Состав и свойства хлопка

Хло́пок — волокно растительного происхождения, покрывающее семена хлопчатника, важнейшее наиболее дешёвое и распространённое растительное волокно.

В русской технической литературе до второй половины XIX века вместо слова «хлопок» применяли термин «хлопчатая бумага», сохранившийся до настоящего времени в словах: хлопчатобумажная ткань, хлопчатобумажная промышленность и других.

Состав и строение

Волокно хлопка представляет собой одну растительную клетку, развивающуюся из кожуры семени. Толщина одного волокна — 15—25 мкм; в зависимости от длины волокна (от 5 до 60 мм), изготовленную из него пряжу классифицируют как коротковолокнистую, средневолокнистую и тонковолокнистую и подвергают различной обработке. Волокно представляет собой полую трубочку (что объясняет плохую теплопроводность), завитую вокруг своей оси (7—10 раз на 1 мм).

По мере созревания волокна растут отложения целлюлозы, в результате чего прочность волокна возрастает. По химическому составу на 95 % состоит из целлюлозы, остальные 5 % — жировые и минеральные примеси.

Свойства

  • Обладает высокой гигроскопичностью (способностью впитывать влагу).

    Волокно при набухании увеличивается примерно на 40 % по объёму. В отличие от других тканей, у хлопка при намокании прочность не понижается, а повышается (примерно на 15 %).

  • По прочности сравним с шёлком (если сравнивать разрывную нагрузку натуральных волокон); уступает по прочности льну и превосходит шерсть.
  • Как и все натуральные ткани, чувствителен к свету — после 940 часов воздействия солнечных лучей прочность снижается вдвое.
  • Более, чем шёлк, чувствителен к длительному воздействию высоких температур — после трёх суток нагревания до 150 °C прочность уменьшается вдвое.
  • Термопластичен — способен «запоминать» форму после нагревания (другими словами — поддаётся утюжке), что позволяет добавлять хлопок в костюмные ткани из синтетических волокон для улучшения свойств.
  • Рекомендуемая температура влажно-тепловой обработки — 130 °C.
  • Обладает хорошими теплозащитными характеристиками за счёт полого строения волокна.
  • Ткани без обработки легко сминаются и истираются;
  • устойчивость к истиранию решается добавлением синтетических тканей (капрона);
  • повышенная сминаемость устраняется после так называемой несминаемой отделки мочевиноформальдегидной или меламинформальдегидной смолой.
  • Как и другие натуральные волокна, не растворяется в органических растворителях (например, в муравьиной кислоте, уксусе, спирте), что позволяет использовать эти легкодоступные реактивы для очистки сложных пятен на хлопковых тканях в домашних условиях. Однако, чувствителен к действию неорганических кислот ищелочей;
  • обработка щелочами (например, едким натром) применяется при изготовлении ткани.
  • Чувствителен к деятельности микроорганизмов (другими словами — гниёт).
    19 стр., 9466 слов

    Общая характеристика нервная ткани

    ... конце специфически устроенные воспринимающие аппараты - чувствительные нервные окончания (рецепторы). По количеству отростков нервные клетки делятся на три группы: униполярные ... нервная ткань составляет основу нервной системы, которая представлена головным и спинным мозгом, нервами, нервными узлами, или ганглиями, и нервными окончаниями. 1. Общая характеристика нервная ткани Нервной ткани ...

При горении хлопок издаёт запах жжёной бумаги.

Преимущества тканей из хлопкового волокна: дешевизна производства, хорошие гигиенические свойства (по совокупности гигроскопичности и воздухопроницаемости), способность к усадке. Недостатки: подверженность пиллингу, истираемости, сминаемости (без специальной обработки), чувствительность к свету (как у большинства натуральных тканей), большая величина необратимых деформаций (растягивание изделия) вследствие малой величины упругой деформации.

История

Впервые в Старом Свете хлопок стал культивироваться 7000 лет назад (5-е тысячелетие до н. э.) представителями цивилизации, находившейся в долине Инда. Свидетельства о выращивании хлопка были найдены при археологических исследованияхмергархской культуры, где были обнаружены медные бусы с сохранившимися хлопковыми нитями. В период Индской цивилизации, которая занимала огромную площадь в северо-западной части Южной Азии, где ныне располагаются территории восточного Пакистана и северо-западной Индии, хлопок получил дальнейшее распространение. Производство хлопка в долине Инда было весьма развито, а некоторые методы, которые применялись в те времена для хлопкопрядения и обработки, продолжали использоваться вплоть до периода современной индустриализации Индии. Между 2000 и 1000 годами до н. э.хлопок распространился практически по всей Индии. Например, он был найден при раскопках в Халлусе, штат Карнатака (1000 год до н. э.).

Использование текстильных изделий из хлопка распространилось из Индии до Средиземного моря и далее.

Изделия из хлопка были обнаружены в пещере близ Теуакана, Мексика, и датированы около 5800 годом до н. э., хотя данные датировки неточны вследствие разложения волокон. Другие источники относят окультуривание хлопка в древней Мексике приблизительно к 5000—3000 годам до н. э..

Хлопок был неизвестен грекам и арабам до времён войн Александра Македонского. Современник Александра древнегреческий путешественник Мегасфен рассказывал полководцу Селевку про то, что «…были деревья, на которых растёт шерсть» (отрывок из «Индики» Мегасфена).

В Иране (Персии) история хлопка уходит в прошлое к эре Ахеменидов (V век до н. э.).

Однако источников, относящихся к выращиванию хлопка в Иране перед появлением там ислама, дошло до наших дней очень мало. Выращивание хлопка было распространено в Мерве, Рее, а также в районе Фарс. В стихах персидских поэтов, особенно в Шахнаме Фирдоуси, можно найти множество отсылок к хлопку, рассказывая о главных продуктах Персии, упоминает в том числе и хлопок. Жан Шарден, французский путешественник XVII века, который посетил Персию Сефевидов, подтвердил существование там обширных хлопковых плантаций.

23 стр., 11200 слов

Индия реферат для ребенка

... Индии имеет возраст старше 65 лет. Начальное образование является в стране обязательным, однако многие дети ... Традиционными отраслями производства являются волоконная (хлопчатобумажная и джутовая) промышленность, производство одежды и ... политику Индии оказывала Великобритания; Индию называли главной жемчужиной в короне Британской ... индии. Почти все люди, живущие в Индии, глубоко религиозны. Религия для ...

Во времена династии Хань китайцы выращивали хлопок на территории нынешней провинции Юньнань.

В Перу выращивание местной разновидности хлопка стало основой развития береговых культур, таких как культура Норте-Чико, Моче, культура Наска. Хлопок выращивался в верховьях рек, и сделанные из него сети затем обменивались у жителей рыболовецких прибрежных деревень на внушительные количества рыбы. Испанцы, прибывшие в Мексику и Перу в начале XVI века, нашли местных жителей, выращивающих хлопок и носящих одежду, изготовленную из него.

Baumwolle

Производство хлопка в Индии во время Британского завоевания и основания Британской Индии в конце XVIII — начале XIX веков неуклонно сокращалось. Большей частью это происходило из-за агрессивной колониалистской политики Британской Ост-Индской компании, преследующей свои корыстные цели, которая сделала обработку и производство изделий из хлопка местным населением неконкурентноспособным. Индия была принуждена поставлять только сырой хлопок и обязана, путём введения специальных законов, закупать готовый текстиль в Британии.

Первым орудием для очистки хлопка от семян в Индии была так называемая «чурка», состоявшая из двух валиков, причём верхний — неподвижный, а нижний — вращаемый с помощью рукоятки. Хлопок с семенами подавался между валиками, валик захватывал волокно и протаскивал его на другую сторону, а семена, которые не могли пройти между валиками, отрывались и падали впереди. При этой операции два-три сменных рабочих могли очистить в день не более 6—8 кг чистого хлопка. Поэтому о крупном и дешёвом производстве хлопка не могло быть и речи.

Промышленная революция

Наступление промышленной революции в Британии обусловило взрывное развитие хлопковой индустрии, что сделало текстиль главным экспортным товаром англичан. В 1738 году Льюис Пол и Джон Уайат из Бирмингема, Англия запатентовали прядильную машину с вращающимися валами и систему с ровничной катушкой для получения хлопкового полотна более равномерной толщины. Позднее, изобретение в 1764 году прядильной машины периодического действия и изобретение в 1769 году Ричардом Аркрайтом механизма для прядения позволило британским ткачам производить пряжу и одежду из хлопка значительно более быстрыми темпами. С конца XVIII века английский город Манчестер получает прозвище Хлопкополис, поскольку хлопчатобумажная промышленность заполоняет город и он становится центром мировой торговли продуктом. Производственные мощности Британии и Соединённых Штатов увеличились с изобретением в 1793 году американцем Ели Уитни первой эффективной хлопкоочистительной машины коттон-джин. До этого времени хлопковые волокна извлекались из семян вручную, что было чрезвычайно трудоёмко. Для того чтобы произвести тюк хлопка требовалось более 600 человеко-часов труда, что делало производство хлопка в США в производственных масштабах экономически нецелесообразным, даже с условием использования рабского труда. Изобретение Уитни позволило сократить время производства тюка хлопка до приблизительно 12 часов.

Совершенствование технологии и усиливающийся контроль над мировым рынком позволили британским торговцам создать цепочку по производству, в которой сырой хлопок закупался на колониальных плантациях, из него создавалась хлопковая ткань на мельницах Ланкашира, которая затем экспортировалась с помощью английского флота на подконтрольные колониальные рынки в Британской Западной Африке, британской Индии и Китае (в Шанхай и Гонг-Конг).

7 стр., 3221 слов

Основные показатели социально-экономического развития России ...

... 28,3 31,4 статистики Экономическое развитие России в 2006-2012 годах в целом характеризовалось ... 1 Таблица 1. Основные макроэкономические показатели Основные макроэкономические показатели Показатель Ед. изм. ... года. Снижение экспортных доходов привело к немедленному пересмотру инвестиционных планов, а возобновившийся отток капитала и ужесточившийся доступ к кредиту значительно усилили экономическое ...

Король Хлопок

Во время Гражданской войны в США экспорт хлопка из страны почти прекратился из-за блокады союзниками портов южан, а также в силу того, что конфедераты приняли решение прекратить экспорт, надеясь, что это вынудит Великобританию признать Конфедерацию или принять участие в войне. Но англичане и французы вместо этого стали закупать египетский хлопок. Были сделаны значительные инвестиции в развитие хлопковых плантаций, правительство Исмаил-паши получало солидные займы от европейских банкиров и фондовых бирж. Также в это время вновь возросло выращивание хлопка в Индии.

После окончания Гражданской войны и издания Прокламации об освобождении рабов хлопок продолжал оставаться главной сельскохозяйственной культурой Юга.

Распространилась испольщина, когда свободные фермеры-афроамериканцы и безземельные белые фермеры работали на плантациях богачей за долю дохода. Плантации требовали большого количества рабочей силы вследствие трудоёмкости ручного процесса сбора хлопка вплоть до 1950-х годов, когда появились комбайны. В целом, с начала XX века происходило падение уровня занятости в хлопковой промышленности в силу развития механизации. Сегодня хлопок остаётся главным экспортным товаром юга Соединённых Штатов, и большую часть ежегодного урожая хлопка составляет длинноволокнистый хлопок американских сортов.

Культивирование

Успешное культивирование хлопка требует длительного периода тёплых температур без заморозков, достаточного количества солнечных дней и умеренных осадков, обычно от 600 до 1200 мм. В общем случае подходящие условия для произрастания встречаются в тропических и субтропических поясах северного и южного полушарий в регионах с сухими продолжительными сезонами. Большая часть хлопка в наше время выращивается с использованием систем ирригации и орошения. Время посадки в северном полушарии может разнится от февраля до начала июня. Область в Соединённых Штатах, известная как Южные равнины , является крупнейшим регионом по непрерывному выращиванию хлопка в мире. Вода для поливки хлопка в этом сухом регионе добывается из водоносного горизонта Огаллала. Устойчивость хлопка к солям и засухе делает его удобной культурой для аридных регионов. В связи с тем, что на Земле в настоящее время существует проблема водных ресурсов, те экономики, что зависят от хлопка, сталкиваются с серьёзными трудностями и проблемами, касающимися окружающей среды. Например, непродуманное культивирование и ирригация привели к опустыниванию больших площадей в Узбекистане, для которого хлопок является главным экспортным товаром. Забор воды на орошение, в том числе и хлопковых полей, привёл к трагедии Аральского моря.

В настоящее время хлопок может выращиваться таким образом, чтобы иметь не только привычный желтовато-белый цвет, но и красный, зелёный и коричневый .

Получение

При созревании коробочка хлопчатника раскрывается. Волокно вместе с неотделёнными семенами — хлопок-сырец — собирается на хлопкоприёмных пунктах, откуда его отправляют на хлопкоочистительный завод, где происходит отделение волокон от семян. Затем следует разделение волокон по длине: собственно хлопок-волокно — волокна длиной более 20 мм, пух (линт) — менее 20 мм, и подпушек (делинт) — менее 5 мм.

8 стр., 3798 слов

Физиология нервных волокон и нервов

... оболочки нервных волокон является изолирующая функция, способствующая лучшему проведению биопотенциалов по отросткам нейронов. 2. КЛАССИФИКАЦИЯ НЕРВНЫХ ВОЛОКОН Наиболее распространена классификация по Дж.Эрлангеру и Х.Гассеру (1937), в которой волокна разделяют на три типа: ...

Применение

Хлопок идёт на текстильную обработку для получения хлопчатобумажной пряжи. Из хлопка вырабатывают ткани, трикотаж, нити, вату и другое. Пух и подпушек хлопка применяют в химической промышленности как сырьё для изготовления искусственного волокна и нитей, плёнки, лаков и т. п. Его используют во взрывчатых веществах.