shelkovoe-volokno-vidy-opisanie-osobennosti

Шелковое волокно. Настоящие протеиновые волокна

Шелковое волокно изготавливается из разных типов эктодермальных желез у клещей, пауков и нескольких групп насекомых. Настоящие протеиновые волокна получают из коконов, создаваемых некоторыми гусеницами (личинками мотыльков и бабочек) перед окукливанием. До открытия нейлона и прочих искусственных волоконных полимерных материалов шелковая нить бытового шелкопряда Bombyx mori и ткань из нее были экономически — и во время войны также стратегически — важным товаром.

Шелк — настоящее протеиновое волокно

Шелк — это волокно, произведенное гусеницами, принадлежащими к роду Bombyx. Только одна шелковая нить считается продуктом серии этапов, полученных в результате культивирования тутовых деревьев для корма одомашненного шелкопряда Bombyx mori. Во время фазы гусеницы шелкопряд обертывается в жидкий белок, выделяемый 2-мя большими железами в голове. Этот секретируемый белок твердеет при влиянии воздуха. Получившуюся нить связывают второй секрецией, серицином, который образовывает твёрдую оболочку или кокон. В природных условиях в итоге через кокон моль прорывается. В шелководстве личинка убивается в коконе паром или горячим воздухом на стадии куколки до ее перемена. Стойкая термообработка сглаживает закаленный серицин так, что нить не расплетается.

Шелковая нить собой представляет непрерывное волокно высокопрочности длиной от 500 до 1500 метров. Некоторые нити чрезмерно тонкие для применения. Для производственных целей несколько нитей соединяются с меньшим закручиванием в одну нить. Данный процесс известный как «шелковая намотка» или «шелкопрядение». Фибра шелк — это ценный сельскохозяйственный товар, хотя его объем составляет меньше 1 процента рынка настоящих текстильных волокон. Мировой интерес на очень качественный шелк умножился. Подходящие технологии сушки кокона и операции наматывания крайне важны для обеспечения хорошего шелка.

Физические характеристики кокона

Шелковые железы Bombyx mori структурированы как трубки, которые состоят из задней, средней и передней частей. Задняя часть длинная и тонкая. Середина короткая с диаметром 3-4 мм. Передняя часть довольно тонкая, ведущая к отверстию в голове личинок, из которого выводится шелк.

Цвет: Цвет зависит от варианта. Присутствие конкретных пигментов в слоях серицина вызывает цвет. Он не считается постоянным, и серицин смывается во время процесса дегумирования. Есть разные цветовые оттенки, но они все лимитированны белым, жёлтым, желтовато-зеленым и золотисто-жёлтым.

Форма: Форма кокона, как и цвет, отличается все зависит от вида. В основном, японский вид имеет арахисовую форму, китайский эллиптический, европейский — намного длиннее эллиптический, а у поливолинов — веретенообразный. Смешанные коконы принимают форму, похожую на двоих родителей.
Морщинки: У кокона на поверхности много морщин. Морщинки более грубые на внешнем слое, чем во внутреннем. Признано, что грубые морщинистые коконы редко встречаются.
Вес: Самая существенная коммерческая характерность коконов — вес. Коконы реализовываются на рынке по весу, так как данный показатель сигнализирует о приблизительном количестве сырого шелка, который можно накрутить. Чистейшие породы колеблются от 2,2 до 1,5 г, а смешанные породы — от 1,8 до 2,5 г.

Толщина и вес оболочки кокона: Толщина оболочки кокона не считается постоянной и меняется соответственно с тремя ее разделами. Главная сжатая часть кокона собой представляет самый толстый раздел, а размеры расширенных частей головы составляют от 80 до 90 процентов от центральной суженной. Вес шелковистой оболочки является самым немаловажным фактором, потому как данная мера дает возможность рассчитывать сырую шелковую массу.
Твердость или компактность: Твердость кокона коррелирует с текстурой оболочки и зависит от условий вращения кокона. Ступень твердости также действует на проницаемость воздуха коконов во время кипения. Жёсткая оболочка в большинстве случаев понижает способность к повторному смачиванию (во время процесса намотки кокона), тогда как мягкая оболочка может размножать изъяны сырого шелка. Другими словами, небольшая влажность лучше для коконов лучшего качества.

шелковый кокон: нить сырого шелка

Процент оболочки: Нужно количественно оценивать соотношение веса шелковистой оболочки к весу кокона. Это значение даёт неплохое указание количества сырого шелка, который можно накрутить из заданного количества свежих коконов. В новообразованных гибридах зарегистрированные проценты составляют от 19 до 25 процентов.
Процент сырого шелка: Обычный диапазон может составлять от 65 до 84 процентов от веса оболочки кокона и от 12 до 20 процентов от веса всего свежего кокона.
Длина волокна: Длина волокна определяет рабочую нагрузку, скорость производства, равномерность шелковистой нити и динамометрические свойства продукта. Диапазон общей длины может составлять от 600 до 1 500 м, из которых 80% можно накручивать, а остальная часть убирается как отходы.
Размотка: Размотка устанавливается как пригодность коконов для экономически целесообразного наматывания. На размотку в большей мере действует подробное действие при вращении кокона, сушки, хранения, подготовительной обработки, увеличение эффективности машины и умения оператора. Диапазон размотки может составлять от 40 до 80 процентов с серьезными отклонениями в зависимости от типа кокона.

Размер коконовой нити: Измерение толщины нити выражает размер шелковистой нити. Толщина нити собой представляет вес 450 м шелковистой нити, разделенной на 0,05 г единиц. В самом крупном разрезе нити кокона от 200 до 300 метров толщина нити возрастает. В последующем данные размеры становятся мельче и мельче, когда процесс приближается к внутреннему слою. Усредненный диаметр коконовой нити может составлять от 15 до 20 мкм.
Изъяны: В нити кокона может пользоваться спросом ряд очень маленьких недостатков, например как петли, расщепленные концы, нечеткость, перья и волосатость. Хотя эти изъяны наблюдаются среди сортов шелкопряда, условия их появления, видимо, помогают их заболеваемости. Эти изъяны нитей конкретно воздействуют на качество сырого шелка.
Моховидность: Волосы-подобные выступы в шелковом волокне называются моховидностью. Иным аргументом, способствующим ей, считается возникновение безмерно зрелых личинок. Когда ткани, сплетенные с данными дефектами, красятся, наверное, что ткань покрыта пылью или бледнее, чем другие. Практически, выступающая фибрилла считается более прозрачной и имеет меньшую способность поглощать красители.

Перемотка шелка

Кокономотание — это процесс, благодаря которому несколько коконов накручиваются вместе, чтобы создать одну нить. Это можно достичь путем разматывания нитей коллективно из группы приготовленных коконов на одном конце в тёплой водяной бане и намотки получившейся нити на быстро двигающуюся катушку. Наматывание шелка можно поделить на способ прямого наматывания на катушку классического размера, непрямой способ наматывания на малые барабаны и переходной способ наматывания шелка из маленьких катушек на катушки классического размера на машине для повторного наматывания. Последняя техника сначала используется в современных процессах шелкомотания.

Ручное вращающееся колесо

Автоматическая наматывающая машина

В изготовлении сырого шелка постоянное увеличение расходов на рабочую силу стало причиной автоматизации. Приблизительно в первой половине 50-ых годов двадцатого века была изобретена автоматическая машина для наматывания, которая контролирует кол-во намотанных коконов на нитку. Практически сразу после этого ее заменила вторая автоматическая машина для наматывания, которая автоматично могла настраивать размер наматываемой нити.

Автоматическая наматывающая машина механизирует процессы набегающих кончиков, концы захвата, пополнение коконов для наматывания нити и отделение упавшего конца нити во время процесса наматывания. Результативность автоматической наматывающей машины сравнивается с ручной универсальный наматывающей машиной.

Автоматическая машина для наматывания, хотя и выстроенная для замены ручного наматывания, до сих пор просит рабочей силы для трудностей с наматывающей нитью, которые нужно поправить ручным способом. Минимальное количество приготовленных коконов переносят на вновь приготовленный горшок для коконов, а потом убирают в концевую часть.

Конечные намотанные коконы проникают в собирающую концевую часть, и идеально подобранные концевые коконы выдаются в корзину подачи кокона, которая постоянно крутится вокруг наматывающего бассейна на бесконечной цепной ленте. В большинстве случаев способ наматывания разделяется на систему подачи фиксированного кокона и систему подачи перемещающегося кокона.

Шелковое производство

Состав всего кокона устанавливается как оболочка кокона, куколка и отбрасываемая кожа. Куколка составляет очень большую часть его веса. Необходимо обратить свое внимание, что подавляющая часть содержимого кокона — это вода. Благодаря этому нужно убрать воду с целью улучшения наматывания волокна кокона и для лучшего сохранения кокона на протяжении длительного срока.
Состав коконовой оболочки. Шелковая нить, создающая оболочку кокона, состоит из 2-ух белков, именуемых фиброинами и покрытых шелковистой смолой или серицином. Кол-во серицина меняется от 19 до 28 процентов в зависимости от типа кокона.

Фиброин — 72-81%
Серицин — 19-28%
Жир и воск — 0,8-1,0%
Красящее вещество и зола — 1,0-1,4%

Структурные специфики шелка

Шёлк Bombyx mori состоит из белков фиброина и серицина, подобных веществ, как жиры, воск, песочные пигменты и минералы.
Фиброин в Bombyx mori имеет высокое содержание аминокислот глицина и аланина, 42,8 г и 32,4 г естественно.
Основными аминокислотами в серицине являются серин (30,1 г), треонин (8,5 г), аспарагиновая кислота (16,8 г) и глутаминовая кислота (10,1 г)

Физические и химические свойства

Удельный вес: удельный вес серицина и фиброина в среднем может составлять от 1,32 до 1,40. В основном, удельный вес серицина несколько больше, чем у фиброина.
Плотность: плотность указывает кол-во веса, которое данное волокно может поддерживать до разрушения. Стереотипная плотность шелка может составлять от 3,6 до 4,8 г на денье.
Удлинение: удлинение определяет длину, до которой волокно может растягиваться перед разрушением. Сырой шелк имеет удлинение от 18 до 23 процентов от его начальной длины.
Гигроскопическая природа: 11 процентов — это подходящий показатель восстановления влаги для шелка; на основе данного момента выходит меркантильная масса шелка.
Воздействие света: Постоянное нахождение на свету ослабляет шелк быстрее, чем хлопок или шерсть. Сырой шелк очень стойкий к свету, чем дегуммированный.
Электрические свойства: Шелк — плохой проводник электричества и копит статический заряд от трения. Эта черта может затруднить его обработку в процессе изготовления. Этот статический заряд может рассеиваться большой влажностью или поддерживая относительную влажность 65 процентов при 25?C.

Действие воды: шелк — это высокопоглощающее волокно, которое легко пропитывается водой. Вода, однако, не оказывает систематического влияния на шелковое волокно. Шелковая стабильность уменьшается приблизительно на 20 процентов во влажном состоянии и востанавливается до первоначального состояния после высушивания. Волокно становится шире, однако не растворяется при погружении в тёплую воду. Необходимо обратить свое внимание, что шелковое волокно будет также поглощать растворенные вещества, имеющиеся в водной массе.
Воздействие тепла: Если белый шелк нагревается в духовке при 110?C на протяжении 15 минут, он начинает желтеть. При 170°С шелк распадается, и в его точках сжигания выделяется эмпиремический аромат.
Деградация кислотами, щелочами: Обработка шелковых волокон кислотными или щелочными веществами вызывает гидролиз пептидных связей. Степень гидролиза основывается на рН-факторе, который как минимум составляет от 4 до 8. Деградация волокна вырисовывается в результате потери прочности при растяжении или изменении вязкости раствора.
Протеолитические ферменты: Протеолитические ферменты очень сложно атакуют фиброин в волокнистой форме, видимо, вследствие того, что протеиновые цепи в шелке плотно упакованы без тяжелых боковых цепей. Серьезная деградация вызывается водой или паром при 100?C.
Окисление: Окисляющие агенты могут нападать белки в трех потенциальных точках. Перекись водорода абсорбируется шелком и, как полагают, образовывает комплексы с аминокислотными группами и пептидными связями.