86.Натуральний шовк: хімічний склад, будова, властивості і галузі застосування

Натуральний шовк застосовують в текстильній промисловості.

Будова волокон. Нитка кокона складається з двох елементарних шовковин, склеєних між собою. Елементарне волокно являє собою сплюснутий циліндр, а поперечний переріз має форму сплюснутого овалу. Після відварювання в мильно-содових розчинах коконна нитка легко розпадається на дві елементарні шовковини. Поверхня їх стає більш гладкою, а форма поперечного перерізу -майже повністю округлою. Елементарне волокно має фібрилярну структуру, яку створюють лінійні макромолекули волокнотвірного білка - фіброїну. Фібрилярна будова волокон натурального шовку є основною причиною суттєвого недоліку цих волокон - моховато-сті, шо може виявитися в процесі волого-теплових та механічних обробок текстильних матеріалів.

Хімічний склад волокон. Головними складовими частинами натурального шовку є білки фіброїну (70-80 %) і серицину (20-30 %), що відносяться до класу склеропротеїнів. Крім того, в коконних нитках містяться незначні частки жировоскових, мінеральних речовин та сполук, які впливають на їх колір. Після відварювання шовку залишаються елементарні нитки-шовковини, які складаються виключно з фіброїну. Як і кератин, фіброїн є природною високомолекулярною сполукою, що синтезована з окремих амінокислот унаслідок реакцій поліконденсації з утворенням пептидних зв"язків. На відміну від кератину, фіброїн, по-перше, не містить у своєму складі амінокислоти цистеїну і тому не має сірки, по-друге, на 90 % складається з найпростіших амінокислот (гліцин, аланін, серин і тирозин) і, по-третє, має лінійну структуру. Серицин, або білковий клей, поряд з іншим має у своєму складі невеличку частку сірки за рахунок наявності в головних ланцюгах макромолекул білка амінокислоти цистеїну. Цей білок розміщується на поверхні коконних ниток, склеюючи їх, і виконує скріплюючу роль. Серицин має дещо іншу структуру завдяки наявності амінокислоти цистеїн. Ця кислота через дисульфідні місточки утворює ковалентні бокові зв'язки у вигляді лишків кислоти цистин.

Властивості натурального шовку. Довжина коконної нитки залежить від якості кокону і може досягати 1500 м. Товщина коливається в межах 20-30 мкм. На текстильних підприємствах переробляють шовк-сирець лінійною густиною ві 1000 до 6400 мтекс. Міцність до розриву коконної нитки становить 8-Ю сН/нитк, а елементарного волокна - 3,5-4,0 сН/волокно. Відносне розривне навантаження коконної нитки становить 26-28 сН/текс. У вологому стані розривне навантаження коконної нитки знижується майже на 15%. Відносне розривне подовження коконної нитки досягає 22-25%.

Гігроскопічність натурального шовку в стандартних умовах досягає 10-11 %.

У воді волокна натурального шовку набухають. При цьому збільшується площа їх поперечного зрізу приблизно на 16-18 %, маса зростає на 35-40 %. До дії лугів , натуральний шовк дещо міцні за вовну, але не в значній мірі.До дії світла і світлопогоди натуральний шовк менш стійкий, ніж вовна. Після опромінювання (інсоляції) його денним світлом протягом 250 год. міцність ниток знизилася на 62 %. Під дією прямих сонячних променів волокна натурального шовку спочатку жовтіють, а потім стають темно-бурими. З усіх природних волокон натуральний шовк є найстійкішим до нагрівання. Тривала дія тепла призводить до термодеструкції фіброїну. Процес прискорюється із зниженням вологості волокон.