC, SI 0 7 [8]
5 Животински влакна КЪДЕ, WL, WK, WM 0 2 [7]

Статистиката не включва стъклени влакна, 1,7 милиона тона от които са използвани само за композити. [9]