Введение

Волокно – это натуральное или синтетическое вещество, состоящее из длинных, тонких нитей.

Волокно в пищевых продуктах

Волокно (британский английский: fibre; от fibra) – это натуральное или искусственное вещество, длина которого значительно превышает ширину. Их можно классифицировать по происхождению: растительные волокна обычно состоят из целлюлозы, часто с лигнином: к ним относятся хлопок, конопля, джут, лен, абака, пина, рами, сизаль, багасса и банан. Растительные волокна используются в производстве бумаги и текстиля (ткани), а пищевые волокна являются важным компонентом питания человека. Древесные волокна, в отличие от растительных, получают из древесины. К ним относятся древесная масса, луб, термомеханическая пульпа (ТМП), а также отбеленная или неотбеленная крафт-пульпа или сульфитная пульпа. Крафт и сульфит обозначают тип процесса получения пульпы, используемого для удаления лигнина, связывающего структуру древесины, тем самым высвобождая волокна для использования в бумаге и изделиях из древесины, таких как древесноволокнистые плиты. Животные волокна в основном состоят из определенных белков. Примеры включают шелкопрядский шелк, паучий шелк, сухожилия, китовый ус, шерсть, морской шелк и волосы, такие как кашемир, мохер и ангора, мех, такой как овечья шкура, кролик, норка, лиса, бобр и т.д. Минеральные волокна включают группу асбеста. Асбест – единственное природное длинноволокнистое минеральное вещество. Шесть минералов классифицируются как "асбест", включая хризотил из класса серпентинов и минералы, принадлежащие к классу амфиболов: амозит, кроцидолит, тремолит, антофиллит и актинолит. К коротким волокнистым минералам относятся волластонит и палигорскит. Биологические волокна, также известные как волокнистые белки или белковые нити, в основном состоят из биологически значимых и важных белков, в которых мутации или другие генетические дефекты могут приводить к серьезным заболеваниям. Примеры включают семейство коллагеновых белков, сухожилия, мышечные белки, такие как актин, клеточные белки, такие как микротрубочки, и многие другие, такие как паучий шелк, сухожилия и волосы.

Искусственные волокна

Искусственные или химические волокна – это волокна, химический состав, структура и свойства которых существенно изменяются в процессе производства. В индустрии моды волокно – это длинный и тонкий пучок или нить материала, из которого можно вязать или ткать ткань. Искусственные волокна включают в себя регенерированные и синтетические волокна.

Полусинтетические волокна

Полусинтетические волокна производятся из сырья, обладающего изначально длинноцепочечной полимерной структурой, и подвергаются лишь модификации и частичной деградации посредством химических процессов. Это отличает их от полностью синтетических волокон, таких как нейлон (полиамид) или дакрон (полиэстер), которые химики синтезируют из соединений с низкой молекулярной массой путем реакций полимеризации (образования цепей). Первым полусинтетическим волокном стало регенерированное из целлюлозы волокно – вискоза. Большинство полусинтетических волокон относятся к регенерированным из целлюлозы.

Синтетические волокна

Синтетические волокна производятся полностью из синтетических материалов, таких как нефтехимическое сырье, в отличие от искусственных волокон, получаемых из природных веществ, таких как целлюлоза или белок. Классификация волокон в армированных пластиках подразделяется на два класса: (i) короткие волокна, также известные как дискретные волокна, с общим отношением сторон (определяемым как отношение длины волокна к диаметру) от 20 до 60, и (ii) длинные волокна, также известные как непрерывные волокна, с общим отношением сторон от 200 до 500.

Металлические волокна

Металлические волокна можно вытягивать из пластичных металлов, таких как медь, золото или серебро, и экструдировать или осаждать из более хрупких, таких как никель, алюминий или железо.

Углеродное волокно

Углеродные волокна часто получают из окисленных полимеров, таких как полиакрилонитрил (PAN), с последующей карбонизацией посредством пиролиза, однако конечный продукт представляет собой практически чистый углерод.

Кремниевые карбидные волокна

Кремниевые карбидные волокна, в которых основными полимерами являются не углеводороды, а полимеры, в которых примерно 50% атомов углерода замещены атомами кремния – так называемые поликарбосиланы. Пиролиз приводит к образованию аморфного карбида кремния, содержащего преимущественно другие элементы, такие как кислород, титан или алюминий, но обладающего механическими свойствами, весьма близкими к свойствам углеродных волокон.

Стекловолокно

Стекловолокно, изготовленное из специального стекла, и оптическое волокно, изготовленное из очищенного природного кварца, также являются искусственными волокнами, получаемыми из природного сырья, — силикатное волокно, изготовленное из силиката натрия (водяного стекла), и базальтовое волокно, изготовленное из расплавленного базальта.

Минеральные волокна

Минеральные волокна могут быть особенно прочными, поскольку формируются с малым количеством дефектов на поверхности; асбест – типичный пример.

Микроволокна

Изобретенные в Японии в начале 1980-х годов, микроволокна также известны как волокна микродением. Акрил, нейлон, полиэстер, лиоцелл и вискоза могут производиться в виде микроволокон. В 1986 году немецкая компания Hoechst A. G. начала производство микроволокон в Европе. В 1990 году это волокно появилось в Соединенных Штатах благодаря компании DuPont. В текстильной промышленности микроволокнами называют волокна с показателем меньше одного дениера (например, полиэстер, вытянутый до 0,5 дениера). Дениер и Dtex – это две единицы измерения тонкости волокна, основанные на весе и длине. Если известна плотность волокна, можно определить и его диаметр, в противном случае проще измерять диаметры в микрометрах. В техническом текстиле микроволокнами называют ультратонкие волокна (стекло или расплавленные термопласты), часто используемые в фильтрации. Новые разработки в области волокон включают экструзию волокна, которое расщепляется на несколько более тонких волокон. Большинство синтетических волокон имеют круглое сечение, но специальные конструкции могут быть полыми, овальными, звездообразными или трилобными. Последняя конструкция обеспечивает более выраженные оптические отражающие свойства. Синтетические текстильные волокна часто подвергают кримпу для придания объема тканым, нетканым или вязаным материалам. Поверхность волокон может быть матовой или блестящей. Матовые поверхности отражают больше света, а блестящие – пропускают свет, делая волокно более прозрачным. Очень короткие и/или нерегулярные волокна называют фибриллами. Природная целлюлоза, такая как хлопок или отбеленная крафт-бумага, имеет более мелкие фибриллы, выступающие из основной структуры волокна.