Волокна, получаемые из стеблей, листьев или оболочек плодов растений, называются лубяными. Из стеблей конопли вырабатывают прочные грубые волокна - пеньку, которая используется для тарных тканей и веревочно-канатных изделий. Грубые технические волокна джут, кенаф, рами и другие получают из стеблей одноименных растений. Из всех лубяных волокон наибольшее применение получило льняное.
Льняное комплексное волокно, из которого изготавливают пряжу и ткани, представляет собой пучок склеенных элементарных волокон (растительных клеток), вытянутых в длину и заостренных к концам. Элементарное волокно льна представляет собой растительную клетку с толстыми стенками, узким каналом и коленообразными утолщениями, называемыми сдвигами. Сдвиги являются следами изломов или изгибов волокна в период роста растения и в особенности при его механической обработке. Концы волокон заостренные, канал замкнут. Поперечный срез - неправильный многоугольник с пятью - шестью гранями и каналом в центре. У более грубых волокон поперечное сечение почти овальной формы, с более широким и слегка сплюснутым каналом.
Комплексные волокна состоят из пучков элементарных волокон (15 - 30 шт. в пучке), соединенных срединными пластинками. Срединные пластинки состоят из различных веществ: пектиновых, лигнина, гемицеллюлозы и др.
Лубяные волокна содержат несколько меньше целлюлозы, чем хлопковые - около 70 %. Кроме того, они содержат такие компоненты, как лигнин (10 %), воск и микроколичества антибиотиков, некоторые из которых повышают биостойкость волокна. Наличие лигниновых веществ вызывает огрубление (одревеснение)
134
растительных клеток, что обусловливает потерю мягкости, гибкости, эластичности, повышенную ломкость волокон.
Основным способом выделения волокна из льносоломы является микробиологический способ, при котором в результате жизнедеятельности пектинразлагающих микроорганизмов разрушаются пектиновые вещества, соединяющие лубяные пучки с тканями стебля, после чего волокно легко отделяется при дальнейшей механической обработке.
Воздействие микроорганизмов на солому осуществляется либо при ее расстиле непосредственно в хозяйствах и длится 20 - 30 сут., либо при ее мочке в условиях льнозаводов, где процесс мочки заканчивается через 2 - 4 сут.
В условиях расстила, при увлажнении разостланной соломы атмосферными осадками и выпадающей росой в аэробных условиях основная роль принадлежит микроскопическим грибам. По данным зарубежных исследователей, при расстиле соломы наиболее распространены грибы следующих родов: Pullularia (прорастает в коре стебля); Cladosporium (образовывает на стеблях бархатистый налет от оливкового до темно-зеленого цвета); Alternaria (прорастает в кору гибкой бесцветной цепочкой и, несомненно, играет важную роль при росяном расстиле).
Исследованиями было выявлено, что наиболее активно разрушает пектиновые вещества льносоломы при расстилах гриб Cladosporium.
При мочке льна на льнозаводах для микрофлоры создаются иные условия, чем при расстиле. Здесь солома погружается в жидкость, а также среда обедняется кислородом, благодаря его вытеснению из стеблей жидкостью и потреблению аэробными бактериями, размножающимися за счет легкодоступных питательных веществ, экстрагирующихся из соломы.
Такие условия благоприятны для размножения анаэробных пектинразлагающих клостридий, относящихся к группе почвенных споровых бактерий, включающей сравнительно небольшое число видов. Большинство из них относятся к теплолюбивым организмам, поэтому в подогретой жидкости процесс проходит за 2 - 4 сут., при более низкой температуре +(15...20 °С) процесс длится 10 - 15 сут.
Любопытные факты
В России и Чехии самым распространенным способом переработки льносоломы является расстил. В Польше, Румынии, Венгрии льносолому перерабатывают на льнозаводах тепловой мочкой, в Нидерландах - мочкой и частично расстилом.
Льняное волокно, полученное различными способами (стланец, моченец), обладает различными прядильными свойствами.
135
Наилучшим в настоящее время считается стланцевое волокно, полученное способом расстила, где основную роль при разрушении пектиновых веществ стеблей играют плесневые грибы. При получении моченцового волокна эту роль выполняют пектинразлагающие бактерии, причем отдельные штаммы могут образовывать фермент (целлюлазу), разрушающий и саму целлюлозу. Такое воздействие может служить одним из повреждающих факторов в процессах биологической мочки льна. Таким образом, биостойкость льняного волокна зависит от способа получения самого волокна.
Проведенные исследования показывают, что в процессе всех видов биологической обработки увеличивается число разнообразных микробных повреждений волокна. При этом волокно, полученное способом расстила, имело меньшее суммарное число различных микроскопических повреждений, чем приготовленное любым другим из промышленных способов.
Существуют и другие способы получения льняного волокна, например, пропарка (паренец). Исследованиями установлено, что наибольшей биостойкостью обладает льняное паренцовое волокно. Возможными причинами более высокой биостойкости этого волокна по сравнению с другими видами являются его высокая структурная упорядоченность и содержание большого количества видоизмененного лигнина. Кроме того, в процессе мочки и расстила волокно обогащается микроорганизмами, способными при благоприятных условиях разрушать целлюлозу, а пропарка, наоборот, стерилизует волокно.
При воздействии микроорганизмов на льняное волокно количество пектиновых веществ уменьшается на 38 %, а содержание целлюлозы только на 1,2 %. Количество воскообразных веществ и зольность волокна при действии микроорганизмов практически не меняются.
У целлюлозы льна доля упорядоченной области составляет 83,6 %, малоупорядоченной - 5,1 %, неупорядоченной - 15,7 %. При микробиологическом разрушении доля неупорядоченных областей в целлюлозе льна уменьшается до 7,8 %, доля упорядоченных областей возрастает до 86,9 %. Соотношение малоупорядоченных областей в целлюлозе льна изменяется незначительно.
Микробиологические повреждения льняных, джутовых и других лубяных волокон и тканей из них проявляются в виде отдельных прокрашиваний (появления цветных пятен либо потемнения волокон) и сопровождаются появлением гнилостного запаха. На пораженных лубяных волокнах обнаружены микроскопические поперечные трещины и сколы, микроотверстия и раковины в стенках волокна.
Исследования относительной биостойкости лубяных волокон показали, что наиболее стойкими являются волокна манильской
136
пеньки и джута, наименее стойкими - волокна льна и конопли.
Естественная биостойкость натуральных лубяных волокон в целом невысока и в условиях повышенной влажности и температуры под влиянием микроорганизмов наступает быстрое понижение физико-химических и прочностных показателей как самих волокон, так и изделий из них. В целом, считается, что по биостойкости лубяные волокна находятся примерно на одном уровне с хлопковыми.
На биостойкость целлюлозных волокон большое влияние оказывает последующая обработка их отделочными растворами - шлихтой и аппретами, - содержащими в своем составе крахмал, муку, смолы и другие вещества, придающие текстильным материалам износостойкость, несминаемость, огнестойкость и т.д. Многие из этих веществ представляют хорошую питательную среду для микроорганизмов, поэтому на стадии шлихтования и аппретирования пряжи и тканей обращается особое внимание на строгое соблюдение санитарно-гигиенических и технологических мер, предотвращающих опасность инфицирования тканей микроорганизмами и биоповреждения их в дальнейшем.
137
