Хлопок

Материал из Викизнание
Перейти к: навигация, поиск
Реклама на Викизнании


Хлопок

Хлопок (англ. cotton) — текстильное волокно растительного происхождения. Волокно представляет собой волоски на семенах хлопчатника - кустоподобной растения рода Gossypium, которая занимает одно из ведущих мест среди технических сельскохозяйственных культур.

Это самое важное натуральное волокно, которое используется в текстильном производстве для одежды, товаров для дома и промышленной продукции, и составляет около 40% всех текстильных волокон в мире по состоянию на 2004 год. Ежегодно в мире производится свыше 25 млн тонн хлопка в около 80 странах. Хлопок - основа легкой промышленности.

История[править]

Хлопок является одним из старейших природных материалов - человек использует его более 12 тысячелетий. В 2002 г. хлопок выращивали на площади 330 000 км2 в «теплом поясе земного шара и получили 21 млн тонн сырья.

Первым орудием для очистки хлопка от семян в Индии была так называемая «чурка», которая состояла из двух шаров, причем верхний был неподвижен, а нижний вращался рукояткой. Хлопок с семенами подается между валиками, валик захватывает волокно и протягивает его на другую сторону, а семена, которое не может пройти между валиками, отрывается и падает впереди. При этой операции два-три переменных рабочие могли очистить за день не более 6-8 кг чистого хлопка. Поэтому о большой и дешевое производство хлопка не могло быть и речи. Российская промышленность освоила производство ситцевых и хлопчатобумажных тканей к концу 19 века. В то время купить изделие из хлопка могли позволить себе только зажиточные люди. Впоследствии ткацкая промышленность России развилась, и хлопчатобумажный текстиль стал доступен для широких слоев населения. Ассортимент тканей расширился, на прилавках магазинов появилось свыше 2500 наименований продукции.

Строение волокон[править]

Хлопковое волокно - чистейшая природная целлюлоза - содержит 85-90% целлюлозы.

Хлопок представляет собой тонкие, короткие, мягкие пушистые волокна. Волокно несколько раз скручены вокруг своей оси. Хлопок-волокно имеет вид очень удлиненной тоненькой во многих местах искаженной трубочки. Внутри волокна по всей его длине проходит свободная полость - канал. Сверху волокно покрыто тонкой оболочкой - кутикулой. В месте, где волокно прикрепленное к семени, канал выходит на поверхность. Другой конец хлопкового волокна постепенно сужается и плотно закрыт. В каждом образце хлопкового волокна существует значительная разница по виду, толщине, ширине канала, степени скрученности.

В строении хлопкового волокна различают три главные части:

  • кутикула - тонкая защитная оболочка, покрывающая волокно извне; полупроницаемая мембрана. По химическому составу отличается от клеточной целлюлозной стенки большей устойчивостью к воздействию различных реагентов (щелочей, отбеливателей и т.д.). Кутикула неустойчива к кислотных обработок;
  • клеточная целлюлозная стенка волокна. Клеточная стенка неоднородна и имеет сложное строение. Она состоит из большого количества концентрических слоев или, как некоторые исследователи называют «слоев роста». Процесс откладывания целлюлозы происходит непрерывно, но скорость его изменяется от температуры и от условий освещения. Помимо структуры, обусловленной концентрической шароватостью волокна, в нем часто можно наблюдать признаки другой структуры - спиральной. При разрушении волокно часто распадается на мелкие продолговатые палочковидные частицы. В процессе распада волокна наблюдается, что слои состоят из частиц, расположенных не по оси волокна, а по спиралям вдоль волокна. Такой распад волокна наблюдается при набухании волокон под действием некоторых химических реагентов. Кроме того, сложность строения хлопкового волокна проявляется при наблюдении волокна в серной кислоте - растворимый свойство кислоты проявляется неравномерно в разных мест клеточной стенки, что может быть признак наличия в стенке волокна так называемых поперечных элементов. Таким образом при различных обработках волокна выявляются различные признаки его структуры;
  • канал волокна, заполнен остатками клеточного сока или воздухом.

Свойства волокон[править]

Для хлопка характерны относительно высокая прочность, химическая стойкость (волокно долгое время не разрушается под воздействием воды и света), теплостойкость (130-140 C), средняя гигроскопичность (18-20%) и малая доля упругой деформации, в результате чего изделия из хлопка сильно мнутся. Устойчивость хлопка к истиранию невелика.

На одной и той же семени хлопчатника волокна имеют разную длину и свойства. Длина волокон хлопка различна - от 10,3 до 60 мм. Хлопковое волокно тонкое (средняя толщина 20-22 мкм), но очень прочное (выдерживает нагрузку 4,5-5г).[6] Оно дешевое, хорошо красится.

В волокна существует определенное соотношение между внешним видом и его возрастом. На этом основаны методы определения зрелости хлопкового волокна путем микроскопии: хлопковый линт обрабатывают щелочью, промывают водой и после этого красят конго-красным красителем. Этим достигается весьма четкое разделение всех волокон на четыре группы. Покраска конго-красным дает дополнительные признаки для различения волокон средней степени зрелости.

Сбор и обработка хлопка-сырца[править]

Хлопчатник пышно разрастается. В высоту поднимается выше пояса человека. Цветок цветет только один день и оставляет после себя плод, похожий на маленькую зеленую коробочку. В плоде развиваются белые нити, которой и называются хлопком. Развитие хлопкового волокна начинается со дня цветения хлопчатника. Рост и развитие клеток хлопчатника продолжается до 70 дней. Когда плод хлопчатника созревает, коробочки лопаются, а длинные нежные нити высовываются из плодов и свисают как вата.

Начальный период развития волокна характеризуется тем, что оно растет в длину и состоит только из кутикулы в протоплазмы. Первые существенные отложения целлюлозы начинаются на 15-й, 17-й день после цветения.[5] Волокна различного возраста характеризуются толщиной целлюлозной стенки. Чем «старше» волокно, тем толще его стенка. При высыхании волокно резко меняет свою форму. Однородность во внешнем виде исчезает и наблюдается очень большая разнородность внешнего вида; форма, которую волокна получают после высыхания определяется толщиной клеточной стенки.

Урожай хлопчатника собирают в мере раскрытия коробочек. Урожай собирали и руками, составляя хлопок в фартук. При ручном сборе получается наименее загрязнена примесями хлопок-сырец. Появление первых машин для сбора хлопка, которые навешивались на трактор, давали возможность за один проход собирать хлопок из двух рядом расположенных строк растений и за день собирать хлопок с 2,8 га, чем заменяла 20 собирателей. Состояла она из кустоподнимателей, двух уборочных аппаратов, двух вентиляторов, воздуховодов и бункера. До заморозков хлопок-сырец собирают 2-3 раза, после первого заморозка - еще один раз из раскрытых коробочек, а потом собирают все коробочки, не раскрылись.

Волокно вместе с семенами - хлопок-сырец - собирается на пунктах приёма хлопка, откуда его отправляют на хлопкоочистительный завод, где отделяют волокна от семян. Содержание семена и волокна в хлопке-сырца колеблется в пределах 25-35% волокна и 68-70% семян. При переработке хлопковых семян на хлопкоочистительных заводах, в процессе отделения волокна от семян проходит разделение волокнистого покрытия на три вида: длинное волокно (длина 22-25 мм и больше идет для текстильной промышленности); более короткое волокно длиной от 3-8 мм до 20-22 мм, так называемый хлопковый линт; подпушек или очень короткое хлопковое волокно. Наиболее длинные волоски от 20-25 мм и является хлопок-волокно. Более короткие волоски - линт - идут на изготовление ваты, а также для производства взрывчатых веществ.

На заводах хлопок-сырец машинным способом очищается от семян. Отделение хлопкового семени от хлопкового линта проходит в машинах для линтелирования. И после многократного линтелирование семян хлопчатника на их поверхности остается еще достаточно велика (3-7% по весу) количество совсем короткого волокна, так называемого «подпушника» делинта.

Очищенный хлопок прессуют в тюки и перевозят на текстильные фабрики.

Волокно хлопка после очистки его от семян, примесей воска и протеина состоит практически из чистой целлюлозы - природного полимера.

Использование[править]

Хлопок - ликвидный товар, имеет стабильный спрос. Прирост производства хлопка в мире составляет около 2% в год. В течение последних 10 лет производство хлопка выросло на 24%, урожайность - на 44%, потребление - на 48%.

Из хлопка получают тонкую, равномерную и прочную пряжу и делают из нее самые разнообразные ткани - от тончайших до толстых обивочных тканей. Волокна хлопка чаще всего перерабатывают в нить (используют для получения пряжи), которую используют для изготовления мягкого, «дышащего» текстиля, из которого шьют одежду, самый распространенный среди видов одежды из натурального волокна, белье, полотенца, применяют как сырье для изготовления искусственных волокон, как исходный продукт для получения нитратов целлюлозы - коллоксилина, пироксилина, из которых, в свою очередь, продуцируют целлулоид, лаки, динамит, бездымный порох и т.д. В состав текстильных материалов хлопок может входить наряду с другими волокнами: в смеси волокон лен-хлопок, лен-хлопок-капрон, лен-хлопок-лавсан, лен-хлопок-лавсан-вискоза и др..

Технологический процесс изготовления продукции в хлопковой промышленности непродолжительное и в прядильном производстве занимает 3-5 дней: проходит 5-10 стадий обработки, готовым продуктом является пряжа различных текстов (номеров); в ткацком - 10 дней: пряжа обрабатывается на 6-7 стадиях и конечным продуктом является суровая ткань, а в обрабатывающем 5-6 дней: сырье поступает в виде сыровья, которое проходит более 10 операций.

Хлопковый линт служит сырьем для химической переработки в ацетаты и ксантогенати. Для получения гомогенных ацетатов целлюлозы используется короткое волокно длиной 3-6 мм, при получении гетерогенного триацетата целлюлозы возможно использование более длинного волокна.

Экономика[править]

Производство хлопка в мире

В СССР (посевная площадь под хлопчатник превышала 2 млн га, а урожай хлопка-сырца 20 ц/га) выращивали около 20 районированных сортов с различными биологическими и хозяйственными свойствами, что давало возможность обеспечить промышленность волокном разного качества, а также рационально организовать систему ведения хозяйства хлопкосеющих районов. В повышении урожайности хлопчатника и снижении затрат труда по уходу за посевами большое значение приобрел применение квадратно-гнездового способа сева и механизация уборки хлопка.

Производство[править]

См. также: Список стран по производству хлопка

Площади посева и производства хлопка по странам:

Площади посевов хлопчатника по годам (FAOSTAT)
га.
Страна 1985 1995 2005
Индия 7 533 9 035 9 100
США 4 140 6 478 5 586
Китай 5 140 5 422 5 060
Пакистан 2 364 2 997 3 096
Узбекистан 1 493 1 390
Бразилия 3 590 1 191 1 254
Нигерия 220 431 630
Турция 660 741 600
Туркменистан 607 600
Мали 146 336 551
</div>
Производство хлопка по годам (FAOSTAT)
тыс. тонн.
Страна 1985 1995 2005 2012
Китай 4 147 4 768 5 700 6 840
США 2 924 3 897 5 164 3 598
Индия 1 484 2 186 2 475 5 321
Пакистан 1 217 1 802 2 122 2 215
Узбекистан 1 265 1 250 1 052
Бразилия 943 479 1 196 1 638
Турция 518 851 800 851
Австралия 267 421 578 973
Греция 168 433 359 367
Сирия 170 216 331


Применение[править]

Переработка хлопка по странам:

Мировое использование хлопка, тыс. тонн
2001−2002 2002−2003 2003−2004 2004−2005* 2005−2006**
Всего 20 288 21 184 21 352 23 080 23 650
КНР 5 700 6 500 7 000 8 100 8 600
Индия 2 910 2 914 3 000 3 300 3 400
ЕС, ЦВЕ*** 2 430 2 399 2 224 2 240 2 200
Пакистан 1 855 2 042 2 100 2 300 2 370
Восточная Азия, Австралия и Океания 2 127 2 075 1 885 1 850 1 830
США 1 676 1 583 1 413 1 350 1 280
Бразилия 830 760 825 900 900
СНГ 671 674 686 710 730
Прочие 2 090 2 237 2 218 2 330 2 330
Примечание: * — оценка; ** — прогноз; *** — включая Турцию.

См. также[править]

Литература[править]

  • Манушкин В. И., Никольский К. С., Минскер К. С., Колесов С. В. Целлюлоза сложные эфиры целлюлозы и эфиры на их основе. 2е издание (монография). Владимир — 2002 г
  • Детская энциклопедия (для среднего и старшего возраста): Техника и производство. Том 5. Издание второе. Академия педагогических наук СССР. М.: «Просвещение», 1965
  • Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона — российская универсальная энциклопедия. Выпущена акционерным издательским обществом Ф. А. Брокгауз — И. А. Ефрон (Санкт-Петербург, 1890—1907

Ссылки[править]

Статью можно улучшить?
✍ Редактировать 💸 Спонсировать 🔔 Подписаться на обновления 📩 Переслать ссылку 💬 Обсудить
Позвать друзей 

Только ваши пожертвования и спонсорская поддержка позволяют Викизнанию жить и развиваться!