Chociaż większość z nas wie czym są materiały bawełniane, lniane, wełniane, jedwabne, to nie każdy jest w stanie je rozróżnić. Jest to istotne ze względu na ich odmienne właściwości. Klasyfikacja włókien, czyli podział ze względu na pochodzenie i właściwości nie jest ta skomplikowana jak myślisz. Przeczytaj ten wpis i przekonaj się jakie to proste!

Czym jest włókno?

Włókno jest podstawową jednostką struktury materiałów. Charakteryzuje się znaczną długością i niewielkim przekrojem poprzecznym. Wyróżniamy włókna naturalne występujące w przyrodzie i chemiczne wytwarzane przez człowieka. Decydują o tym polimery z których są zbudowane. Te występujące naturalnie w przyrodzie jak np. celuloza czy sok kauczukowy, są budulcem włókien naturalnych oraz sztucznych, które otrzymuje się poprzez modyfikację owych polimerów. Syntetyczne zaś wytwarzane są przez człowieka w drodze syntezy chemicznej.

Klasyfikacja włókien

Jak już wiesz, wszystkie włókna dzielimy ze względu na ich pochodzenie na dwie podstawowe grupy: naturalne oraz chemiczne. W ich obrębie występują podgrupy i podziały opisane poniżej.

Włókna naturalne

Występują w przyrodzie w postaci włókien organicznych, których źródłem są części roślin (włókna roślinne), uwłosienie zwierząt i ich oprzędy (włókna zwierzęce) oraz nieorganicznych (wytwarzanych z substancji mineralnych).

Źródłem włókien roślinnych są:
– nasiona (np. bawełna, kapok),
– łodygi (len, konopie, juta, ramia),
– liście (sizal, manila),
– owoce (kokos).

Włókna zwierzęce mogą pochodzić z:
– uwłosienia (wełna, włos, sierść, włosie)
– oprzędów (jedwab morwowy, jedwab dębowy)

Do włókien nieorganicznych należą te pozyskane z substancji mineralnych (np. azbest).

Włókna chemiczne

W przeciwieństwie do naturalnych, włókna chemiczne są wytwarzane przez człowieka z różnych substancji. Dzielimy je na organiczne (sztuczne i syntetyczne) oraz nieorganiczne (mineralne).

Włókna sztuczne są wytwarzane ze związków występujących w przyrodzie:
– celuloza (wiskoza, Tencel, Newcel),
– białka (Wipolan),
– sok kauczukowy (Lateks oraz Elastan – kauczuk syntetyczny w 85% wykonany z poliuretanu).

Włókna syntetyczne produkuje się ze związków nie występujących w przyrodzie, drogą syntezy chemicznej na przykład z ropy naftowej. Produkuje się je w wielu krajach pod różnymi nazwami handlowymi:
– poliamidowe (PA) np. Polana, Stilon oraz Dederon i Perlon (Niemcy), Nylon (USA),
– poliestrowe (PET) np. Elana, Torlen oraz Diolen (Niemcy), Tergal (Francja), Terital (Włochy), Tetron (Rumunia),
– poliakrylonitrylowe (PAN) np. Anilana oraz Ascaryl (Turcja), Acrilan i Dynel (USA), Leacryl (Włochy), Dralon (Niemcy), Nitron (Białoruś), Crumeron (Węgry),

Inne włókna syntetyczne jak:
– polichlorowinylowe (PVC) uzyskane z polimeryzacji chlorku winylu np. Fibravyl i Rhovyl (Francja), Movil (Włochy), Vinylon (USA),
– polipropylenowe (PP) pozyskane z polimeryzacji propylenu np. Herculan (USA), Meraklon (Włochy), Pylen (Japonia),
– poliuretanowe (PU) np. Dorlastan oraz Lycra i Glospan (USA), Elaston (Polska),

Włókna mineralne:
– szklane np. Polsilon, wata szklana,
– metalowe np. Bajorek, Szych, Lurex i Lame (USA), Rexor (Polska).

Pobierz schemat klasyfikacji włókien do druku

Parametry określające właściwości włókien

Warto opanować sztukę rozróżniania włókien, ponieważ każde z nich posiada nieco inne właściwości. Co za tym idzie, materiał z nich wykonany ma konkretne cechy, które decydują o doborze procesów technologicznych podczas ich przerobu oraz wpływają na komfort użytkowania i sposób konserwacji. Charakterystyczne właściwości włókien można określić za pomocą zmysłów (wzrok, dotyk, węch) lub przy użyciu przyrządów pomiarowych i odczynników chemicznych.

Dzielimy je na:
1. Właściwości fizyko-mechaniczne: kształt, długość, grubość, gęstość, sprężystość, higroskopijność, barwa, połysk, izolacyjność cieplna, wydłużenie w czasie rozciągania, wytrzymałość na rozciąganie, wrażenie przy dotyku.

2. Właściwości chemiczne: sposób spalania, odporność na działanie podwyższonej temperatury, kawasów, zasad i środków bielących, orientacja włókna, stopień polimeryzacji, rodzaje polimerów.

Wymienione właściwości zależą od substancji z jakich są zbudowane, czyli polimerów. Może pamiętasz z lekcji chemii, są to związki wielkocząsteczkowe zbudowane z merów, czyli powtarzających się grup atomów. Stąd ich nazwa poli (wiele) + mer = „wiele merów”, gr. polymeres – wieloczęściowy, zbudowany z wielu części.

Jak je rozróżnić?

Profesjonalna analiza włókien powinna odbywać się w pracowni wyposażonej w odpowiednie przyrządy, pomoce oraz odczynniki chemiczne.

Ogólnie rzecz ujmując polega ona na:
– ocenie organoleptycznej (poprzez wzrok, dotyk),
– obserwacji zachowania się włókien w płomieniu,
– ustaleniu kształtu włókien pod mikroskopem w widoku wzdłużnym i przekroju poprzecznym,
– obserwacji zachowania się włókien w odczynnikach chemicznych,
– ustaleniu temperatury topnienia i rozkładu włókien (tylko w przypadkach wątpliwych).

A co jeśli nie mamy dostępu do profesjonalnie wyposażonej pracowni? Wtedy pozostaje nam dokładna ocena organoleptyczna oraz próba palenia. Zaczynamy od dokładnego przyjrzenia się próbce – sprawdzamy m.in. połysk, kształt włókien. Następnie badamy chwyt – jakie wrażenie materiał daje w dotyku, czy łatwo się gniecie, czy jest elastyczny itp. Na koniec podpalamy niewielki kawałek próbki lub kilkadziesiąt skręconych włókien. Obserwacje porównujemy z poniższą tabelą.

Więcej informacji dotyczących sposobu rozróżniana włókien oraz ich właściwościach i zastosowaniu znajdzie się niebawem w kolejnych wpisach z kategorii Materiałoznawstwo.