В чем отличие лубяных волокон от древесных – , , — — — BioInside.ru

Содержание

Лубяные волокна и их функции

Лубяные волокна - это волокна, получаемые из стеблей или листьев определенных растений. Таких травянистых представителей флоры насчитывается весьма много - порядка 2 тысяч. Однако наиболее популярными являются такие из них, как лен, пенька, джут, канатник. Древесные волокна - те, которые получают из некоторых пород древесины.

Лубяные и древесные волокна представляют собой "ткань" растений. Клетки их имеют вытянутую форму и заостренные концы. В отличие от других, их длина может измеряться в миллиметрах и даже сантиметрах. А вот поперечный срез - в микронах. Оболочка волокна очень жесткая, внутри клетка практически не живет, она всегда отмершая. Со временем происходит одревеснение такой клетки, и ее полезные свойства утрачиваются. Она становится более ломкой и рассыпчатой. Неодревесневшая клетка волокна богата целлюлозой и поэтому очень гибка и эластична.


Для чего используют лубяные волокна?

Во-первых, они широко используются в текстильной промышленности для изготовления тканей и пряжи. Не все волокна подходят для этих целей, а только мягкие. Их получают из льна или рами. Еще одна функция лубяных волокон - веревочные и канатные изделия. Для этих целей пригодны грубые изделия (пенька, джут) и жесткие (сизаль, абака). Широко используются и древесные волокна. Их применяют в строительстве для изготовления композитных материалов, в бумажной промышленности.

Льняные волокна

Лен - довольно распространенная сельскохозяйственная культура. Его волокно наиболее тонкое и нежное, именно поэтому его так широко используют в текстильной промышленности. Для получения лубяных волокон выращивают лен-долгунец. Свое название этот сорт растения получил по своему внешнему виду: стебли его очень тонкие и длинные, достигают 1 метра. В процентном соотношении волокна занимают 20-25% от массы всего растения. Собранное льняное волокно проверяется на прочность и чистоту. Показателем качественности является маленькая растяжимость, устойчивость к истиранию и впитывание влаги. Изо льна делают пряжу. Используют как длинные волокна, так и "очесанные", то есть отходы после вычесывания. В зависимости от технологии прядения пряжа может быть более пушистой или, наоборот, гладкой.

Ткани, получаемые из льняного волокна, могут быть разными по качеству - от самой грубой мешковины до тонкой и мягкой плательной. В России выращивается, в основном, только грубый лен.

Пенька

Лубяные волокна конопли относят к числу грубых. Получаемый материал называют пенькой (такое же название имеет и грубая веревка, сплетенная из этих волокон). Следует сказать, что конопля имеет мужские и женские растения. Из мужских как раз и делается пенька. А из женских - матерки - грубые морские канаты. Для обработки такого волокна используются специальные мяльные машины. Без них волокна плохо поддаются хоть какому-то плетению. Они малорастяжимы, очень грубые на ощупь и хорошо впитывают влагу.

Джут

Выращивается растение, в основном, в Индии и Пакистане. Волокно имеет такое же название и принадлежит к разряду грубых. Массовая доля его от всего растения составляет 20-25%. Из-за грубости его используют, в основном, для обивки мебели, упаковок, иногда для ковров.

Кенаф

Растение с более низким содержание волокна (от 16 до 20%). Из волокна кенафа изготавливают веревки, грубые ткани типа мешковины или брезента. Лидер по производству - Индия.

Канатник

Травянистое растение с большой долей содержания волокна. Для улучшения его качеств его отваривают в специальном растворе. Из него изготавливают веревки, канаты и т. д. Шпагат из лубяных волокон канатника получается очень упругим и крепким.

Рами

Растение с очень качественным волокном, которое отличается особым блеском, эластичностью, мягкостью. Оно устойчиво к гниению. Из рами изготавливают качественные бельевые ткани, рыболовецкие сети.

Вообще, растение принадлежит к семейству Крапивные. Произрастает оно в субтропическом климате. Лидирующие позиции по производству рами занимают Китай, Япония, Филиппины.

Грубые волокна

Такие лубяные волокна получают, в основном, из тропических растений. Они названы так из-за своей низкой влагопроницаемости, стойкости к гниению, жесткости, прочности и малой растяжимости. Применяются только для изготовления канатов.

Абака - текстильный банан. Из листьев этого растения производят одноименное волокно.

Сизаль, генекен - волокно из листьев агавы. Оно менее прочное, чем абака, и более ломкое, чем пенька. Однако это не мешает изготавливать из него сети, веревки и шпагаты. Из него делают также мешковину и упаковочную ткань. Из отходов и очисток - бумагу, по преимуществу оберточную. Длина технического волокна этого растения достигает 1,5 м.

Древесные волокна

Их получают как из стеблей деревьев, так и из их коры. Особой популярностью пользуется липа. Лубяные волокна коры липы часто называют "лыком". На Руси из него плели лапти, да и в годы войны это умение пригодилось партизанам. Вымоченные волокна липы - мочало. Применение его самое разнообразное. Это хороший набивочный материал. Также по сей день из него делают кисти для беления. Или же используют в качестве банной мочалки. Волокно липы очень прочное, поэтому из него изготавливают рыболовные сети и плетут веревки.

Кроме того, волокна липы широко применяются в народной медицине. Считается, что, размоченные и растертые до консистенции пюре, они способствуют заживлению ран и выводят токсины из организма. Этим и объясняется популярность липовых мочалок.

autogear.ru

Лубяные волокна: целлюлозное волокно, виды, описания

Время чтения: 8 минут

Целлюлозные лубяные волокна встречаются во флоэме или коре некоторых растений. Они имеют форму пучков или нитей, которые действуют как упрочняющие элементы и помогают растениям оставаться прямостоящими. Растения собирают, а пряди из лубяных волокон отделяют от остальной ткани путем вымачивания, общего для большинства лубяных волокон. Затем обработанный материал дополнительно мнут, треплют и вычесывают.


Основные лубяные волокна

Лен

Льняное волокно из годового растения Linum usitatissimum (семейство льна) использовалось с древних времен в качестве волокна для белья. Растение растет в умеренных, умеренно влажных климатах, например, в Бельгии, Франции, Ирландии, Италии и России. Растение также культивируется для получения семян, из которых производится льняное масло. Побочным продуктом льна является волокно жгута, используемое в бумажном производстве.

Льняные волокна отмачивают в воде, обычно получая серое волокно. Льняное волокно высокого качества производится с помощью воды в реке Лис в Бельгии. Выпаренное, отбеленное волокно содержит почти 100% целлюлозу. Льняное волокно является самым сильным из растительных волокон, даже сильнее хлопка.

Волокно является высокопоглощающим, что важно для одежды, но оно не особенно тянется. Самое важное применение находит в производстве белья для одежды, тканей, кружев и листового материала. Льняное волокно также используется в холсте, нитках и шпагатах, а также в некоторых промышленных применениях, таких как пожарные шланги.

Химическая варка льна обеспечивает сырье для производства высококачественной валюты и бумаги для письма. Льняное волокно также широко используется в сигаретных бумагах. Льняные волокна классифицируются по тонкости, мягкости, степени растяжки, плотности, цвету, однородности, блеску, длине и чистоте.

Конопля

Источником волокна конопли является растение Cannabis sativa (тутовая семья), происходящее из центрального Китая. Она выращивается в Центральной Азии и Восточной Европе. Стебель используется для производства волокна, семена — для масла, а листья и цветки — для наркотиков, среди которых марихуана. Стебли растут 5-7 м в высоту и 6-16 мм в толщину. Полые стебли, гладкие до шероховатой листвы на вершине, срезаются вручную и разбрасываются по земле для вымачивания в росе, чтобы получить продукт самого высокого качества. Вымачивание в воде используется на высушенных на солнце пучках, из которых были удалены семена и листья. Нити конопляного волокна могут иметь длину 2 м.

Волокна сортируются по цвету, блеску, качеству прядения, плотности, чистоте и прочности. Они имеют Z-образный завиток в отличие от S-завитка у льна. Конопля рассматривается как заменитель льна в пряже и плетении. Его более раннее использование в канатах было заменено листьями и синтетическими волокнами.

Конопляное волокно используется в Японии, Китае, Венгрии и Италии для изготовления специальных бумаг, в том числе сигаретной бумаги, но отбеливание затруднено. Волокно более грубое и имеет меньшую гибкость, чем лен. В настоящее время возрос интерес к реинтродукции конопли в Соединенные Штаты и Канаду в качестве альтернативного волокна для фермеров. Однако это связано с политическими и правовыми проблемами из-за невозможности отличить промышленную коноплю от конопли с высоким содержанием наркотических веществ.

Джут

Джутовое волокно получают из двух травянистых однолетних растений: Corchorus capsularis (липовое семейство), происходящего из Азии, и C. olitorius, происходящего из Африки. У первого круглый семенной стручок, а у второго — длинный. Джут выращивают в основном в Индии, Бангладеш, Таиланде и Непале. Растения собирают вручную, сушат в поле для дефолиации, и вымачивают в течение месяца. Глубина бассейнов вымачивания зависит от количества осадков в сезон муссонов в Юго-Восточной Азии. Таким образом, год с меньшим количеством осадков приводит к низкому уровню воды в бассейнах и джутовому продукту более низкого сорта из-за загрязнения песком и илом.


Волокна для экспорта сортируются по цвету, длине, тонкости, прочности, чистоте, блеску, мягкости и однородности. Цвет варьируется от кремово-белого до красновато-коричневого, но обычно волокно имеет золотой блеск. Волокна являются многоугольными в поперечном сечении с широким просветом. Джут традиционно является важным текстильным волокном, уступающим только хлопку; однако он неуклонно заменяется синтетикой в ​​традиционном использовании больших объемов, таком как ковровые покрытия и мешковины. Волокна также используются для шпагата, в то время как крафт-варка джута дает волокна для сигаретной бумаги.

Правительство Индии в сотрудничестве с Программой развития Организации Объединенных Наций участвует в программе диверсификации джута для поиска новых видов использования джута в тонких нитях и текстильных изделиях, композитах и ​​досках и бумажных изделиях. Особенно перспективным применением для джута являются формованные композиты с термопластичными материалами для внутренних автомобильных головок, дверей и выстилок.

На заметку

Отечественный аналог джута – липа. Волокно из липы имеет самое разнообразное применение. Это отличный набивочный материал. Его используют как  кисти для беления или банной мочалки. Из него делают плетут рыболовные сети и  веревки.

Кенаф и розелла

Эти тесно связанные лубяные волокна получают из Hibiscus cannabinus и H. sabdariffa (семейство мальвы), соответственно. Волокна имеют другие местные названия. Кенаф выращивается для производства в Китае, Египте и регионах бывшего Советского Союза; розелла производится в Индии и Таиланде. Растение кенафа способно вырасти от саженцев до 5 м за пять месяцев. Сообщается, что он дает 6-10 тонн сухого вещества на 0,5 га, что в девять раз больше урожая древесины.

Растения вырезают вручную или косят в развивающихся странах, в то время как механизированные методы уборки находятся в стадии исследования в Соединенных Штатах. Иногда ленточные машины используются для отделения волокносодержащей коры. Для варки кенаф измельчается до 5 см, промывается и просеивается.

Волокна кенафа короче и грубее, чем у джута. Как химическая (крафт), так и механическая целлюлоза изготавливаются из кенафа, а успешные демонстрационные тиражи газетной бумаги были сделаны для «Далласских утренних новостей», «Санкт-Петербург таймс» и калифорнийского Бейкерсфилда с отделкой 82% кенафской чемитермеомеханической целлюлозы и 18 % крафт-целлюлозы хвойных пород.

Кенаф-волокно также считается заменой джута и используется для мешковины, веревки, шпагата, мешков и в качестве бумажной массы в Индии, Таиланде и странах Балкан. В Таиланде продается целлюлоза розелла.

Рами

Рамиевое волокно расположено в коре Boehmeria nivea, члена семейства крапивы. Растение является выходцем из Китая (отсюда его название «китайская трава»), где оно использовалось для тканей и рыболовных сетей в течение сотен лет. Оно также выращивается на Филиппинах, в Японии, Бразилии и в Европе. Растение рами вырастает до 1-2,5 м со стеблями толщиной 8-16 мм. Ежегодно возможны от двух до четырех сборов урожая, в зависимости от почвы и климата.

Растение собирают вручную серпом и после дефолиации разрывают и очищают вручную или машиной. Из-за высокого содержания смолы (ксилана и арабана) (до 35%), вымачивание не представляется возможным. Волокна отделяются химически путем кипячения в щелочном растворе в открытых чанах или под давлением, затем промываются, отбеливаются гипохлоритом, нейтрализуются, смазываются маслом для облегчения формования и сушатся.

Дегумированное отбеленное волокно содержит 96-98% целлюлозы. Воронкообразные волокна имеют овальную форму в поперечном сечении с толстыми стенками клеток и тонким просветом. Элементы клеточной стенки в волокне рами, как и в других лубяных волокнах, кроме льна, имеют скручивание против часовой стрелки. Рами — самое длинное из растительных волокон и обладает отличным блеском и исключительной прочностью; однако оно имеет тенденцию быть жестким и хрупким. Влагоустойчивость высока, и волокно быстро сохнет, преимущество в сетях рыб.

Традиционные применения для рами включают тяжелые ткани промышленного типа, такие как холст, упаковочный материал и обивка. Увеличение производства волокна в Азии, особенно в Китае, способствовало использованию его в смешанных тканях с шелком, бельем и хлопком, которые теперь можно найти на рынке.

Кроталярия индийская

Стебли травянистого растения Crotalaria juncea (семейство бобовых), называемое также бомбейской пенькой, обеспечивают лубяное волокно. Растение является родным для Индии, главного производителя волокна, а также выращивается в Бангладеш, Бразилии и Пакистане. Оно имеет длинный корень и растет до высоты до 5 м.

Сбор урожая производится вручную путем вытяжки или резки. Растение дефолируется в поле, удаляется водой и обрабатывается аналогично джуту. Белое волокно распределяется по цвету, твердости, длине, прочности, однородности и содержанию посторонней материи. Бомбейская пенька используется для изготовления холста, бумаги, рыболовных сетей, шпагата и других веревок.

Урена и канатник

Это менее важные растительные волокна, похожие на джут. Urena lobata семейства мальвы — многолетнее растение, которое растет в Заире и Бразилии, имеет в высоту 4-5 м со стеблями диаметром 10-18 мм. Из-за лигнированного основания стебли разрезаются на 20 см над землей. Растения дефолируются в поле и удаляются аналогично джуту и ​​кенафу.

Отработанный материал отделяют и промывают, а в некоторых случаях протирают вручную. Мягкое белое волокно распределяется по блеску, цвету, однородности, прочности и чистоте. Оно используется для мешковины, веревки и грубого текстиля.

Канатник Теофраста

Abutilon theophrasti — травянистое однолетнее растение, производящее джутоподобное волокно. Растение является родным для Китая и коммерчески выращивается в Китае и бывшем Советском Союзе. Из-за его ассоциации с джутом в смесях и экспорте его также называют джутом в Китае.

Растение вырастает до 7-15 см с диаметром ствола 6-16 мм. После сбора урожая вручную и дефолиации пучки стеблей вымачиваются, и волокно экстрагируется методами, аналогичными методам джута. Волокно используется для шпагата и канатов.

Уборка и предварительная обработка

При оптимальной зрелости растения вытягиваются или косят вручную или машиной и, при необходимости, обмолачивают для удаления семян. Растения выкладывают в поле для сушки.

Вымачивание

Удаление лубяных волокон из коры и древесных частей стеблей проводится путем биологической обработки, называемой вымачиванием (гниением). Это ферментативное или бактериальное действием на пектиновую массу стебля. После отгрузки пучки сушат в полях. Забор может выполняться несколькими способами.

  • Вымачивание в росе включает в себя действие росы, солнца и грибов на растения, расположенные на земле. Процесс длится 4-6 недель, но действие не является однородным, и оно, как правило, дает волокно темного цвета. Однако он гораздо менее трудоемкий и менее дорогостоящий, чем вымачивание. Оно обычно используется в регионах с низким уровнем водоснабжения и составляет 85% урожая западной Европы, особенно во Франции, а также в бывшем Советском Союзе.
  • Вымачивание в воде включает в себя погружение пучков растений в застойные бассейны, реки, канавы (плотины) или в специально сконструированные цистерны. Биологический эффект достигается за счет бактериального действия и занимает 2-4 недели. В цистернах с теплой водой время сокращается до нескольких дней. Вымачивание в воде дает более однородный продукт. При поточном вымачивании растения погружаются в медленные движущиеся потоки в течение более длительного времени, а качество продукта становится выше.
  • Химическое вымачивание включает погружение высушенных растений в резервуар с раствором химических веществ, таких как гидроксид натрия, карбонат натрия, мыло или минеральные кислоты. Волокна ослабляются через несколько часов, но для предотвращения ухудшения требуется тщательный контроль. Химический отжиг более дорогой и не обеспечивает превосходную волокнистость, полученную при биологическом отжиге.

Ломание и скручивание

Высушенные отрезанные стебли в пучках пропускают через рубчатые ролики для разрушения или уменьшения древесной части на мелкие частицы, которые затем отделяются путем зачистки. Зачистка осуществляется путем избиения тупыми деревянными или металлическими ножами вручную или механически.

Вычесывание

Связки вычесываются или расчесываются для отделения коротких и длинных волокон. Это делается путем волочения волокон через наборы штифтов, каждый из которых более тонкий, чем предыдущий. В результате волокна далее очищаются и выравниваются параллельно друг другу.

   

© 2018 textiletrend.ru

textiletrend.ru

Строение волокон | АРТконсервация

Краткое описание целлюлозных волокон целесообразно начать с хлопкового волокна, так как оно сильно отличается по своему строению от других целлюлозных волокон.

Хлопком называют волокна, растущие на поверхности семян растения хлопчатника из семейства мальвовых. Каждый волосок хлопка представляет собой очень тонкую и длинную клетку, сужающуюся у глухого конца и открытую с другого - того, которым волосок прикреплен к семени. Размеры волокон хлопка разных сортов колеблются в довольно широких пределах. Например, средневолокнистый хлопчатник дает волокно, длина которого достигает 30-35 мм. Толщина волокна может составлять от 10 до 25 мкм. Строение хлопкового волокна имеет ряд особенностей (рис. 1).


РИС. 1 Поперечный разрез хлопкового волокна. (Сильно увеличено)

Снаружи расположена первичная стенка толщиной около 1 мкм, содержащая примерно 50% целлюлозы. На поверхности первичной стенки сосредоточены жиро-восковые вещества - этим и объясняется плохая смачиваемость хлопкового волокна водой. За первичной стенкой (которая частично разрушается в процессе отбелки) следует основная многослойная вторичная стенка толщиной около 6-8 мкм, она состоит из суточных отложений целлюлозы, образуемых при фотосинтезе из протоплазмы. Внутри волокна находится канал. В незрелом волокне он заполнен протоплазмой, в зрелом же содержатся только ее остатки.

Исследования с помощью электронного микроскопа показывают, что отдельные слои целлюлозы образованы из фибрилл, которые, в свою очередь, представляют собой пучки микрофибрилл, состоящих из десятков и сотен цепей макромолекул целлюлозы. Отдельные молекулы в микрофибриллах и микрофибриллы в фибриллах расположены неплотно по отношению друг к другу и удерживаются силами межмолекулярного взаимодействия (главным образом - посредством водородных связей), а также благодаря тому, что длинные цепи макромолекул входят отдельными своими частями (звеньями) в разные микрофибриллы и фибриллы. Поэтому как в отдельных суточных слоях, так и между ними имеются неплотности - поры, микрощели - именно они оказывают большое влияние на поведение хлопковых волокон при различных процессах обработки, в частности при крашении.

Микрофибриллы и фибриллы располагаются в отдельных слоях целлюлозы спиралеобразно, под углом 20-40° к оси волокна, поэтому волокно закручивается как спираль относительно своей оси. При созревании волокна протоплазма в канале постепенно засыхает, и волокно сплющивается. Рассматривая такое волокно под микроскопом, можно заметить, что оно имеет форму скрученной ленточки (или пустой сплющенной трубочки, рис. 2) со стенками и каналом определенной толщины, которая зависит от зрелости. Из поперечных срезов видно, что внутренняя полость волокна весьма значительна по сравнению с толщиной стенки, а так как эта полость открыта, по крайней мере с одного конца, то хлопковое волокно способно быстро и легко смачиваться и набухать изнутри. Этим хлопковое волокно выгодно отличается от лубяных волокон. Кроме того, при малой массе хлопковое волокно имеет достаточно развитую поверхность, что обусловливает способность хлопка к адсорбционным процессам. Известно, какие значительные объемы газов поглощаются хлопковыми волокнами: например, аммиак поглощается в количестве, превышающем более чем в 100 раз по объему сам хлопок.


РИС. 2 Продольный и поперечный вид хлопковых волокон

Мягкость и нежность хлопковых волокон, их скрученная форма объясняют высокую ценность хлопка как прядильного материала. Отдельные волоски хлопка легко сцепляются между собой, распрямляются при вытягивании, держатся в тонких нитях и поддаются закручиванию. Благодаря совокупности этих свойств хлопок, появившийся в Европе позднее других волокон (льняных и пеньковых), очень быстро завоевал себе главенствующее положение в текстильном производстве.

Столь же ценны и бумагообразующие свойства хлопка. В процессе размола волокон, основополагающем в бумажном производстве, тонкие и мягкие волокна хлопка легко ослабевают, скручиваются, спутываются в клочки. Хлопку не свойственна легкая фибриллизация льна (т.е. расщепление волокна на тонкие волоконца - фибриллы - вдоль оси волокна), но зато благодаря скручиванию хлопковых волокон бумага приобретает пухлость и непрозрачность, что в сочетании с мягкостью делает бумагу из хлопка наилучшим материалом для печатания гравюр с медных досок.

Лен, или льняное волокно, представляет собой клетки луба растения, называемого, так же как и его волокно, льном. Это растение относится к семейству льновых.

Стебель льна (рис. 3), как и других стеблевых лубяных растений (конопли, рами, джута, кенафа), состоит из различных по своему строению и функциям тканей:

- покровной ткани 1, которая образована сомкнутыми клетками, покрытыми снаружи тонкой кожицей;

- коровой паренхимы 2 - из тонкостенных и неодревесневших клеток, они содержат запасы питательных веществ;

- волокон 3;

- камбия 4, состоящего из клеток, обеспечивающих рост льна;

- древесины 5;

- сердцевины 6, она состоит из рыхлых тонкостенных клеток, при отмирании которых образуется полость 7 стебля.


РИС. 3 Стебель льна

Все ткани, от покровной до слоя камбия, называются корой стебля, или лубом. Все, что расположено за камбием, называется древесиной.

Волокна льна распределены, как мы видим, в кольцевидном слое паренхимы. Они представляют собой пучки округлых толстостенных клеток с небольшим каналом, содержащим иногда остатки протоплазмы. Эти пучки волокон тянутся параллельно оси стебля по всей его длине. В среднем в стебле льна содержится 300-700 элементарных волокон, которые образуют 20-30 пучков с числом элементарных волокон в каждом из них от 15 до 24. Волокна склеены в пучки пектиновыми веществами.

Если пектиновые вещества удалить полностью, пучок распадется на отдельные элементарные волокна. Они представляют собой длинные глухие клетки, заостренные наподобие веретена с обоих концов. Волокна имеют гладкую, блестящую поверхность с продольными штрихами, характерны для волокон льна и поперечные сдвиги, как бы надломы, с узловатыми утолщениями (рис. 4), последний признак, кстати сказать, типичен и для волокон пеньки и джута. Длина элементарных волокон льна колеблется в пределах от 4 до 66 мм, а чаще всего бывает около 20 мм. Средняя толщина (поперечник) составляет 12-20 мкм. Отношение длины волокна к поперечнику приближается к 1200. Таким образом, как по соотношению размеров, так и по их абсолютной величине волокна льна и хлопка оказываются весьма сходными. И тем не менее льняное волокно гораздо прочнее хлопкового, что объясняется большей толщиной стенки льняного волокна.


РИС. 4 Поперечные сдвиги на волокнах

Элементарные волокна льна, так же как и хлопка, имеют слоистое строение. Но пучки фибрилл первичной и вторичной стенок расположены спирально под меньшим углом (8-12°),чем в хлопковом волокне (20-40°). Эта намного большая ориентация структурных элементов относительно оси в льняном волокне по сравнению с хлопковым также обусловливает более высокую прочность льна и меньшую способность удлиняться при растяжении.

Льняное волокно гораздо менее податливо к химическим обработкам и крашению. Причина кроется прежде всего в том, что элементарное волокно льна представляет собой закрытую с обоих концов клетку, без свободного доступа во внутреннюю полость — канал. Кроме того, этот канал очень узок, а стенки клетки достаточно толсты. А если вспомнить об обилии пектиновых веществ и лигнина, окружающих волокна со всех сторон, а возможно, и проникающих в толщу стенок волокон, - веществ, трудно растворимых не только в кипящей воде, но и в других нейтральных растворителях, - то станет понятным, почему лен так упорно противостоит крашению и отбеливанию.

Из бумагообразующих свойств льняных волокон следует отметить в первую очередь их способность к фибриллированию в процессе размола. Поскольку стенки волокон льна ровные и толстые, они легко расщепляются в продольном направлении, образуя маленькие пряди волоконец - фибрилл. Последние, сцепляясь во время отливки (формования) бумажного листа, придают бумаге дополнительную прочность.

Пенька. Так называются у нас волокна, получаемые из двудомного растения конопли. Мужская особь - посконь - имеет более тонкий стебель, и только из нее получают прядильное волокно. У женской особи этого растения - матерки - волокно грубое.

Пеньковые волокна сходны со льном по своему строению, но грубее льняных волокон и представляют собой еще более одревесневшие клетки. Так же как льняные волокна, они склеены в пучки пектиновыми веществами. Длина отдельных клеток - элементарных волокон - составляет в среднем 10-15 мм, ширина (размер поперечника) -9-40 мкм. Волокна пеньки не столь ровны по длине, имеют более широкий канал и часто - заметные утолщения в продольном направлении. В поперечнике концы пеньковых волокон бывают с боковыми отростками, чего не встречается у льна.

При размоле волокна пеньки хорошо фибриллируются и дают бумагу, отличающуюся чрезвычайной прочностью (более высокой, чем у льна) и долговечностью. Эти свойства пеньки делают полученную из нее высокосортную бумагу незаменимой для изготовления разного рода документов, карт, чертежей.

Другие лубяные волокна - джут, рами, кенаф - имеют еще более жесткую и грубую структуру и поэтому применяются главным образом для изготовления канатов, веревок, шпагатов, а также тарных тканей и упаковочных бумаг.

Древесина. Древесные волокна отличаются более сложной морфологической структурой, меньшей упорядоченностью самих структурных элементов и меньшим содержанием целлюлозы, всего до 40-55%. Соответственно, так называемые спутники целлюлозы присутствуют в древесине в гораздо больших количествах: другие гексозаны (кроме целлюлозы) - 5-10%, пентозаны - 10-20%, лигнин - 20-30%. Поэтому для выделения целлюлозы из древесины приходится применять более жесткие условия обработки (более высокие температуры и давления). Макромолекулы целлюлозы в волокнах древесины короче, чем в волокнах хлопка, льна, пеньки. Средняя степень полимеризации n макромолекул древесной целлюлозы составляет 2500-3000. Таким образом, волокна древесины обладают существенно меньшей механической прочностью.

Первоисточник: 

РЕСТАВРАЦИЯ ПРОИЗВЕДЕНИЙ ГРАФИКИ. ВХНРЦ им. И.Э.ГРАБАРЯ, М., 1995

art-con.ru

Склеренхима: лубяные волокна и либриформ | Биология. Реферат, доклад, сообщение, краткое содержание, лекция, шпаргалка, конспект, ГДЗ, тест

Раздел:

Ткани растений

Склеренхима состоит из прозенхимных кле­ток, которые часто называют волокнами. Клетки их имеют неравномерно утолщенные стенки. Оболочка их целлюлозная или одревесневшая. Лубяные волок­на — это длинные, узкие прозенхимные клетки (рис. 45), с заостренными концами. Отношение ширины лубяного волокна к длине его иногда равно 1:1000.

Длина лубяных волокон у каждого растения более или менее постоянна и в среднем равна 1—2 мм, но у неко­торых растений гораздо более значительна: у крапивы — до 77 мм, у льна — до 40 мм.

По мере роста лубяных волокон, оболочка их утолща­ется за счет содержимого клетки. Утолщение становится настолько мощным, что просвет заметен лишь в виде уз­кой щели. В оболочке можно заметить полосатость от периодического отложения слоев и многочисленные щеле­видные поры — неутолщенные ее участки. Материал с сайта http://worldofschool.ru

Рис. 45. Пучок лубяных воло­кон

Стенки лубяных волокон чаще состоят из клетчатки, но нередко они одревесневают и становятся хрупкими. В текстильной промышленности име­ют значение лишь волокна с оболочками из чистой клетчатки (лен, конопля). Одревесневшие волокна непригодны для прядения (например, у липы так вызываемое лыко). Отделения лубяных волокон от остальной части стебля добиваются мацерацией. Для этого стебли льна подвергают мочке в воде или на сырой траве Особые микробы разрушают межклетное вещество, и лубяные волокна хорошо отделяются от других тканей. Лубяные волокна льна идут на изготовление полотна холста. Освобожденные от мякоти лу­бяные волокна конопли дают пеньку, идут на изготовление канатов и вере­вок, на мешковину. Волокна из стеблей мужских растений конопли (по­сконное волокно) более тонкие и используются для выделки холста. Из волокон конопли в настоящее время вырабатывают брезент, рыболов­ные снасти, упряжь и т. д. Лубяные волокна собраны обычно группами и расположены в лубяной части стебля, отсюда и получили свое на­звание.

Либриформ, или древесинные волокна, по форме ничем не отли­чаются от лубяных волокон, но расположены не в лубе, а в древесине. У не­которых деревьев, например у березы, древесинные волокна составляют главную массу древесины стебля. Стенки либриформа всегда одревеснелые. Роль их сводится к оказанию сопротивления давлению массы кроны (свер­ху вниз), в отличие от лубяных волокон, которые оказывают сопротивление на изгиб.

На этой странице материал по темам:
  • Лубяные склеренхима

  • Лубяные волокна биология

  • Волокна либриформа имеет утолщенные клеточные стенки

worldofschool.ru

Лубяные волокна. Лен

Лубяными называют волокна, залегающие в стеблях, листьях или оболочках плодов различных растений. К стеблевым относят лен, рами, пеньку, джут; к листовым –манильскую пеньку, сизаль, генекен и др. Благодаря высокой прочности, гибкости и хорошим сорбционным свойствам наиболее ценным из перечисленных является волокно льна, которое используют для выработки бытовых и технических тканей, а также крученных изделий (высокопрочных). Остальные лубяные волокна являются более прочными, но одновременно и более жесткими и грубыми; используют их главным образом для изготовления обычных канатов, веревок, шпагатов, а также различных видов тарных тканей. Пеньковое волокно иногда используют для изготовления прочных тканей типа парусины и брезента.

Стебель льна, как и у других лубяных растений состоит из различных по своему назначению и строению тканей (рис. 5, а).

1 – покровная ткань;

2 – коровая паренхима;

3 – волокна льна;

4 – слой камбия;

5 – слой древесины;

6 – сердцевина;

7 – полость стебля

Рис. 5. Поперечный разрез стебля льна (а) и продольный вид элементарного волокна льна с поперечными сдвигами (б)

Все ткани от покровной до слоя камбия, называют корой стебля, или лубом: все, что находится за камбием, получило общее название древесины.

Волокна льна образуются в паренхиме коры и представляют собой компактные пучки, состоящие из отдельных элементарных волокон, которые равномерно распределены по окружности стебля. В среднем в стебле льна содержится от 350до 650элементарных волокон, образующих 20-30 пучков (с числом элементарных волокон в каждом из них от 15до 24).Волокна склеены в пучки пектиновыми веществами.

Элементарные волокна (средняя длина 10-24мм, поперечник 12-20 мкм) имеют сильно вытянутую веретенообразную форму с закрытыми заостренными концами. Каждое волокно имеет посередине узкий канал (рис. 5,б).

Благодаря последовательному вклиниванию тонких заостренных кончиков одних элементарных волокон в промежутки между другими, технические волокна, выделяемые из стеблей льна, имеют длину 40-125см.

В поперечном сечении элементарные волокна имеют неправильную округлую форму, чаще пятиугольную. Слоистая структура стенок волокна является следствием постепенного (с перерывами) отложения целлюлозы на стенках волокна.

Элементарные волокна льна, так же как и хлопка, имеют слоистое строение. Пучки фибрилл первичной и вторичной стенок расположены спирально под меньшим (8–12°),чем в хлопковом волокне, углом.

Значительно большая ориентация структурных элементов относительно оси в лубяном волокне по сравнению с хлопковым, у которого угол наклона пучков фибрилл составляет 20–40°,частично объясняет более высокую прочность льна и меньшую способность удлиняться при растяжении.

Наличие канала, закрытого с двух сторон, затрудняет крашение льняных тканей.

При воздействии на лен щелочи происходит некоторая потеря (до 15 %)прочности волокна вследствие частичного удаления пектина, в связи с чем изделия изо льна не рекомендуется кипятить в щелочных растворах. Гигроскопичность льна составляет 19–21 %.Характер горения льняного волокна подобен характеру горения хлопка.

Льняное волокно обладает высокой теплопроводностью, поэтому его используют в основном для выработки летних костюмно-плательных тканей. Благодаря высоким гигиеническим свойствам лен используют также для изготовления белья, мужских сорочек, скатертей и полотенец.

Короткое волокно используется для выработки более грубых тканей: холстов, мешочных тканей, парусин и брезентов. Часто используются и смеси льняного волокна с химическими (вискозным, лавсановым).

studfiles.net

ЛУБЯНЫЕ ВОЛОКНА • Большая российская энциклопедия

  • В книжной версии

    Том 18. Москва, 2011, стр. 91-92

  • Скопировать библиографическую ссылку:


Авторы: Е. Л. Пашин

Лубяные волокна. Продольно-поперечный разрез льняного стебля (а), пучок элементарныхволокон (б) и их структура (в): 1 – коровая часть стебля; 2 – первичный слой; 3 – вторичный слой; ...

ЛУБЯНЫ́Е ВОЛО́КНА, при­род­ные во­лок­на, со­дер­жа­щие­ся в ко­ре стеб­лей лу­бя­ных куль­тур; яв­ля­ют­ся струк­тур­ны­ми эле­мен­та­ми ме­ха­нич. тка­ни – скле­рен­хи­мы, ко­то­рая при­да­ёт проч­ность и уп­ру­гость ве­ге­та­тив­ным ор­га­нам рас­те­ний. Отд. клет­ка скле­рен­хи­мы (длин­ная тол­сто­стен­ная клет­ка ве­ре­те­но­об­раз­ной фор­мы, жи­вое со­дер­жи­мое ко­то­рой бы­ст­ро от­ми­ра­ет) со­от­вет­ст­ву­ет (в тех­но­ло­гич. пред­став­ле­нии) еди­нич­но­му не­де­ли­мо­му эле­мен­тар­но­му во­лок­ну (ЭВ). На по­пе­реч­ном сре­зе ЭВ пред­став­ле­но кле­точ­ной стен­кой, со­стоя­щей из пер­вич­но­го и вто­рич­но­го сло­ёв, и по­ло­стью (рис.). Кон­цы кле­ток у раз­ных ви­дов рас­те­ний мо­гут быть за­ост­рён­ны­ми, за­круг­лён­ны­ми или др. фор­мы. Тол­щи­на кле­ток 16–40 мкм, дли­на от 0,5–0,8 до 620 мм. В кле­точ­ной стен­ке со­дер­жит­ся до 60–70% цел­лю­ло­зы с вы­со­кой сте­пе­нью по­ли­ме­ри­за­ции, а так­же пек­тин и лиг­нин. Хи­мич. со­став сте­нок ЭВ оп­ре­де­ля­ет уни­каль­ные ме­ха­нич. и ги­гие­нич. свой­ст­ва Л. в.: вы­со­кую ме­ха­нич. проч­ность, по­вы­шен­ную гиг­ро­ско­пич­ность и вла­го­ём­кость, ус­той­чи­вость к све­ту и дей­ст­вию вы­со­ких тем­пера­тур, от­сут­ст­вие ста­тич. элек­трич. за­ря­дов. От­дель­ные ЭВ у боль­шин­ст­ва рас­те­ний склее­ны ме­ж­ду со­бой сре­дин­ны­ми пла­стин­ка­ми, фор­ми­руя пу­чок из 5–30 во­ло­кон. По­след­ние ори­ен­ти­ро­ва­ны вдоль стеб­ля, окон­ча­ния од­них вкли­ни­ва­ют­ся ме­ж­ду дру­ги­ми, что уси­ли­ва­ет си­лу их сце­п­ле­ния в пуч­ке; во­лок­на од­но­го пуч­ка мо­гут пе­ре­хо­дить в дру­гие, об­ра­зуя сет­ча­тую струк­ту­ру (ана­сто­моз). Со­во­куп­ность во­лок­ни­стых пуч­ков, вы­де­лен­ных по дли­не стеб­ля, пред­став­ля­ет со­бой тех­нич. во­лок­но, оп­ре­де­ляю­щее со­стоя­ние и струк­ту­ру Л. в. Тех­нич. Л. в. ко­но­п­ли на­зы­ва­ют пень­кой.

В про­цес­се ве­ге­та­ции рас­те­ний про­ис­хо­дит из­ме­не­ние со­ста­ва и свойств кле­точ­ной стен­ки ЭВ; на за­клю­чит. эта­пах фор­ми­ро­ва­ния во­лок­на на­блю­да­ет­ся на­ко­п­ле­ние в сре­дин­ных пла­стин­ках лиг­ни­на, вы­зы­ваю­ще­го од­ре­вес­не­ние и ухуд­ше­ние пря­диль­ных свойств тех­нич. Л. в. Раз­ли­ча­ют Л. в. тон­кие, гиб­кие, ма­ло од­ре­вес­нев­шие (лён, ра­ми) и гру­бые, тол­сто­стен­ные, силь­но од­ре­вес­нев­шие (ко­но­п­ля, ке­наф, джут).

Л. в. вы­де­ля­ют в ре­зуль­та­те пер­вич­ной об­ра­бот­ки лу­бя­ных куль­тур, ко­то­рая со­сто­ит из био­ло­ги­че­ских (моч­ка) и ме­ха­ни­че­ских (мя­тьё, тре­па­ние, вы­де­ле­ние лу­ба) про­цес­сов и по­лу­че­нии тре­сты (из стеб­лей льна, ко­но­п­ли, ино­гда ке­на­фа) или лу­ба (из стеб­лей джу­та и ке­на­фа).

Наи­бо­лее рас­про­стра­нён­ный спо­соб при­го­тов­ле­ния тре­сты – ро­ся­ная моч­ка, или рас­стил; так­же при­ме­ня­ют­ся вод­ная и фер­мен­та­тив­ная (эн­зим­ная) моч­ки. Стеб­ли го­то­вой тре­сты под­су­ши­ва­ют и об­ра­ба­ты­ва­ют на ма­ши­нах, где во­лок­но очи­ща­ет­ся от ко­ст­ры, по­кров­ных и др. тка­ней. При вы­де­ле­нии лу­ба про­цесс по­лу­че­ния тре­сты ис­клю­ча­ют. Для по­лу­че­ния лу­ба из стеб­лей ис­поль­зу­ют лу­бо­отде­ли­тель­ные ма­ши­ны, по­сле че­го луб под­вер­га­ют био­ло­гич. или хи­мич. об­ра­бот­ке с по­сле­дую­щим ме­ха­нич. об­ла­го­ра­жи­ва­ни­ем для улуч­ше­ния пря­диль­ной спо­соб­но­сти во­ло­кон.

Для ме­ха­нич. вы­де­ле­ния во­лок­на ис­поль­зу­ют аг­ре­га­ти­ро­ван­ные в ли­нию ма­ши­ны для из­ло­ма стеб­лей, по­сле­дую­ще­го сколь­зя­ще­го из­ги­ба пу­тём тре­па­ния (ино­гда про­чё­са). Тех­нич. Л. в. раз­де­ля­ют на трё­па­ное и ко­рот­кое (по­лу­чен­ное из от­хо­дов тре­па­ния). Так­же Л. в. по­лу­ча­ют в ви­де од­но­тип­но­го ко­рот­ко­шта­пель­но­го во­лок­на – ко­то­ни­на.

Ка­че­ст­во Л. в. оп­ре­де­ля­ет­ся его цве­том, дли­ной, раз­рыв­ным уси­ли­ем, то­ни­ной, од­но­род­но­стью, ко­ли­че­ст­вом при­ме­сей. Пря­жа из во­лок­на льна и ра­ми при­ме­ня­ет­ся для вы­ра­бот­ки тка­ней; из пень­ки – для из­го­тов­ле­ния ка­на­тов, ве­рё­вок, шпа­га­та, сер­деч­ни­ков для сталь­ных ка­на­тов и др. кру­чё­ных из­де­лий; из во­ло­кон джу­та и ке­на­фа – в осн. для про­из-ва тех­нич. тка­ней и меш­ков. Л. в. так­же ис­поль­зу­ют­ся, напр., при про­из-ве ва­ты, ком­по­зи­тов, цел­лю­ло­зы, ме­ди­цин­ских и от­де­лоч­ных (бы­то­во­го на­зна­че­ния) ма­те­риа­лов.

bigenc.ru

Лубяные волокна Википедия

Склеренхи́ма — механическая ткань, которая встречается в органах почти всех высших растений.

Клетки её имеют прозенхимную форму и представляют собой волокна, длинные, плотно расположенные, с заострёнными концами и равномерно утолщённой, чаще одревесневшей оболочкой. Живое содержимое клеток обычно отмирает. Отдельные клетки склеренхимы называются элементарными волокнами, которые в совокупности образуют склеренхимную ткань. Отдельный тяж элементарных волокон (склеренхимных волокон) называют техническим волокном. Волокна встречаются повсеместно во всех органах в виде отдельных тяжей (пучков) или сплошным цилиндрическим кольцом, группами или рассеянно в проводящей ткани.

По сравнению с колленхимой склеренхимные волокна отличаются большей упругостью, равной 15—20 кг/мм², тогда как у колленхимы она составляет не более 10—12 кг/мм². Наличие склеренхимы даёт возможность органам растения противостоять нагрузкам, которые возникают в результате изгиба или под воздействием массы самого растения.

Разновидности

Разделение по происхождению

По происхождению различают первичную и вторичную склеренхиму.

Разделение по расположению

В зависимости от расположения в теле растения и функциональных особенностей волокна склеренхимы разделяют на две группы:

Древесинные волокна

Древесинные (ксилемные) волокна, или либриформ, входят в состав проводящей ткани ксилемы. Формируются камбием. Одревесневшие оболочки этой ткани снабжены простыми порами с щелевидными очертаниями. Либриформ называют многофункциональной тканью, что связано с изменчивостью морфоструктуры волокон. Встречаются переходные элементы между клетками либриформа и водопроводящими элементами, в этом случае клетки либриформа принимают участие в транспортировке воды. Также наблюдаются переходные формы между клетками либриформа и древесинной паренхимой, тогда клетки волокон сохраняют живое содержимое, в таких клетках запасаются крахмал и другие органические вещества. В эволюционном плане волокна либриформа произошли из элементов ксилемы (трахеид), в которых функция проведения воды сочетается с опорной функцией. Волокна либриформа значительно короче лубяных волокон (не более 2 мм).

Клетки либриформа очень прочны, но почти неэластичны. Главная его функция — опора для водопроводящих элементов и для всего растения. Этот тип склеренхимы широко распространён среди высших растений. У лиственных деревьев либриформ занимает значительную часть древесины, особенно в тех её массивах, которые сформировались во второй половине вегетационного периода. Иногда склеренхима формируется перициклом, и в этом случае волокна называют перициклическими. Они долго сохраняют целлюлозные стенки, редко одревесневают.

Лубяные волокна

Расположены обычно в коровой части осевого органа, во флоэме, они встречаются в коре стебля и корня, а также в листовых черешках и пластинках, в цветоножках, плодоножках, реже плодах. Чаще они формируются в стеблях травянистых растений, но у многих пальм образуются в листьях. Клетки лубяных волокон длинные, толстостенные. Длина их колеблется от 40 до 60 мм, у китайской крапивы рами от 350 до 500 мм. В целом волокна насыщены цитоплазмой, в ней содержатся единичные мелкие хлоропласты, часто с крахмальными зёрнами. Число митохондрий значительно больше, чем хлоропластов. Характерная черта молодых волокон — высокоактивный Аппарат Гольджи. У сформировавшихся лубяных волокон протопласт чаще всего отмирает и полость клетки совершенно исчезает.

За счёт интрузивного роста лубяных волокон создаётся исключительная прочность ткани, которая повышается благодаря спиральным расположениям микрофибрилл оболочки. Обычно лубяные волокна составляют простую ткань, располагаясь либо более или менее широким поясом, либо отдельными группами, образующими вместе с проводящими тканями сосудисто-волокнистые пучки. У некоторых растений лубяные волокна вкраплены в лубяную паренхиму.

По происхождению лубяные волокна бывают:

  • Первичные — образуются перициклом
  • Вторичные — образуются камбием

У травянистых двудольных растений преобладают первичные волокна, у древесных — вторичные. Вторичные лубяные волокна намного короче первичных и чаще одревесневают. Крайне редко лубяные волокна развиваются у голосеменных.

Использование

Свойства лубяных волокон (прочность, исключительная эластичность, большая длина волокна, отсутствие одревеснения) очень ценны для текстильной промышленности. Особый интерес представляют такие растения, как лён, конопля, кенаф, джут, рами, их текстильные волокна используется в текстильной промышленности.

Текстильные качества лубяных волокон неодинаковы. Различают твёрдо- и мягковолокнистые растения. У мягковолокнистых (лён) волокна мягкие, эластичные, идут на изготовление высококачественных льняных тканей. У твёрдоволокнистых (новозеландский лён, виды агавы, некоторые пальмы) волокна твёрдые, грубые, из них делают верёвки, щётки, грубые волокнистые ткани.

Литература

  • Ботаника: Анатомия и морфология растений / С. Н. Мякишева, М. Т. Логуа. — Кемерово: Кузбассвузиздат, 2003. — 208 с. — ISBN 5-202-00651-9
  • Атлас по анатомии растений: учеб. пособие для вузов / Бавтуто Г. А., Ерёмин В. М., Жигар М. П.. — Мн.: Ураджай, 2001. — 146 с. — (Учеб. и учеб. пособия для вузов). — ISBN 985-04-0317-9.

wikiredia.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о