Влияние структуры волоконообразующего полимера на создание формы одежды

Э. А. Хамматова

ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ ВОЛОКОНООБРАЗУЮЩЕГО ПОЛИМЕРА НА СОЗДАНИЕ ФОРМЫ ОДЕЖДЫ

Ключевые слова: волокнообразующий полимер, форма, костюм, модификация.

В работе проведено исследование влияния структуры природного волокнообразующего полимера на основе шерсти на форму проектируемой одежды.

Keywords: fiber-forming polymers, shape, suit, modification.

This paper investigated the effect of a natural fiber-forming polymer based on the shape of the projected wool clothing.

Введение

Волокнообразующие полимеры, пригодные для создания текстильных волокон, имеют определенные особенности строения и свойств. Текстильные волокна имеют сложное строение, которое складывается из молекулярной,

надмолекулярной и морфологической структуры. Большинство текстильных волокон состоит из высокомолекулярных соединений — полимеров [1].

Макромолекулы волокнообразующего

полимера представляют собой длинные гибкие образования, состоящие из большого числа повторяющихся звеньев, соединенных между собой химическими связями. Число звеньев, называемое степенью полимеризации, в макромолекулах

колеблется в широких пределах — от нескольких сотен до десятков тысяч. Длина макромолекул в сотни и тысячи раз превышает их поперечные размеры. В пределах одного полимера

макромолекулы имеют довольно широкий диапазон колебаний по длине [2].

Наиболее сложной морфологической структурой обладают природные волокнообразующие полимеры, например шерсть и шелк. Природные волокна животного происхождения (шерстяное и шелковое) состоят из белков — природных

высокомолекулярных соединений, к которым относятся кератин (в шерсти), фиброин и серицин (в шелке) [1].

Кроме того, в кератине шерсти в большом количестве содержатся остатки аспарагиновой, глутаминовой кислот, цистин, серин, лейцин и др. В состав фиброина и серицина шелка в большом количестве входят глицин, серин и тирозин. Число звеньев в макромолекулах кератина 600— 700, в макромолекулах фиброина и серицина — около 300. Радикалы аминокислот в белковых цепях образуют боковые ответвления, размеры которых определяются их химическим составом.

Характер поведения ткани при формообразовании обусловливается волокнистым составом, способом его выработки и отделки. Каждый вид волокон по-своему воздействует на пластику материала, на его возможность образовывать мягкие или жесткие складки, плотную или рыхлую форму. Одни материалы способны сохранять заданную форму без поддерживающих каркасов, другие создают неустойчивую подвижную

форму, постоянно изменяющуюся в процессе движения человека. Таким образом, благодаря пластическим свойствам швейных материалов, образуется различный композиционный строй костюма.

Экспериментальная часть

Как показали ранее проведенные исследования [3], шерстяное волокно обладает сравнительно небольшой прочностью и значительным удлинением, которое связано со спиралеобразной формой макромолекул. Гибкой структурой макромолекул и прочными дисульфидными связями между ними объясняется наличие в общем удлинении волокон значительной доли упругой и эластической компонент. Прочность шелка несколько выше, чем прочность шерсти, что связано с меньшей разветвленностью и большей упаковкой макромолекул в его структуре.

Влияние эластических свойств ткани на характер формы одежды можно наблюдать на примерах исторического костюма. Сравним для этого народный русский и китайский костюмы [4].

Русские крестьянки шили свою одежду из домотканого льняного или шерстяного полотна. Такая ткань отличалась значительной толщиной и жесткостью, поэтому она плохо драпировалась и была способна образовывать лишь жесткую форму одежды футлярного типа. Эти качества ткани определили характер пластики костюма — прямолинейную геометрическую.

Китай же издавна славился производством высококачественного шелка. Одежда в Китае изготовлялась преимущественно из шелковых тканей, которые имеют прекрасные пластические свойства: «текучесть», подвижность, способность создавать красивые драпировки. Поэтому китайский костюм имеет совсем иной, в отличие от русского, криволинейный характер формы.

Работая с шерстяными и шелковыми материалами — художник должен предвидеть их поведение в проектируемом костюме, раскрыть их выразительные качества и способности. Проектируя новую форму костюма, нужно помнить о соподчиненности пластики силуэта с пластикой всех его деталей и элементов. Единство композиции предмета достигается тогда, когда в ней существует связь между целым и частями. Если силуэт решен в

одном пластическом ключе, а его элементы в другом, то может возникнуть противоречие между деталями и материалом, а это ведет к несостоятельности композиционного решения.

В последние годы учеными КНИТУ производится совершенствование свойств волокон шерсти для широкой области применения за счет их физической модификации - повышения механических свойств и возможность получения заданных свойств [3]. Этим способом модификации поверхности волокон придается шероховатость, повышенная цепкость. Благодаря этому нити и материалы из таких волокон приобретают повышенную объемность и пористость.

В зависимости от внешних воздействий, например тепловых в процессе влажно - тепловой обработки, силовых - растяжения тканей в различных направлениях, форма расположения макромолекул может меняться. Гибкостью макромолекул во многом определяется весь комплекс свойств полимера.

Процесс влажно - тепловой обработки (ВТО) - это комбинированное воздействие температуры, влаги и давления на ткань для придания и сохранения в дальнейшем необходимой формы изделия. Качество обработки зависит от соотношения, точности задания и времени воздействия этих факторов на ткань. Так как теплые и влажные изделия способны частично менять форму, удаление остаточной влаги и охлаждение ткани происходит во время холодной фиксации.

В таблице 1 приведены показатели, свидетельствующие об изменении прочности шерстяных текстильных материалов,

модифицированных плазмой, полученных при варьировании температуры в процессе влажно -тепловой обработки. Как видно из табл.1, по сравнению с традиционной технологией влажно -тепловой обработки использование плазменной обработки позволит снизить температуру влажно -тепловой обработки на 20-250С и сократить ее продолжительность.

Таблица 1 - Изменение прочности волоконо-образующих материалов плазменной обработки с содержанием шерсти в зависимости от режимов теплового воздействия

На основе полученных данных можно заключить, что формообразование моделей одежды из натуральных волокон животного происхождения повышается за счет упорядочения структуры тканей, увеличения площади сквозных пор вследствие объемной обработки потока плазмы ВЧЕ разряда пониженного давления.

Как показали исследования наибольшей формовочной способностью, обладают рыхлые чистошерстяные ткани. Чередованием специальных приемов ВТО - сутюживания (принудительной усадки) и оттягивания (принудительного

растягивания) - отдельных участков шерстяной ткани изделию в процессе его изготовления может придаваться объемная форма.

Заключение

Данные исследований позволили сделать заключение о том, что на форму проектируемого изделия влияют природные волокнообразующие полимеры и их структура. Вид волокон по-своему воздействует на пластику материала, на его возможность образовывать мягкие или жесткие складки, плотную или рыхлую форму за счет гибкости макромолекул.

В зависимости от структуры материала, его свойств, размягчение достигается в большей мере за счет влагопоглощения или нагрева материала. К примеру, для обработки шерсти необходимо много влажного пара, а для синтетики - сухой высокотемпературный пар в небольшом количестве.

Проектируя новую форму костюма, нужно учитывать свойства волокнообразующих полимеров, улучшение которых можно достичь с помощью физических методов воздействия, то есть модификации плазмой.

Литература

1. Материаловедение в производстве изделий легкой

промышленности. / Под ред. Жихарева А.П. М.:

«Академия», 2004. - 448с.

2. Бузов Б.А. Материаловедение в производстве изделий легкой промышленности (швейное производство): Учебник для студ. высш. учеб. Заведений /Б.А. Бузов Н.Д. Алыменкова. - М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 449с.

3. Абдуллин И.Ш. Исследование влияния комплексного воздействия потока низкотемпературной плазмы на механические свойства натуральных полимерных материалов / И.Ш.Абдуллин, В.В.Хамматова, Е.В.Кумпан // Вестник Казанского технологического университета. 2011. № 16. - с. 144-147.

4. Пласкина Э.Б. История костюма. Стили и направления / Э.Б. Плаксина, Л.А Михайловская, В.П.Попов. 2- е изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 224с.

Наиме- нование тканей Изменение прочности тканей (%) от теплового воздействия,°С

Время ВТО, мин 130 140 150 160

Чистошер стяная 1,0 3,82 4,00 3,80 3,50

2,0 3,50 3,15 2,70 2,60

3,0 3,20 2,60 1,80 1,60

Полушер- стяная 1,0 1,70 1,60 1,35 1,30

2,0 1,45 1,30 1,10 1,00

3,0 1,00 1,10 1,05 0,95

© Э. А. Хамматова - асс. каф. дизайна КНИТУ, venerabb@mail.ru.