ВходЛубяные волокна стебля льна. Лубяные волокна
Лубяными называют волокна, залегающие в стеблях, листьях или оболочках плодов различных растений. К стеблевым относят лен, рами, пеньку, джут; к листовым –манильскую пеньку, сизаль, генекен и др. Благодаря высокой прочности, гибкости и хорошим сорбционным свойствам наиболее ценным из перечисленных является волокно льна, которое используют для выработки бытовых и технических тканей, а также крученных изделий (высокопрочных). Остальные лубяные волокна являются более прочными, но одновременно и более жесткими и грубыми; используют их главным образом для изготовления обычных канатов, веревок, шпагатов, а также различных видов тарных тканей. Пеньковое волокно иногда используют для изготовления прочных тканей типа парусины и брезента.
Стебель льна, как и у других лубяных растений состоит из различных по своему назначению и строению тканей (рис. 5, а ).
1 – покровная ткань;
2 – коровая паренхима;
3 – волокна льна;
4 – слой камбия;
5 – слой древесины;
6 – сердцевина;
7 – полость стебля
Рис. 5. Поперечный разрез стебля льна (а ) и продольный вид элементарного волокна льна с поперечными сдвигами (б )
Все ткани от покровной до слоя камбия, называют корой стебля, или лубом: все, что находится за камбием, получило общее название древесины.
Волокна льна образуются в паренхиме коры и представляют собой компактные пучки, состоящие из отдельных элементарных волокон, которые равномерно распределены по окружности стебля. В среднем в стебле льна содержится от 350до 650элементарных волокон, образующих 20-30 пучков (с числом элементарных волокон в каждом из них от 15до 24).Волокна склеены в пучки пектиновыми веществами.
Элементарные волокна (средняя длина 10-24мм, поперечник 12-20 мкм) имеют сильно вытянутую веретенообразную форму с закрытыми заостренными концами. Каждое волокно имеет посередине узкий канал (рис. 5,б ).
Благодаря последовательному вклиниванию тонких заостренных кончиков одних элементарных волокон в промежутки между другими, технические волокна, выделяемые из стеблей льна, имеют длину 40-125см.
В поперечном сечении элементарные волокна имеют неправильную округлую форму, чаще пятиугольную. Слоистая структура стенок волокна является следствием постепенного (с перерывами) отложения целлюлозы на стенках волокна.
Элементарные волокна льна, так же как и хлопка, имеют слоистое строение. Пучки фибрилл первичной и вторичной стенок расположены спирально под меньшим (8–12°),чем в хлопковом волокне, углом.
Значительно большая ориентация структурных элементов относительно оси в лубяном волокне по сравнению с хлопковым, у которого угол наклона пучков фибрилл составляет 20–40°,частично объясняет более высокую прочность льна и меньшую способность удлиняться при растяжении.
Наличие канала, закрытого с двух сторон, затрудняет крашение льняных тканей.
При воздействии на лен щелочи происходит некоторая потеря (до 15 %)прочности волокна вследствие частичного удаления пектина, в связи с чем изделия изо льна не рекомендуется кипятить в щелочных растворах. Гигроскопичность льна составляет 19–21 %.Характер горения льняного волокна подобен характеру горения хлопка.
Льняное волокно обладает высокой теплопроводностью, поэтому его используют в основном для выработки летних костюмно-плательных тканей. Благодаря высоким гигиеническим свойствам лен используют также для изготовления белья, мужских сорочек, скатертей и полотенец.
Короткое волокно используется для выработки более грубых тканей: холстов, мешочных тканей, парусин и брезентов. Часто используются и смеси льняного волокна с химическими (вискозным, лавсановым).
Лубяные волокна текстильные . Число видов растений, дающих эти волокна, очень велико (до 2000). Наибольшее пром. значение имеют лубяные волокна, перечисленные в табл. 1, залегающие в виде техн. волокон в стеблях растений. Стеблевые волокна делятся на: тонкие (мягкие) - лен, рами; грубые - пенька, джут и др. Первые прочны и гибки, пригодны для выработки тонкой пряжи, идущей на изготовление разнообразных бытовых и техн. тканей. Вторые отличаются жесткостью, хотя прочны, но мало гибки; они применяются для выработки техн. тканей и, в особенности, веревочно - канатных изделий. Листовые волокна - абака, сизаль и др. - еще более грубы; лубяные волокна этого третьего типа обычно называют жесткими . Они используются почти исключительно на канатные изделия. Стеблевые лубяные волокна залегают в стеблях растений среди других его тканей в виде концентрично расположенных сеток (одной или нескольких), состоящих из связанных между собой пучков прочно склеенных элементарных волокон. В первичной обработке сетка дробится; пучки отделяются и образуют техн. волокна, состоящие в сечении из многих (до нескольких десятков) элементарных волокон (рис. 3 - техн. волокно льна). Исключение составляет рами, у к-рого элементарные волокна залегают в стебле, не будучи склеенными. При получении лубяных волокон текстильных из хорошей соломы выделяется длинное техн. волокно, идущее на более ценные изделия, из плохой соломы и отходов первичной обработки получается короткое волокно, используемое для второстепенных изделий.
Лен - главнейшее лубяное волокно, получается из стеблей травянистого однолетнего растения того же наименования. На волокно культивируется лен-долгунец (рис. 4) с длинным (до 1 м) неветвящимся тонким (1-2 мм в диаметре) стеблем. Семена льна-долгунца используются для получения льняного масла (см.). С 1 га посева собирают в среднем 4 - 16 ц волокна льна-долгунца (20-25% от веса стеблей).
Рис. 3. Техническое волокно льна
Рис. 4. Лен - долгунец
В СССР выведено большое количество селекционных сортов (разновидностей) льна-долгунца из к-рых главнейшими являются: светоч, дающий в среднем сбор волокна порядка 5-6 ц/га, стахановец - до 8-9 ц/га, прядильщик - 6-7 ц/га и др.
СССР занимает первое в мире место по пр-ву льна. Советское льноводство, сильно пострадавшее в период войны и несколько отставшее в первые годы пятой пятилетки, на основе решений пленумов ЦК КПСС, проходивших в 1953 и 1954 гг., быстро механизируется и развивается. Лен в основном растение умеренного климата, хотя встречается и в южных странах. В СССР он высевается от западных границ до районов Западной Сибири.
В РСФСР большие посевы льна имеются в Калининской, Смоленской, Псковской, Кировской и других областях. Льноводство также развито в УССР, БССР и прибалтийских республиках. Кроме СССР, льноводческими странами являются Польская Народная Республика, Чехословацкая Республика, Германская Демократическая Республика, а также Франция, Бельгия, Голландия, Египет, Перу и др. В основных льноводческих районах СССР посев льна проводится в середине мая, в середине июля лен цветет, а в середине - второй половине августа производится его уборка. В это время в достаточной мере созревают семена и сравнительно мало успевает огрубеть волокно. Для сохранения стебля по длине и, следовательно, для получения более длинного техн. волокна лен из земли выдергивают, "теребят". В СССР в основном применяется машинная уборка с помощью льнотеребилок и льнокомбайнов, к-рые, кроме теребления, осуществляют обмолот льна. Для выделения волокон из стеблей, в к-рых они залегают среди других тканей, необходимо разрушить склеивающие их с последними пектиновые вещества; для этой цели применяются различные методы. Наиболее распространенный - биологический, осуществляемый с помощью мочки льняной соломы, при к-рой пектиновые вещества разрушаются бактериями и плесневыми грибами. Мочка льняной соломы осуществляется различными способами. Наиболее распространена росяная мочка, при к-рой стебли расстилают на полях, где на них длительно воздействуют влага (дожди, роса) и тепло. Невозможность регулировать процесс приводит при этом виде мочки к большим потерям волокна. Более совершенна водная мочка, особенно тепло-водная, к-рая проводится в специально оборудованных мочилах. В последнее время применяется также пропаривание и хим. обработка стеблей. Вымоченную солому - тресту после сушки подвергают механической обработке путем мятья и трепания. В этих процессах сначала дробятся, а затем отбиваются древесина - костра и другие части стебля. В результате переработки на мяльных и трепальных машинах получается трепаный лен в виде длинного техн. волокна, достигающего в среднем 0,5-0,7 м длины. Из отходов трепания и из плохой спутанной соломы переработкой на специальных кудельных агрегатах, состоящих из мяльных машин с трепальными барабанчиками и трясилок, служащих для удаления остатков костры, получается короткое техн. волокно со средней длиной 0,15-0,25 м.
Элементарное льняное волокно (рис. 5), из к-рого состоит техн. волокно, имеет веретенообразный вид, оба конца его заострены. Канал узкий, нитевидный; поперечное сечение - в виде пятиугольника неправильной формы. На волокне заметны поперечные штрихи - сдвиги, появляющиеся в результате механических повреждений волокна в процессе роста и первичной обработки.
Рис. 5. Элементарное льняное волокно: продольный вид, кончик волокна и поперечный срез
Основная оценка качества льняного техн. волокна осуществляется после чесания. В СССР в настоящее время она производится в большинстве случаев на основе результатов лаб. испытаний. При этом определяются прочность на растяжение пучка техн. волокон, гибкость этого пучка, т. е. прогиб его конца под действием собственного веса, содержание лигнина (вещества, придающего волокну жесткость и хрупкость), засоренность волокна остатками костры и шишками (комочками спутанных волокон). Основная масса волокна, за исключением наиболее тонкого, делится на семь сортов, называемых номерами. Номер трепаного льна, из которого получается данный чесаный, равен произведению номера чесаного на его выход, т. е. на отношение веса чесаного к весу трепаного льна. Волокно льна очень прочно, малорастяжимо, хорошо поглощает влагу, стойно к истиранию. Хим. свойства льняного волокна сходны с таковыми у хлопка, т. к. оно более чем на 80% состоит из целлюлозы.
В льнопрядильном пр-ве пряжа вырабатывается из длинного волокна и из короткого, к к-рому обычно добавляются очесы, получаемые при чесании длинного волокна, и отходы. Первую из этих пряж называют льняной , вторую - очесочной . При получении льняной пряжи применяются два способа прядения - сухой и мокрый. При сухом прядении техн. волокно дробится относительно мало, пряжа получается более пушистая, менее прочная. Поэтому таким способом обычно вырабатывается пряжа более низких номеров. В мокром прядении техн. волокно распадается на мелкие комплексы и даже отдельные элементарные волокна. Пряжа получается более гладкая, прочная. Этим способом вырабатывают более тонкую пряжу.
Из льняной пряжи мокрого прядения вырабатываются наиболее ценные изделия ассортимента льняной пром-сти: лучшее столовое белье - скатерти и салфетки (см.); лучшие виды полотенец (см.) и простынного полотна (см.); костюмно-плательные ткани - коломенок, рогожка (см.), полотна и др., а также лучшие пошивочные и обувные нитки (см.). Из льняной пряжи сухого прядения - некоторые виды парусин, холстов (см.), грубых полотен и др. Из очесочной пряжи мокрого прядения - суровые скатерти, простые полотенца (кухонные и др.), ряд полотен, подкладочных тканей, парусин, ткань для спецодежды двуниток (см.), лучшие мешочные ткани (см.). Из очесочной пряжи сухого прядения изготовляются паковочные и мешочные ткани, веревочные изделия.
Распознавание волокон льна может вестись путем рассмотрения их строения под микроскопом; наблюдаемая при этом картина соответствует для техн. волокна рис. 3, а для элементарного - рис. 5. Весьма характерной является форма поперечного среза элементарного волокна. Применение основных микрохимических методов дает результаты, в целом сходные с описанными для хлопкового волокна. Различия заключаются в том, что в медноаммиачном реактиве волокно льна, быстро набухая, заметно укорачивается, а канал принимает зигзагообразную форму, растворение идет более медленно; хлорцинкиодом волокна льна окрашиваются неравномерно и в темно-фиолетовый цвет.
Пенька получается из однолетнего высокого растения конопли ; имеется много форм этого растения. Наиболее известны европейская и восточноазиатская. К первой принадлежит и русская конопля, делящаяся на северную, среднерусскую и южную. Коноплеводство развито в СССР, в к-ром основными районами разведения конопли являются центральные черноземные области и Северный Кавказ; из других стран с развитым коноплеводством должны быть отмечены Италия, Югославия, Румыния, Венгрия, Болгария и др. Элементарные волокна пеньки (рис. 6, 1) прочно склеены в пучки - техн. волокна; сечение их имеет форму неправильного эллипса со сплющенным каналом. Техн. волокна имеют длину 0,7-1,0 м и более. Первичная обработка пеньки производится аналогично обработке льна.
Рис. 6. Лубяные стеблевые элементарные волокна (продольные виды, кончики и поперечные срезы): 1 - пенька, 2 - джут, 3 - кенаф. 4 - канатник
Мочка расстилом, ввиду грубости стебля конопли, не применяется. Мяльные и трепальные машины снабжаются более грубыми рабочими органами. Волокно пеньки грубо, очень прочно, мало растяжимо, хорошо поглощает влагу. Пеньку разделяют на ниточную - тонкую, идущую для изготовления пряжи, из к-рой вырабатывают техн. ткани, и канатную, толстую и грубую, применяемую для канатной пряжи. Основной областью применения пенькового волокна являются канатные изделия (см. Веревка, Канат). Лучшим способом распознавания волокон пеньки является рассмотрение их строения под микроскопом; весьма характерны концы ее элементарных волокон, часто имеющие расщепления.
Джут, кенаф и канатник - волокна, получаемые из стеблей однолетних высоких растений тех же наименований, достигающих 3 м и более. Волокна этих растений толстые, грубые; используются в виде техн. волокон, идут на мешочные ткани, веревочно - шпагатные изделия. Способность поглощать влагу у этих волокон сравнительно велика; это обеспечивает отнятие влаги у материалов, хранящихся в мешках из них (напр., у сахара). Наиболее ценным является волокно джута. Джут очень теплолюбивое растение; произрастает в основном в Индии и в Пакистане, в СССР - в Узбекистане. Кенаф в СССР распространен в Средней Азии, на Северном Кавказе. Волокно его приближается по своим свойствам к волокну джута. Волокно канатника, культивируемого в небольших количествах в Среднем Поволжье, является худшим из трех: оно более ломко; для улучшения его качества требуется специальная обработка - варка в слабощелочных растворах. Элементарные волокна джута, кенафа и канатника (рис. 6, 2, 3, 4) представляют собой одиночные растительные клетки с каналом, идущим вдоль оси, и с концами различных типов. Для джута весьма характерен то сужающийся, то расширяющийся канал. При первичной обработке грубостебельных лубяных растений часто применяют предварительную механическую обработку, за к-рой следует мочка и последующая механическая обработка.
См. также `Лубяные волокна` в других словарях
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 формирования отмирает. Л. в. защищают элементы мягкого луба от деформации при увеличении диаметра центр, цилиндра стебля и корня, а также служат частью всей опорной системы органа. Л. в. ряда растений широко используют в текст, пром-сти. Особенно ценным сырьём для выработки тканей являются длинные неодревесневшие волокна (напр., льна - дл. до 60 мм, китайской крапивы (рами) - дл. до 300-500 мм и др.). Иногда Л. в. наз. любые волокна, не входящие в состав древесины.
ЛУБЯНЫЕ ВОЛОКНА - лишенные живого содержимого длинные клетки в стеблях растений. Используются для выработки пряжи.
Лубяные Волокна лишенные живого содержимого длинные клетки в стеблях растений. Используются для выработки пряжи.
ЛУБЯНЫЕ ВОЛОКНА
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 нитей и др. изделий; грубые Л. в. (стеблевые) - конопля, джут, кенаф и др., применяемые для выработки грубых тарных тканей и кручёных изделий - шпагатов, верёвок, канатов и т. п.; жёсткие Л. в. (листовые) - абака (текст, банан), агава и др., используемые для изготовления верёвок, канатов и т. п.; плодовые Л. в. - койр, добываемый из нар. покрова скорлупы орехов кокосовой пальмы и используемый для изготовления верёвок, мор. канатов, циновок, плетёных изделий.
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 прочность коровой части стебля.
Словарь ботанических терминов. - Киев: Наукова Думка . Под общей редакцией д.б.н. И.А. Дудки . 1984 .
Лубяные волокна , сильно удлинённые [удлиненные] 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 [утолщенные], часто слоистые стенки (гл. обр. из целлюлозы), простые поры и очень узкие клеточные полости. Технич. Л. в. состоят из слипшихся между собой элементарных волокон. Л. в. одних р-ний (лён [лен], рами и др.) тонкие, гибкие, мало одревесневшие, других (кенаф, джут и др.) - грубые, толстостенные, сильно одревесневшие.
ЛУБЯНЫЕ ВОЛОКНА
лишённые живого содержимого длинные клетки в стеблях р-ний. Используются для выработки пряжи.
Лубяные волокна
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 волокна, где бы они ни находились. Л. волокна за немногими исключениями принадлежат к числу типичных прозенхимных клеток; поперечная перегородка между двумя молодыми клетками, которые далее превратятся в Л. волокна, вначале проходит перпендикулярно их продольным стенкам; далее, благодаря своеобразному росту, эта перегородка становится косой, а самые клетки на концах приостренными. В некоторых случаях (Габерландт) был констатирован верхушечный рост молодых Л. волокон, при чем они внедряются между другими клетками. Л. волокна принадлежат... 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 Лигнином; 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...
Время чтения: 8 минут
Целлюлозные лубяные волокна встречаются во флоэме или коре некоторых растений. Они имеют форму пучков или нитей, которые действуют как упрочняющие элементы и помогают растениям оставаться прямостоящими. Растения собирают, а пряди из лубяных волокон отделяют от остальной ткани путем вымачивания, общего для большинства лубяных волокон. Затем обработанный материал дополнительно мнут, треплют и вычесывают.
Основные лубяные волокна
Лен
Льняное волокно из годового растения Linum usitatissimum (семейство льна) использовалось с древних времен в качестве волокна для белья. Растение растет в умеренных, умеренно влажных климатах, например, в Бельгии, Франции, Ирландии, Италии и России. Растение также культивируется для получения семян, из которых производится льняное масло. Побочным продуктом льна является волокно жгута, используемое в бумажном производстве.
Волокно является высокопоглощающим, что важно для одежды, но оно не особенно тянется. Самое важное применение находит в производстве белья для одежды, тканей, кружев и листового материала. Льняное волокно также используется в холсте, нитках и шпагатах, а также в некоторых промышленных применениях, таких как пожарные шланги.
Химическая варка льна обеспечивает сырье для производства высококачественной валюты и бумаги для письма. Льняное волокно также широко используется в сигаретных бумагах. Льняные волокна классифицируются по тонкости, мягкости, степени растяжки, плотности, цвету, однородности, блеску, длине и чистоте.
Конопля
Источником волокна конопли является растение Cannabis sativa (тутовая семья), происходящее из центрального Китая. Она выращивается в Центральной Азии и Восточной Европе. Стебель используется для производства волокна, семена — для масла, а листья и цветки — для наркотиков, среди которых марихуана. Стебли растут 5-7 м в высоту и 6-16 мм в толщину. Полые стебли, гладкие до шероховатой листвы на вершине, срезаются вручную и разбрасываются по земле для вымачивания в росе, чтобы получить продукт самого высокого качества. Вымачивание в воде используется на высушенных на солнце пучках, из которых были удалены семена и листья. Нити конопляного волокна могут иметь длину 2 м.
Волокна сортируются по цвету, блеску, качеству прядения, плотности, чистоте и прочности. Они имеют Z-образный завиток в отличие от S-завитка у льна. Конопля рассматривается как заменитель льна в пряже и плетении. Его более раннее использование в канатах было заменено листьями и синтетическими волокнами.
Конопляное волокно используется в Японии, Китае, Венгрии и Италии для изготовления специальных бумаг, в том числе сигаретной бумаги, но отбеливание затруднено. Волокно более грубое и имеет меньшую гибкость, чем лен. В настоящее время возрос интерес к реинтродукции конопли в Соединенные Штаты и Канаду в качестве альтернативного волокна для фермеров. Однако это связано с политическими и правовыми проблемами из-за невозможности отличить промышленную коноплю от конопли с высоким содержанием наркотических веществ.Джут
Джутовое волокно получают из двух травянистых однолетних растений: Corchorus capsularis (липовое семейство), происходящего из Азии, и C. olitorius, происходящего из Африки. У первого круглый семенной стручок, а у второго — длинный. Джут выращивают в основном в Индии, Бангладеш, Таиланде и Непале. Растения собирают вручную, сушат в поле для дефолиации, и вымачивают в течение месяца. Глубина бассейнов вымачивания зависит от количества осадков в сезон муссонов в Юго-Восточной Азии. Таким образом, год с меньшим количеством осадков приводит к низкому уровню воды в бассейнах и джутовому продукту более низкого сорта из-за загрязнения песком и илом.
Волокна для экспорта сортируются по цвету, длине, тонкости, прочности, чистоте, блеску, мягкости и однородности. Цвет варьируется от кремово-белого до красновато-коричневого, но обычно волокно имеет золотой блеск. Волокна являются многоугольными в поперечном сечении с широким просветом. Джут традиционно является важным текстильным волокном, уступающим только хлопку; однако он неуклонно заменяется синтетикой в традиционном использовании больших объемов, таком как ковровые покрытия и мешковины. Волокна также используются для шпагата, в то время как крафт-варка джута дает волокна для сигаретной бумаги.
Правительство Индии в сотрудничестве с Программой развития Организации Объединенных Наций участвует в программе диверсификации джута для поиска новых видов использования джута в тонких нитях и текстильных изделиях, композитах и досках и бумажных изделиях. Особенно перспективным применением для джута являются формованные композиты с термопластичными материалами для внутренних автомобильных головок, дверей и выстилок.Отечественный аналог джута – липа. Волокно из липы имеет самое разнообразное применение. Это отличный набивочный материал. Его используют как кисти для беления или банной мочалки. Из него делают плетут рыболовные сети и веревки.
Кенаф и розелла
Эти тесно связанные лубяные волокна получают из Hibiscus cannabinus и H. sabdariffa (семейство мальвы), соответственно. Волокна имеют другие местные названия. Кенаф выращивается для производства в Китае, Египте и регионах бывшего Советского Союза; розелла производится в Индии и Таиланде. Растение кенафа способно вырасти от саженцев до 5 м за пять месяцев. Сообщается, что он дает 6-10 тонн сухого вещества на 0,5 га, что в девять раз больше урожая древесины.
Растения вырезают вручную или косят в развивающихся странах, в то время как механизированные методы уборки находятся в стадии исследования в Соединенных Штатах. Иногда ленточные машины используются для отделения волокносодержащей коры. Для варки кенаф измельчается до 5 см, промывается и просеивается.
Волокна кенафа короче и грубее, чем у джута. Как химическая (крафт), так и механическая целлюлоза изготавливаются из кенафа, а успешные демонстрационные тиражи газетной бумаги были сделаны для «Далласских утренних новостей», «Санкт-Петербург таймс» и калифорнийского Бейкерсфилда с отделкой 82% кенафской чемитермеомеханической целлюлозы и 18 % крафт-целлюлозы хвойных пород.Кенаф-волокно также считается заменой джута и используется для мешковины, веревки, шпагата, мешков и в качестве бумажной массы в Индии, Таиланде и странах Балкан. В Таиланде продается целлюлоза розелла.
Рами
Рамиевое волокно расположено в коре Boehmeria nivea, члена семейства крапивы. Растение является выходцем из Китая (отсюда его название «китайская трава»), где оно использовалось для тканей и рыболовных сетей в течение сотен лет. Оно также выращивается на Филиппинах, в Японии, Бразилии и в Европе. Растение рами вырастает до 1-2,5 м со стеблями толщиной 8-16 мм. Ежегодно возможны от двух до четырех сборов урожая, в зависимости от почвы и климата.
Растение собирают вручную серпом и после дефолиации разрывают и очищают вручную или машиной. Из-за высокого содержания смолы (ксилана и арабана) (до 35%), вымачивание не представляется возможным. Волокна отделяются химически путем кипячения в щелочном растворе в открытых чанах или под давлением, затем промываются, отбеливаются гипохлоритом, нейтрализуются, смазываются маслом для облегчения формования и сушатся.
Дегумированное отбеленное волокно содержит 96-98% целлюлозы. Воронкообразные волокна имеют овальную форму в поперечном сечении с толстыми стенками клеток и тонким просветом. Элементы клеточной стенки в волокне рами, как и в других лубяных волокнах, кроме льна, имеют скручивание против часовой стрелки. Рами — самое длинное из растительных волокон и обладает отличным блеском и исключительной прочностью; однако оно имеет тенденцию быть жестким и хрупким. Влагоустойчивость высока, и волокно быстро сохнет, преимущество в сетях рыб.
Традиционные применения для рами включают тяжелые ткани промышленного типа, такие как холст, упаковочный материал и обивка. Увеличение производства волокна в Азии, особенно в Китае, способствовало использованию его в смешанных тканях с шелком, бельем и хлопком, которые теперь можно найти на рынке.
Кроталярия индийская
Стебли травянистого растения Crotalaria juncea (семейство бобовых), называемое также бомбейской пенькой, обеспечивают лубяное волокно. Растение является родным для Индии, главного производителя волокна, а также выращивается в Бангладеш, Бразилии и Пакистане. Оно имеет длинный корень и растет до высоты до 5 м.
Сбор урожая производится вручную путем вытяжки или резки. Растение дефолируется в поле, удаляется водой и обрабатывается аналогично джуту. Белое волокно распределяется по цвету, твердости, длине, прочности, однородности и содержанию посторонней материи. Бомбейская пенька используется для изготовления холста, бумаги, рыболовных сетей, шпагата и других веревок.
Урена и канатник
Это менее важные растительные волокна, похожие на джут. Urena lobata семейства мальвы — многолетнее растение, которое растет в Заире и Бразилии, имеет в высоту 4-5 м со стеблями диаметром 10-18 мм. Из-за лигнированного основания стебли разрезаются на 20 см над землей. Растения дефолируются в поле и удаляются аналогично джуту и кенафу.
Отработанный материал отделяют и промывают, а в некоторых случаях протирают вручную. Мягкое белое волокно распределяется по блеску, цвету, однородности, прочности и чистоте. Оно используется для мешковины, веревки и грубого текстиля.
Канатник Теофраста
Abutilon theophrasti — травянистое однолетнее растение, производящее джутоподобное волокно. Растение является родным для Китая и коммерчески выращивается в Китае и бывшем Советском Союзе. Из-за его ассоциации с джутом в смесях и экспорте его также называют джутом в Китае.
Растение вырастает до 7-15 см с диаметром ствола 6-16 мм. После сбора урожая вручную и дефолиации пучки стеблей вымачиваются, и волокно экстрагируется методами, аналогичными методам джута. Волокно используется для шпагата и канатов.
Уборка и предварительная обработка
При оптимальной зрелости растения вытягиваются или косят вручную или машиной и, при необходимости, обмолачивают для удаления семян. Растения выкладывают в поле для сушки.
Вымачивание
Удаление лубяных волокон из коры и древесных частей стеблей проводится путем биологической обработки, называемой вымачиванием (гниением). Это ферментативное или бактериальное действием на пектиновую массу стебля. После отгрузки пучки сушат в полях. Забор может выполняться несколькими способами.
- Вымачивание в росе включает в себя действие росы, солнца и грибов на растения, расположенные на земле. Процесс длится 4-6 недель, но действие не является однородным, и оно, как правило, дает волокно темного цвета. Однако он гораздо менее трудоемкий и менее дорогостоящий, чем вымачивание. Оно обычно используется в регионах с низким уровнем водоснабжения и составляет 85% урожая западной Европы, особенно во Франции, а также в бывшем Советском Союзе.
- Вымачивание в воде включает в себя погружение пучков растений в застойные бассейны, реки, канавы (плотины) или в специально сконструированные цистерны. Биологический эффект достигается за счет бактериального действия и занимает 2-4 недели. В цистернах с теплой водой время сокращается до нескольких дней. Вымачивание в воде дает более однородный продукт. При поточном вымачивании растения погружаются в медленные движущиеся потоки в течение более длительного времени, а качество продукта становится выше.
- Химическое вымачивание включает погружение высушенных растений в резервуар с раствором химических веществ, таких как гидроксид натрия, карбонат натрия, мыло или минеральные кислоты. Волокна ослабляются через несколько часов, но для предотвращения ухудшения требуется тщательный контроль. Химический отжиг более дорогой и не обеспечивает превосходную волокнистость, полученную при биологическом отжиге.
Ломание и скручивание
Высушенные отрезанные стебли в пучках пропускают через рубчатые ролики для разрушения или уменьшения древесной части на мелкие частицы, которые затем отделяются путем зачистки. Зачистка осуществляется путем избиения тупыми деревянными или металлическими ножами вручную или механически.
Вычесывание
Связки вычесываются или расчесываются для отделения коротких и длинных волокон. Это делается путем волочения волокон через наборы штифтов, каждый из которых более тонкий, чем предыдущий. В результате волокна далее очищаются и выравниваются параллельно друг другу.
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.