Отношение шерсти к влаге и нагреванию - свойства шерсти

Отношение шерсти к влаге и нагреванию

Отношение шерсти к влаге и нагреванию. Как известно, шерсть гигроскопична. Она абсорбирует значительно количество влаги, изменяющееся в зависимости от относительно влажности и температуры окружающей среды. Волокна, высушенные при температуре 100 – 105°С, теряют влагу, обнаруживая при этом повышенную жесткость и пониженную прочность. Повторное увлажнение приводит к новому поглощению шерстью влаги и постепенному восстановлению исходных свойств. Но длительное нагревание шерсти при температуре до 105°С и выше вызывает необратимые разрушения волокон, сопровождаемые их пожелтением и выделением сероводорода и аммиака. При горении шерсти ощущается характерный запах жженого рога. При извлечении волокон из пламени горение прекращается, и на концах тлеющих волокон образуются черные твердые шарики спекшейся золы. Улетучивающиеся при горении шерсти газообразные продукты проявляют щелочную реакцию.

Свойственная шерсти высокая химическая активность связана с особенностями строения волокон, а также аминокислотным составом кератина. Так, содержание диамино- и дикарбоновых аминокислот придает шерсти сродство к кислотам и щелочам. Присутствующие в большом количестве аминогруппы способны ацетилироваться. За счет наличия карбоксильных групп создается возможность образования соответствующих эфиров при действии, например, галоидных алкилов, диметилсульфата, спиртов, эпихлоргидрина. Тирозин придает шерсти способность реагировать с йодом из его растворов в метаноле или этаноле, с азотистой кислотой (нитрование), со щелочными растворами (окисление).

Действие воды и пара. Процесс поглощения шерстью влаги в условиях одинаковой температуры при постепенном повышении относительной влажности воздуха до 100% характеризуется кривой. Снижение относительной влажности воздуха в тех же пределах приводит к соответствующему снижению содержания влаги. Сопоставление обеих кривых выявляет некоторое отставание в протекании процесса десорбции влаги (явление гистерезиса). Установлено также, что активность взаимодействия с влагой, характеризуется количеством выделяемой теплоты составляет 28,5 Дж на 1 г шерсти, но по мере увеличения исходного влагосодержания исследуемых образцов быстро снижается. Это объясняется тем, что некоторое начальное количество влаги поглощается абсолютно сухим волокном с повышенной активностью и поэтому при удалении присущих шерсти последних остатков влаги создаются значительные затруднения.

В связи с особенностями строения анизотропные шерстяные волокна набухают преимущественно в поперечном сечении, размеры которого при насыщении влагой возрастают на 18 – 20%, в то время как длина волокон увеличивается только на 1 – 2%. Проникание влаги внутрь структуры волокон, естественно, разрыхляет ее и уменьшает силы взаимодействия между цепями. При этом ослабляется также взаимное притяжение в продольном направлении противоположно заряженных центров солевых связей, способствующее образованию внутримолекулярной складчатости и извитости. Это приводит к изменению физико-химических свойств волокон, вызывая уменьшение их сопротивления растяжению, что и проявляется в наибольшей степени при обработке кипящей водой или паром.

Действие воды в зависимости от температуры и длительности вызывает проявляемое в большей или меньшей степени гидролитическое разрушение шерсти. Например, в одном из опытов в результате обработки кипящей дистиллированной водой в течение 2 ч шерсть потеряла 0,25% своей массы. Обработка паром однородных образцов шерсти в одинаковых условиях в течение 3, 6 и 60 ч вызвала снижение исходной прочности соответственно на 18, 23, 47 %. При одинаковой длительности и температуре обработки вода действует на шерсть более разрушительно, чем пар. Постепенное разрушение шерсти в условиях подобных обработок при высокой температуре и избыточном давлении может быть доведено до ее растворения.

Действие кислот. Большой интерес представляет вопрос о влиянии на физико-механические свойства шерсти кислот.