Что такое лубяные волокна в биологии определение. Лубяные волокна – это волокна, получаемые из стеблей и листьев растений

Различные типы покровных тканей выполняют в некоторой мере и механические функции, защищая нежные ткани, расположенные ковнутри органа.

Но есть еще специальные клетки и слагаемые из них ткани, которые выполняют механические функции. Такие клетки и ткани называют механическими . Эти клетки и ткани усиливают противодействие всего растения или его органов, прежде всего излому или разрыву.

Механические клетки и ткани имеются во всех органах каждого растения, произрастающего в наземных условиях. В сильно растущих в длину частях растения, например в стеблях, элементы механических тканей также вытянуты, имеют прозенхимный характер . В органах со слабо выраженным ростом в длину механические клеточные элементы более или менее изодиаметричны - паренхимного характера . Такие элементы встречаются в плодах и листьях. Разумеется, абсолютно строгого разграничения между типами механических элементов не существует: нередко в стеблях имеются механические паренхимные клетки, а в листьях - вытянутые прозенхимные.

Все механические ткани по ряду признаков могут быть разделены на несколько групп, из которых каждая отличается определенными характерными чертами. Таких основных групп три: колленхима , лубяные и древесинные волокна и склереиды .

Колленхима встречается в стеблях, а также нередко в черешках и средних жилках листьев, реже в цветоножках и в плодоножках. Она находится в тех частях органов, где расположены сочные ткани, состоящие из живых клеток, и преимущественно свойственна двудольным растениям; у однодольных она встречается реже.

Колленхима служит для укрепления растущих органов. Она состоит из живых клеток, содержащих хлоропласты. Обычно колленхимные клетки длинные, иногда достигают значительной длины (2 мм), но среди них есть и вполне паренхимные клетки. Своеобразны утолщения оболочек колленхимных клеток. Наиболее часто наблюдается так называемое уголковое утолщение , когда полосы утолщений тянутся по углам клеток. Если утолщены тангентальные стенки клеток, то образуется пластинчатая колленхима . Характер утолщений колленхимы в значительной степени зависит от самого расположения клеток. Если клетки колленхимы расположены радиальными рядами, то утолщения возникают на тангентальных стенках. При беспорядочном расположении клеток утолщения концентрируются по углам.

Оболочки колленхимных клеток целлюлозные и на поперечных разрезах органов выделяются особым блеском. Особенность оболочек колленхимных клеток состоит в том, что в них содержится большое количество воды. Возможно, что это благоприятствует вытягиванию оболочки при росте органа.

Колленхима расположена почти всегда по периферии органа. Она дифференцируется раньше других механических тканей. Располагается колленхима или сплошным слоем в несколько рядов клеток вблизи периферии органа или собрана отдельными пучками, связанными с пучками проводящей системы. Если на стеблях есть ребра, то колленхима в виде компактных пучков тянется вдоль стебля по ребрам (например, зонтичные).

Колленхима принадлежит к числу простых тканей, т. е. клетки ее не смешиваются с клетками другого характера. Поэтому границы колленхимы обычно очерчены довольно резко. Однако иногда образуются переходные формы от колленхимных клеток к клеткам паренхимы.

Клетки колленхимы соприкасаются друг с другом тупо заканчивающимися концами и имеют простые поры. Клеточные полости их всегда широкие. Благодаря хлоропластам, колленхимные клетки, подобно соседним паренхимным клеткам коры, могут участвовать в фотосинтетической деятельности, но в значительно меньшей степени.

Лубяные волокна представляют собой вытянутые по оси органа длинные толстостенные клетки. Длина их у разных видов сильно колеблется. У конопли лубяные волокна имеют в среднем длину около 10 мм, у льна - около 40 мм, у крапивы - около 80 мм. Самые длинные волокна были найдены у субтропического прядильного растения рами - до 500 мм. У специальных текстильных сортов льна найдены лубяные волокна до 120 мм длины. У некоторых растений оболочки лубяных волокон остаются целлюлозными, но в большинстве случаев они более или менее рано одревесневают. Однако иногда одревеснение волокон происходит лишь у основания стебля.

К растениям с целлюлозными оболочками лубяных волокон принадлежат лен, рами. У конопли же, особенно у некоторых сортов ее, а также у крапивы оболочки лубяных волокон скоро одревесневают на всем протяжении стебля.

В молодом состоянии, во время роста, лубяные волокна содержат в своих полостях жизнедеятельный протопласт со многими ядрами. После окончательного формирования лубяного волокна протопласт обычно отмирает, остатки его лишь кое-где рассеяны в клеточной полости.

В живом протопласте лубяных волокон иногда обнаруживаются крахмальные зерна, но клеточная полость их обычно очень узка. Только у молодых волокон клеточная полость выражена отчетливо, у старых же, лишенных протопласта, полость почти совершенно исчезает. В толстых стенках иногда довольно хорошо заметна слоистость. Толщина оболочки даже у вполне сформировавшихся волокон не по всей длине одинакова: утолщенные участки перемежаются с утонченными, поэтому полость волокна местами суживается и расширяется.

У некоторых растений (виноградная лоза) полость лубяных волокон перегорожена тонкими перегородками. Такие анатомические элементы называются перегородчатыми лубяными волокнами .

Весьма характерно смыкание волокнистых клеток между собой.

Каждое волокно своими острыми концами вклинивается между другими волокнами. Такое взаимное соединение волокон, отличающееся от взаимного соединения паренхимных клеток, способствует наибольшей прочности ткани и происходит вследствие так называемого скользящего роста концов таких клеток.

На оболочках лубяных волокон имеются простые поры, расположенные по спирали. Последнее указывает на спиральную текстуру микрофибрилл во вторичной оболочке волокна. Спиральное расположение фибрилл придает волокну особую прочность. На спиральность текстуры указывает также то, что при механическом разрушении оболочки (сильное надавливание, приготовление срезов, поражение микроорганизмами) концы поврежденных оболочек иногда развертываются в виде вытянутой спирали.

Обычно лубяные волокна составляют простую ткань, т. е. к ним редко примешиваются другие анатомические элементы. Расположены лубяные волокна либо более или менее широким поясом, как в стеблях некоторых растений, либо собраны отдельными группами, образующими вместе с проводящими тканями сосудисто-волокнистые пучки.

Но есть и такие растения, у которых лубяные волокна не составляют отдельных пучков или компактных массивов, а перемешаны с паренхимными клетками. Такая паренхима называется лубяной .

При кажущейся простоте строения лубяные волокна по своей организации сильно варьируют даже у одного и того же растения. В нижней части стебля пучки лубяных волокон менее обособлены, чем в верхней части. Длина лубяных волокон в различных местах стебля одного и того же растения неодинакова: в нижней части расположены более короткие волокна, чем в средней и верхней частях стебля.

При произрастании растений одного и того же вида в различных климатических условиях создаются так называемые географические расы, своеобразные особенности которых отчасти передаются по наследству. У конопли, как и у других культурных растений, известно много географических рас. Расы конопли отличаются как количеством волокна (степенью волокнистости), так и качеством его. Анатомическое исследование обнаруживает значительную разницу и в строении лубяных волокон у географических рас конопли различного происхождения.

Лубяные волокна, подобные только что рассмотренным волокнам конопли, образуются перициклом - образовательной тканью, расположенной по периферии осевого органа, на границе с первичной корой. Лубяные волокна, возникшие в перицикле, называют первичными . Есть и вторичные лубяные волокна. Они возникают в результате деятельности другой образовательной ткани - камбия. В стеблях конопли, кроме первичных лубяных волокон, образуются и вторичные. То же наблюдается у кенафа, канатника, кендыря, рами - южных текстильных лубо-волокнистых растений. У льна и подсолнечника лубяные волокна только первичные.

Вторичные лубяные волокна травянистых растений обычно развиты значительно слабее первичных. У конопли, например, вторичные лубяные волокна, по сравнению с первичными, имеют более мелкий просвет и одревесневшие оболочки, оболочки же первичных лубяных волокон многих сортов конопли остаются неодревесневшими или одревесневают весьма слабо. Текстильное значение имеют только первичные волокна и не только у конопли, но и у других, произрастающих в умеренном климатическом поясе травянистых текстильных растений. Вторичные лубяные волокна у этих растений наиболее обильно образуются лишь в базальной части стебля. Чем выше вдоль по стеблю, тем меньше развивается вторичных лубяных волокон; примерно на половине длины стебля они уже не образуются.

У древесных растений, наоборот, наиболее обильно развиты вторичные лубяные волокна. Первичные лубяные волокна, если и образуются, то лишь на ранней стадии развития, когда еще функционирует перицикл. Вторичные лубяные волокна в отличие от первичных, по-видимому, у всех древесных растений имеют одревесневшие оболочки. Примером вторичных лубяных волокон могут служить волокна липы, составляющие прочную основу так называемого лыка. Вторичные лубяные волокна никогда не достигают такой длины, как первичные.

Прочность лубяных волокон, особенно первичных, общеизвестна. Недаром из них выделывают различные ткани, канаты и пр. Волокна некоторых растений не уступают по прочности стали, далеко оставляя ее за собой по эластичности. Разумеется, колебания в прочности среди лубяных волокон тоже значительны и зависят от многих условий (степени одревеснения оболочек, влажности и пр.).

Больше всего лубяных волокон развивается в стеблях, в корнях их значительно меньше, часто не бывает совсем. У некоторых растений, преимущественно у однодольных (юкки, драцены, некоторые пальмы и пр.), хорошо развитые лубяные волокна встречаются в листьях. Есть лубяные волокна и в плодах различных типов (бобах, коробочках и др.).

Волокна, находящиеся в древесной части стебля, называются либриформом . Если лубяные волокна представляют собой самые толстостенные элементы коры, то ткань либриформа состоит из самых толстостенных анатомических элементов древесины. В основе своего строения либриформ сходен с лубяными волокнами и назначение его, по-видимому, такое же. Волокна либриформа значительно короче лубяных волокон (не больше 2 мм). Оболочки клеток либриформа всегда одревесневшие, снабжены простыми порами со щелевидными очертаниями. Так же, как и у лубяных волокон, имеющих простые поры, поры либриформа расположены по спирали. У некоторых растений (виноград) полость волокон либриформа, подобно полости лубяных волокон, перегорожена тонкими перегородками, не разделяющими, однако, окончательно самой клетки. Такие волокна либриформа, так же как и лубяные, называют перегородчатыми .

По своей структуре и внешнему виду клетки либриформа иногда представляют собой переход к другим типам тканей. Они могут быть очень короткими, приближаясь по форме к паренхиме. Оболочки таких клеток имеют простые поры, их протопласт долго остается живым, в них периодически накопляется крахмал. Но есть клетки либриформа, приближающиеся к водопроводящим элементам - трахеидам и сосудам. Оболочки таких клеток имеют окаймленные поры, протопласт в них скоро разрушается. Вообще тип либриформа не столь отчетлив, как тип лубяных волокон.

Либриформ также весьма распространен среди высших растений, как и лубяные волокна (твердый луб). У лиственных деревьев либриформ иногда занимает значительную часть древесины, в особенности в тех массивах ее, которые образовались во вторую половину вегетационного периода.

На примере либриформа особенно отчетливо выявляется общераспространенный принцип, обнаруживаемый при рассмотрении почти каждого анатомического элемента в растении, - принцип разнообразия функций, выполняемых той или другой клеткой или тканью. Либриформ наряду с основной функцией выполняет еще функции хранилища запасов и проведения воды. В соответствии с этим внешний вид и самая структура клеток либриформа не вполне устойчивы: в ряде случаев есть немало переходных форм, имеющих черты, характерные уже для других анатомических элементов.

Склереиды представляют собой клетки самой разнообразной формы, толстостенные, одревесневшие, не слишком большой длины или чаще паренхимные. Они встречаются в различных органах растений: плодах, листьях, стеблях. Наиболее типичным образцом склереид могут служить каменистые клетки, представляющие собой пример опорных элементов. В плодах груши и айвы каменистые клетки выполняют роль опоры для сочной мякоти зрелого плода. Каменистые клетки обычно паренхимные. Более вытянутые элементы встречаются в плодоножках. Твердые оболочки различных орехов, пергаментный слой в бобах также состоят из склереид. Нередко группы таких клеток способствуют раскрыванию плодов, разрыву более тонких стенок.

Иногда вытянутые склереиды ветвятся. Ветвистые склереиды чаще всего размещены одиночно и относительно велики. Неветвистые склереиды собраны группами, образуя подобие простой ткани. Нечто сходное происходит и с либриформом. Чаще всего клетки либриформа собраны группами, но нередко маленькие группы клеток либриформа или даже отдельные клетки перемежаются с клетками другого характера.

Такие ткани, состоящие из разнообразных анатомических элементов, можно назвать смешанными.

Механические ткани в каждом органе сконцентрированы таким образом, что обусловливают прочность на разрыв или изгиб в определенном направлении. В стебле, подвергающемся преимущественно изгибу, механические ткани расположены по периферии, что особенно ясно выражено у травянистых растений.

В корнях, подвергающихся преимущественно растяжению, наоборот, периферическая зона (кора) почти лишена механических элементов, и они расположены ближе к центру оси корня.

На основе анализа закономерностей в распределении механических тканей в растениях некоторые исследователи разработали ряд схем конструкций органов растений с использованием строительно-механических принципов. Следует, однако, признать, что строительно-механический принцип объясняет лишь одну сторону функционирования системы механических тканей.

Дело в том, что механические анатомические элементы редко выполняют только механические функции. Только с этих позиций трудно объяснить, например, значение незначительного по толщине кольца лубяных волокон в древесном стволе с его солидной древесиной и притом нередко весьма прочной.

Структура и функции каждого органа сложны и разнообразны, в силу чего с помощью чисто механических схем нельзя выяснить закономерности в организации структуры растений, тем более что между различными анатомическими элементами существует ряд промежуточных форм. Структура пластична. В живом организме структура - процесс.

Почти всех высших растений .

По сравнению с колленхимой склеренхимные волокна отличаются большей упругостью , равной 15-20 кг/мм², тогда как у колленхимы она составляет не более 10-12 кг/мм². Наличие склеренхимы даёт возможность органам растения противостоять нагрузкам, которые возникают в результате изгиба или под воздействием массы самого растения.

Разновидности [ | ]

Разделение по происхождению [ | ]

По происхождению различают первичную и вторичную склеренхиму.

Разделение по расположению [ | ]

В зависимости от расположения в теле растения и функциональных особенностей волокна склеренхимы разделяют на две группы:

Древесинные волокна [ | ]

Древесинные (ксилемные) волокна, или либриформ, входят в состав проводящей ткани ксилемы. Формируются камбием . Одревесневшие оболочки этой ткани снабжены простыми порами с щелевидными очертаниями. Либриформ называют многофункциональной тканью, что связано с изменчивостью морфоструктуры волокон. Встречаются переходные элементы между клетками либриформа и водопроводящими элементами, в этом случае клетки либриформа принимают участие в транспортировке воды. Также наблюдаются переходные формы между клетками либриформа и древесинной паренхимой, тогда клетки волокон сохраняют живое содержимое, в таких клетках запасаются крахмал и другие органические вещества. В эволюционном плане волокна либриформа произошли из элементов ксилемы (трахеид), в которых функция проведения воды сочетается с опорной функцией. Волокна либриформа значительно короче лубяных волокон (не более 2 мм).

Клетки либриформа очень прочны, но почти неэластичны. Главная его функция - опора для водопроводящих элементов и для всего растения. Этот тип склеренхимы широко распространён среди высших растений. У лиственных деревьев либриформ занимает значительную часть древесины, особенно в тех её массивах, которые сформировались во второй половине вегетационного периода . Иногда склеренхима формируется перициклом, и в этом случае волокна называют перициклическими. Они долго сохраняют целлюлозные стенки, редко одревесневают.

Лубяные волокна [ | ]

Расположены обычно в коровой части осевого органа, во флоэме , они встречаются в коре стебля и корня , а также в листовых черешках и пластинках, в цветоножках , плодоножках , реже плодах. Чаще они формируются в стеблях травянистых растений, но у многих пальм образуются в листьях. Клетки лубяных волокон длинные, толстостенные. Длина их колеблется от 40 до 60 мм, у китайской крапивы рами от 350 до 500 мм. В целом волокна насыщены цитоплазмой , в ней содержатся единичные мелкие хлоропласты , часто с крахмальными зёрнами. Число митохондрий значительно больше, чем хлоропластов. Характерная черта молодых волокон - высокоактивный Аппарат Гольджи . У сформировавшихся лубяных волокон протопласт чаще всего отмирает и полость клетки совершенно исчезает.

За счёт интрузивного роста лубяных волокон создаётся исключительная прочность ткани, которая повышается благодаря спиральным расположениям оболочки. Обычно лубяные волокна составляют простую ткань, располагаясь либо более или менее широким поясом, либо отдельными группами, образующими вместе с проводящими тканями сосудисто-волокнистые пучки. У некоторых растений лубяные волокна вкраплены в лубяную паренхиму.

По происхождению лубяные волокна бывают:

• Первичные - образуются перициклом
• Вторичные - образуются камбием

У травянистых двудольных растений преобладают первичные волокна, у древесных - вторичные. Вторичные лубяные волокна намного короче первичных и чаще одревесневают. Крайне редко лубяные волокна развиваются у голосеменных.

Использование [ | ]

Свойства лубяных волокон (прочность, исключительная эластичность, большая длина волокна, отсутствие одревеснения) очень ценны для текстильной промышленности . Особый интерес представляют такие растения, как

Лубяные волокна

волокна, содержащиеся в стеблях наземных семенных растений; лишённые живого содержимого длинные прозенхимные клетки. Стенки Л. в. - сильно и равномерно утолщённые, часто с хорошо выраженной слоистостью, с простыми порами и очень узкой клеточной полостью. Средняя длина Л. в. 1-2 мм , однако первичные Л. в., возникающие из прокамбия, большей частью длиннее (20-400 мм ), а вторичные (камбиального происхождения) - короче. У многих растений стенки Л. в. пропитаны Лигнин ом; у некоторых же растений оболочки Л. в. состоят почти сплошь из целлюлозы (См. Целлюлоза), обладают эластичностью и большой прочностью. Технические Л. в., получаемые путём первичной обработки лубяных культур, широко используются в текстильной промышленности для выработки пряжи. Различают Л. в.: тонкие, гибкие, мало одревесневшие (лён, рами); грубые, толстостенные, сильно одревесневшие (пенька, кенаф, джут, манильская пенька). Технические Л. в. состоят из склеенных между собой пучков элементарных волокон. Пряжа из льняного волокна используется для выработки тканей; из волокна пеньки сизаля и манильской пеньки - для изготовления канатов, верёвок, шпагата, сердечников для стальных канатов и других кручёных изделий; из волокон джута и кенафа - в основном для производства мешков. Волокно канатника, обладающее большой ломкостью, имеет в текстильной промышленности ограниченное применение; из него изготовляется пряжа для мешковой тары и для производства кабеля, где оно заменяет волокно джута.

Первичная обработка лубяных культур состоит из биологических (мочка) и механических (мятьё, трепание, выделение луба) процессов и включает получение тресты (См. Треста) (из стеблей льна, конопли, иногда кенафа) или луба (из стеблей джута и кенафа), а из них - Л. в. Распространённый способ приготовления тресты - росяная мочка, или расстил: стебли после обмолота (солома) расстилают (см. Льнорасстилочная машина) на стлище (луг, поле) ровными рядами, где они вылёживаются 15-25 сут . Под действием плесневых грибов (Cladosporium herbarum и Alternaria tenuis), тепла, влаги и света пектин и другие вещества стеблей разлагаются, и связь Л. в. с окружающими тканями нарушается. При холодноводной мочке солому в снопах, тюках, контейнерах и т.п. погружают в водоём (пруд-копанец, культурное мочило) на 10-15 сут . В результате жизнедеятельности главным образом пектиносбраживающих бактерий (Clostridium felsineum и Cl. pectinovorum) Л. в. отделяются от тканей. На льно- и пенькозаводах для промышленного приготовления тресты применяют тепловую мочку в воде, подогретой до 36-37 °С. Это позволяет получать тресту за 70-80 ч , а при использовании ускорителей (мочевина, аммиачная вода и др.) - за 24-48 ч . Ещё более сокращают процесс запаривание соломы в автоклавах под давлением 2-3 ат (до 75-90 мин ) и замачивание в слабом растворе кальцинированной соды, кислот и специальных эмульсии (до 30 мин ). Тресту высушивают и обрабатывают на мяльных и трепальных машинах (см. Льноконоплемялка и Льнотрепальная машина), где волокно очищается от древесины (костры), покровных и паренхимных тканей.

Луб выделяют из стеблей на лубоотделительной машине, затем его подвергают биологической мочке и обрабатывают на трепально-промывной машине. Л. в. сушат, мягчат и сортируют. Технология, при которой из стеблей сначала получают луб, перспективна и для льна.

Лит.: Дербенев С. И., Лунев И. Я., Миронов К. М., Технология промышленной биологической мочки лубяного сырья, 2 изд., М., 1968; Егоров М. Е. и Лебедев Я. А., Первичная обработка льна-долгунца в колхозах и совхозах, М., 1968; Марков В. В., Первичная обработка лубяных культур, 2 изд., М., 1969.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Смотреть что такое "Лубяные волокна" в других словарях:

лубяные волокна - Волокна, содержащиеся в стеблях, листьях и оболочке плодов различных растений и используемые в текстильной промышленности. Различают тонкие лубяные волокна (стеблевые) – лен и рами, применяемые для выработки тонких и средних по поверхностной… … Текстильный глоссарий

Прозенхимные волокна, сильно вытянутые в длину клетки луба (флоэмы) с заострёнными концами. Имеют утолщённую, часто одревесневшую оболочку с щелевидными, реже округлыми простыми порами и узкую полость. Живое содержимое Л. в. после завершения его… … Биологический энциклопедический словарь

Лишенные живого содержимого длинные клетки в стеблях растений. Используются для выработки пряжи … Большой Энциклопедический словарь

Лубяные волокна - натуральные волокна, содержатся в стеблях и листьях растений; обладают эластичностью и большой прочностью. Технические лубяные волокна, получаемые путем первичной обработки лубяных культур, широко используются в текстильной промышленности для… … Энциклопедия моды и одежды

Лишённые живого содержимого длинные клетки в стеблях растений. Используются для выработки пряжи. * * * ЛУБЯНЫЕ ВОЛОКНА ЛУБЯНЫЕ ВОЛОКНА, лишенные живого содержимого длинные клетки в стеблях растений. Используются для выработки пряжи … Энциклопедический словарь

Волокна, содержащиеся в стеблях, листьях и оболочке плодов разл. растений и используемые в текст. пром сти. Различают: тонкие Л. в. (стеблевые) лён и рами, применяемые для выработки тонких и средних по поверхностной плотности тканей, кручёных… … Большой энциклопедический политехнический словарь

Термин этот употребляется в двух различных значениях. С одной стороны, так называют механические волокна, принадлежащие лубяной части сосудисто волокнистых пучков; с другой стороны, Л. волокнами часто называют сходные с первыми механические… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

ЛУБЯНЫЕ ВОЛОКНА - склеренхимные волокна, образующиеся в коре из флоэмных элементов осевых органов растения в виде тяжей или цилиндра. Каждый тяж представляет собой группу отдельных лубяных клеток, обладающих высокими механическими свойствами, предопределяющими… … Словарь ботанических терминов

Лишённые живого содержимого длинные клетки в стеблях р ний. Используются для выработки пряжи … Естествознание. Энциклопедический словарь

ЛУБЯНЫЕ ВОЛОКНА - сильно удлинённые прозенхимные клетки механич. ткани, разновидность склеренхимы. Ср. дл. Л. в. 1 2 мм (первичные Л. в., возникающие из прокамбия, 20 400 мм, вторичные камбиального происхождения короче). Для Л. в. характерны утолщённые, часто… … Сельско-хозяйственный энциклопедический словарь

Лубяными называются волокна, получаемые из лубяного слоя стебля расте­ния. Строение стебля лубяных растений.

Лубяной слой, который является текстильным материалом, состоит из отдель­ных растительных клеток, вытянутых в длину и заостренных к концам. Клетки, составляющие лубяной слой, называются элементарными волокнами. Эти волок­на тесно прижаты друг к другу и соединены в длинные волокнистые пучки, которые проходят вдоль всего стебля. Эти волокнистые пучки составляют техническое волокно, максимальная длина которого соответствует длине стебля растения.

Основным веществом лубяных волокон является целлюлоза, но здесь ее мень­ше, чем в волокне хлопка. Лубяные волокна содержат больше сопутствующих целлюлозе веществ. Повышенное содержание примесей значительно затрудняет отделку тканей из лубяных волокон. Лигнин обусловливает большее или мень­шее одревеснение волокон.

Из всех лубяных волокон лен имеет наибольшее значение для текстильной промышленности.

Лен - однолетнее травянистое растение; две основные ботанические разно­видности его: лен-кудряш и лен-долгунец. Последний имеет дает мягкое, тонкое и длинное волокно.

_______________________________

Волокна других лубяных культур имеют такое же строение, как льняное волокно, но отличаются большей толщиной техничес­кого волокна и большей жесткостью, так как в них больше лигнина. Для изготовления изделий бытового назначения эти волокна применяют ограниченно, но широко используют для производства изделий технического назначения.

Пенька

Волокна пеньки получают из стеблей конопли - однолетнего растения длина стебля которого 70-250 см.

Пеньку применяют для изготовления крученых изделий (ниток, шпагата, веревок, канатов), а также тарных, мебельных, брезентовых тканей.

Это волокна однолетнего лубяного растения высотой до 3-4 м, про, израстающего в странах с тропическим и субтропическим климатом.

Длина технического волокна джута 2,5 м, оно имеет значительное одревесне­ние. Волокно джута характеризуется высокой гигроскопичностью (может впиты­вать до 27% влаги и оставаться на ощупь сухим), поэтому из него изготовляют тару для влагоемких товаров. Основные недостатки джутовых волокон - малая стойкость к действию влаги вследствие небольшой длины (4-6 мм) элементар­ных волокон и невысокая атмосфероустойчивость из-за значительного содер­жания лигнина.

Волокно кенафа получают из стеблей однолетнего растения, которое достигает высоты 5 м. Волокно кенафа по свойствам аналогично джутовому и является его полноценным заменителем.

Природные текстильные волокна

животного происхождения

К текстильным волокнам животного происхождения относятся волокна шерсти и натурального шелка. По химическому составу они представляют собой белко­вые вещества.

Волокно шерсти относится к белковым соединениям типа кератинов. На долю кератина в составе этого волокна приходится 90%. Для кератина шерсти харак­терно содержание 2-5% серы.

Основные химические свойства волокон шерсти и натурального шелка - отно­сительно высокая устойчивость к действию минеральных кислот и неустойчивость к действию щелочных растворов.

Волокно шерсти является ценным видом текстильного сырья. Для производства текстильных товаров используется шерсть овец (95-97%), а также коз и верблюдов.

Виды шерсти. Для процессов переработки шерсти и свойств получаемых матери­алов большое значение имеют состав шерсти по типу волоса и ее однородность. Шерсть, состоящая из волокон одного типа (пуха, ости или переходного волоса), называется однородной. Шерсть, содержащая волокна различного типа, носит назва­ние неоднородной (смешанной). В зависимости от тонины волокон, составляющих шерстный покров, различают шерсть тонкую, полутонкую, полугрубую и грубую.

Тонкая шерсть - однородная, состоит из волокон пуха с поперечником 15-20 мкм и мелкой равномерной извитостью. Эта шерсть наиболее высо­кокачественная, используют ее для выработки лучших шерстяных тканей.

Полутонкая шерсть может быть однородной и неоднородной, состоит из бо­лее толстых волокон пуха и переходного волоса с поперечником 25-35 мкм.

Полугрубая шерсть обычно неоднородная - включает более грубые волокна переходного волоса и тонкие остевые волокна с поперечником 35-40 мкм, раз­ной длины.

Грубая шерсть состоит преимущественно из ости, но неоднородна, может со­стоять из волокон разного типа в различных соотношениях. Эта шерсть может содержать также мертвый и сухой волос. В поперечнике волокно грубой шерсти составляет более 40 мкм.

Натуральный шелк

Натуральней шелк - ценнейшее текстильное волокно, являющееся продук­том выделения шелкоотделительных желез гусениц шелкопрядов. Наиболь­шее распространение и ценность имеет шелк тутового шелкопряда. Объем его производства составляет 90% всего мирового производства натураль­ного шелка.

Кроме тутового шелкопряда, разводят дубовый шелкопряд, волокно которого отличается значительной жесткостью, но большей прочностью. Шелковые нити дубового шелкопряда более устойчивы к действию кислот и щелочей, облада­ют большой упругостью. Коконы дубового шелкопряда содержат 89-90% фиб­роина и 10-11% сопутствующих веществ, в том числе 5-6% сернцина. Осо­бенность серицина дубового шелкопряда - низкая растворимость в воде. Поэтому коконы трудно разматываются, а некоторые совсем не поддаются размотке. Не поддающиеся размотке коконы с помощью машин расщипыва­ют до образования коротковолокнистой массы, из которой получают пряжу в процессе прядения.

ХИМИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА

Химическими называют волокна, получаемые путем химической переработки природных или синтетических высокомолекулярных соединений.

Для производства химических волокон используют высокомолекулярные соеди­нения, которые имеют сравнительно высокую молекулярную массу, вытянутую форму макромолекул.

Искусственные волокна

К искусственным относятся волокна, получаемые химической переработкой при­родных высокомолекулярных соединений. Это волокна, вырабатываемые из цел­люлозы и ее производных, - вискозное, полинозное, медно-аммиачное, ацетат­ное, триацетатное и другие, а также из белков - казеиновое и др. Первые три целлюлозные полокна получают на основе гидратцеллюлозы, а ацетатное и три­ацетатное - на основе эфиров уксусной кислоты и целлюлозы - соответствен­но диацетилцеллюлозы и триацетилцеллюлозы.

Вискозное волокно

Одно из наиболее распространенных химических во­локон. В настоящее время на долю вискозного волокна приходится более 60% общего производства искусственных волокон. Это объясняется тем, что для про­изводства вискозного волокна в качестве основного сырья используют древес­ную целлюлозу и сравнительно простые химические вещества - едкий натр, се­роуглерод, серную кислоту и ее соли. Для выработки целлюлозы применяют преимущественно древесину ели или короткое волокно хлопка. Из хлопковой целлюлозы получают в основном ацетатное, триацетатное и медно-аммиачное волокна.

Полинозное волокно

Представляет собой разновидность вискозного волокна. Такое волокно имеет более однородную и плотную структуру и

значительно большую прочность на разрыв, потеря прочности его мокром состоянии также меньше. Пряжа, полученная из полинозного волокна, почти отличается от пряжи из лучших сортов хлопка.

Кроме вискозного и полинозного волокон в настоящее время вырабатывают следующие модифицированные вискозные волокна: вискозное высокомодульное (ВВМ) , вискозные химически модифицированные волокна, на­пример мтилон В, бактерицидные, маслостойкие и др.

ВВМ волокна

Формуют из вискозы, в состав которой вводят модификаторы (полиэтиленгликоль) для получения однородной структуры. ВВМ волокна имеют лучшие механические свойства, чем вискозные волокна других видов,

Мтилон В

Это химически модифицированное вискозное волокно, представляющее собой привитой сополимер целлюлозы (60-65%) и полиакрилонитрила (35-40%).

Медно-аммиачное волокно

Технологический процесс производства медно-аммиачного волокна аналогичен получению вискозного волокна. Медно-аммиачное волокно очень, тонкое, гладкое, имеет поперечник сравнительно круглой формы. Может выпускаться как в виде нитей непрерывной длины, так и в виде короткого (штапельного) волокна.

ЛУБЯНОЕ ВОЛОКНО содержится в тканях коры, стеблей или в листьях р-ний. Насчитывают более 1100 видов р-ний, содержащих лубяное волокно. Типичное стеблевое Л. в. получают из льна, конопли, джута, кенафа, канатника, кендыря, рами, липы, хмеля, и др., а листовое - из агав (сизаль), прядильного банана (манильская пенька), новозеландского льна, драцен, юкк, рогоз и др. Широкое пром. значение как текстильное сырьё имеет волокно льна, конопли, джута, кенафа, рами, а из листовых - сизаль и манильская пенька; волокно др. р-ний имеет меньшее значение.

В зависимости от длины, крепости, жёсткости и др. свойств Л. в. его используют для прядения или как сырьё для бумажного производства, набивочного материала, выделывания щёток и для др. целей. Так, волокно льна и рами, как более тонкое, эластичное, используют для изготовления тканей бытового назначения, технических тканей, брезентов; из низших сортов льняного волокна вырабатывают мешковину; из волокна конопли, сизали и манильской пеньки изготовляют канаты, верёвки, шпагат, сердечники для стальных тросов, тралловую прядь и др. кручёные изделия; волокно джута, кенафа, канатника применяют в основном для изготовления мешковины и спец. тканей (линолеумной и др.), а также кручёных изделий.

Мировое производство Л. в. характеризуется след. цифрами (1939).

Л. в. представляет собой механические ткани коры и листьев. У лубяных р-ний, дающих волокно стеблевого происхождения, последнее содержится в перицикле (состоит из волокна и паренхимы) и во флоэме (паренхимная ткань с проводящей системой коры, ситовидными трубками и лубяным волокном). Перициклические волокна образуются в точке роста и называются первичными. Собственно лубяными волокнами являются волокна, залегающие во флоэме; по своему происхождению они вторичного образования. В технической литературе и перициклические и собственно лубяные волокна объединяются термином лубяных волокон. Листовое Л. в. залегает в паренхиме листа и представлено пучками двух типов: 1) только механическими пучками и 2)механическими пучками, сопровождающими сосудисто-волокнистые пучки. На поперечном срезе листа юкки пучки волокон 1-го типа округлой формы, а 2-го типа - серповидной.

Элементарное Л. в. имеет вид толстостенной веретенообразной клетки с каналом внутри, состоящей у одних р-ний из почти чистой целлюлозы (лён, рами, конопля), у др. - из лигницифированной целлюлозы (джут, кенаф, канатник, сизаль). На поперечных срезах элементарных волокон видна слоистость, образующаяся за счёт нарастания последующих слоев.

Длина и тонина элементарных волокон варьирует в больших пределах (табл. 1).

Элементарные волокна рами, кендыря, льна, имеющие достаточную длину, могут быть использованы в прядении в виде котонина (хлопкообразной массы). Затруднения при использовании Л. в. в виде элементарных волокон обусловливаются неоднородностью их по длине (табл. 2), что снижает прядильные свойства котонина по сравнению с хлопком.

Элементарные волокна плотно прилегают друг к другу и образуют прочные пучки (по 20 - 50 элементарных волокон) прочной конструкции (табл. 3). В продольном направлении элементарные волокна в пучке взаимно сдвинуты относительно друг друга, в связи с чем пучок не прерывается по всей длине стебля. Техническим волокном называются выделенные или расщепленные вдоль пучки.

Прочность пучка обусловлена силами трения между волокнами и зависит от поверхности их взаимного соприкосновения и наличия клеящих пектиновых веществ. В том случае, когда происходит одревеснение пектиновых веществ, склеивающих волокна, пучок отличается особой монолитностью. Для нек-рых р-ний типичным является одревеснение и самых волокон. Наблюдается зависимость между длиной элементарных волокон и степенью одревеснения как самых волокон, так и пектиновых веществ. У джута, кенафа, канатника, сизали и манильской пеньки, имеющих короткие элементарные волокна, наблюдается одревеснение и волокон и пектиновых веществ. Более длинные элементарные волокна, напр. у конопли, не дают реакции на одревеснение, склеивающие же их пектиновые вещества одревесневают по всей длине стебля. У кендыря и рами отсутствует одревеснение пектиновых веществ. У льна наблюдается одревеснение пектиновых веществ между отдельными волокнами (так наз. пояски одревеснения).

Степень одревеснения и длина элементарных волокон в значительной степени определяют и направление их использования в промышленности. Одревесневающие волокна более грубые, пучки их не поддаются расщеплению в процессе прядения и из них получается пряжа относительно низких номеров.

Волокна этого типа не теряют крепости в воде и меньше подвержены порче во влажном состоянии и поэтому более всего используются для производства канатных изделий. Кроме того, они более гигроскопичны и тара из них (джут, кенаф) для ряда продуктов (сахар и др.) является наилучшей. Волокно, не одревесневшее, в процессе прядения легко расщепляется на тонкие комплексы, состоящие из неск. элементарных волокон, и на элементарные волокна (мокрое прядение льна и рами), что даёт возможность получать из него тонкие изделия. Степень одревеснения Л. в. в значительной мере зависит также от его хим. состава, гл. обр. от содержания целлюлозы и инкрустирующих веществ (табл. 4).

О связи качества волокна с относительным содержанием целлюлозы можно судить из след. данных.

Л. в. используется в текстильной пром-сти преимущественно в виде технического волокна (длинного и короткого).

Выделение волокна из лубяных р-ний (первичная обработка) достигается в результате биологических и механических процессов. Сущность биологических процессов состоит в том, что под влиянием микроорганизмов разрушаются сопутствующие волокнам ткани коры и полностью нарушается связь между лубяной частью и древесиной. Это осуществляется путём применения мочки или стланья стеблей. Мочка м. б. холодноводная и тепловая. Под холодноводной мочкой подразумевается мочка без искусственного подогрева воды. Продолжительность такой мочки зависит от темп-ры воды и может колебаться для различных лубяных р-ний от 6 до 25 суток и более. Тепловая мочка протекает значительно быстрее - 2 - 3-е суток, но требует подогрева воды и поддержания темп-ры в течение всего процесса в пределах 30 - 35°. Техника мочки состоит в том, что стебли лубяных р-ний погружают в воду; чтобы стебли не всплывали, их прижимают слегами (чопорами) или накладывают непосредственно на стебли груз (применение для данной цели земли не рекомендуется, т. к. это приводит к загрязнению волокна и понижению его качества). Стланьё заключается в расстиле соломы льна тонким слоем. Под влиянием рос и выпадающих осадков стебли подвергаются воздействию грибков и бактерий, к-рые и разрушают пектиновые вещества. Лучшими угодьями для расстила являются задернелые участки и естественные луга.

Механические процессы состоят из операций по изламыванию древесины и по отделению её от лубяных волокон. Механическая обработка осуществляется или на спец. мяльных, трепальных и трясильных машинах или на простейших приспособлениях - щелевых мялках и трепалах (см. Льнообрабатывающие и коноплеобрабатывающие машины ). После промина на мялках полученный сырец отрёпывают на трепальных машинах, а короткое волокно (отрёпок) из-под трепальных машин отделяют от костры на трясильных машинах. Волокно из кенафа, канатника и джута выделяется из мокрой тресты. Стебли этих культур сразу после мочки (без сушки) обрабатывают на мяльно-трепальных машинах с одновременной (непосредственно в машине) промывкой волокна водой. Затем мокрое волокно высушивают.

Перспективными способами первичной обработки являются: 1) ускоренный способ получения тресты хим. путём, заключающимся в гидролизе пектиновых веществ стебля; гидролиз осуществляется пропариванием стебля в автоклавах под давлением; продолжительность процесса 1 - 2 часа; 2) выделение из стеблей (джута, кенафа и канатника) луба и последующая его мочка; 3) выделение луба из зелёных стеблей (джута, кенафа и канатника) непосредственно после его срезки в поле и последующая его мочка. Это даёт возможность быстро высушить луб и исключить порчу урожая в процессе его сушки.

Литература: Авиром С. и Потапов А ., Изучение элементарного волокна рами, "Труды Центрального научно-исследовательского института текстильной промышленности", вып. 3, М., 1930; Арно А ., Особенности лубообразования у кенафа, [Ростов н/Д.], 1929; Арно А. и Борщова Е ., Сравнительная технологическая оценка волокна кенафа, канатника и джута, "Труды института нового лубяного сырья", т. IX, вып. 1, М., 1934; Архангельский А ., Ученье о волокнах, 2 изд., М.-Л., 1938; Бриллиант В ., Прядильные растения, в кн. "Химико-технический справочник", ч. 4, вып. 9, Л., 1931; Ергольская З. и Ишков С ., О новых волокнистых растениях, "Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции", т. XVIII, вып. 5, Л., 1928; Конопля. Составлено коллективом научных работников Всесоюзного научно-исследовательского института конопли. Под ред. П. Ф. Панченко [и др.], М., 1938; Крагельский И ., Физические свойства лубяного сырья, 2 изд., М.-Л., 1939; Льноводство (общ. ред. Н. Д. Матвеева), М., 1949; Макаров В ., Первичная обработка льна, М., 1950; Медведев П ., Новые культуры СССР (волокнистые), М.-Л., 1940; Основы организации и методы селекции, вып. 3 - Прядильные лубоволокнистые культуры (Приложение 74-е к "Трудам по прикладной ботанике, генетике и селекции"), Л.-М., 1935; Ритус И ., Северные прядильные культуры, М.-Л., 1933; Учение о волокнистых материалах. Текстильные волокна [Учебник]. Под ред. Г. И. Кукина, М.-Л., 1949; Хорст В ., Кенаф, [М.], 1932.

Источники:

1. Сельскохозяйственная энциклопедия. Т. 3 (Л - П)/ Ред. коллегия: П. П. Лобанов (глав ред) [и др.]. Издание третье, переработанное - М., Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1953, с. 613