Короткий опис целюлозних волокон доцільно почати з бавовняного волокна, так як воно сильно відрізняється за своєю будовою від інших целюлозних волокон.
Бавовною називають волокна, що ростуть на поверхні насіння рослини бавовнику з сімейства мальв. Кожен волосок бавовни є дуже тонку і довгу клітку, звужується у глухого кінця і відкриту з іншого - того, яким волосок прикріплений до насіння. Розміри волокон бавовни різних сортів коливаються в досить широких межах. Наприклад, средневолокністий бавовник дає волокно, довжина якого досягає 30-35 мм. Товщина волокна може становити від 10 до 25 мкм. Будова бавовняного волокна має ряд особливостей (рис. 1).
МАЛ. 1 Поперечний розріз бавовняного волокна. (Сильно збільшено)
Зовні розташована первинна стінка товщиною близько 1 мкм, що містить приблизно 50% целюлози. На поверхні первинної стінки зосереджені жиро-воскові речовини - цим і пояснюється погана змочуваність бавовняного волокна водою. За первинною стінкою (яка частково руйнується в процесі відбілювання) слід основна багатошарова вторинна стінка товщиною близько 6-8 мкм, вона складається з добових відкладень целюлози, утворених при фотосинтезі з протоплазми. Усередині волокна знаходиться канал. У незрілому волокні він заповнений протоплазми, в зрілому ж містяться тільки її залишки.
Дослідження за допомогою електронного мікроскопа показують, що окремі шари целюлози утворені з фібрил, які, в свою чергу, є пучки микрофибрилл, що складаються з десятків і сотень ланцюгів макромолекул целюлози. Окремі молекули в мікрофібрилами і мікрофібрили в фібрила розташовані нещільно по відношенню один до одного і утримуються силами міжмолекулярної взаємодії (головним чином - за допомогою водневих зв'язків), а також завдяки тому, що довгі ланцюги макромолекул входять окремими своїми частинами (ланками) в різні мікрофібрили і фібрили . Тому як в окремих добових шарах, так і між ними є нещільності - пори, мікрощілини - саме вони впливають на поведінку бавовняних волокон при різних процесах обробки, зокрема при фарбуванні.
Мікрофібрили і фібрили розташовуються в окремих шарах целюлози спиралеобразно, під кутом 20-40 ° до осі волокна, тому волокно закручується як спіраль щодо своєї осі. При дозріванні волокна протоплазма в каналі поступово засихає, і волокно сплющується. Розглядаючи таке волокно під мікроскопом, можна помітити, що воно має форму скрученої стрічки (або порожній сплющеною трубочки, рис. 2) зі стінками і каналом певної товщини, яка залежить від зрілості. З поперечних зрізів видно, що внутрішня порожнину волокна дуже значна в порівнянні з товщиною стінки, а так як ця порожнина відкрита, принаймні з одного кінця, то бавовняне волокно здатне швидко і легко смачиваться і набухати зсередини. Цим бавовняне волокно вигідно відрізняється від луб'яних волокон. Крім того, при малій масі бавовняне волокно має досить розвинену поверхню, що обумовлює здатність бавовни до адсорбційним процесам. Відомо, які значні обсяги газів поглинаються бавовною: наприклад, аміак поглинається в кількості, що перевищує більш ніж в 100 разів за обсягом сам бавовна.
МАЛ. 2 Поздовжній і поперечний вид бавовняних волокон
М'якість і ніжність бавовняних волокон, їх скручена форма пояснюють високу цінність бавовни як прядильного матеріалу. Окремі волоски бавовни легко зчіплюються між собою, розпрямляються при витягуванні, тримаються в тонких нитках і піддаються закручування. Завдяки сукупності цих властивостей бавовна, що з'явився в Європі пізніше інших волокон (лляних і конопляних), дуже швидко завоював собі чільне місце в текстильному виробництві.
Настільки ж цінні і бумагообразующіе властивості бавовни. У процесі розмелювання волокон, основоположному в паперовому виробництві, тонкі і м'які волокна бавовни легко слабшають, скручуються, сплутуються в клаптики. Бавовні не властива легка фібріллізація льону (тобто розщеплення волокна на тонкі волокна - фібрили - уздовж осі волокна), але зате завдяки скручування бавовняних волокон папір набуває пухкість і непрозорість, що в поєднанні з м'якістю робить папір з бавовни найкращим матеріалом для друкування гравюр з мідних дощок.
Льон, або лляне волокно, являє собою клітини лубу рослини, званого, так само як і його волокно, льоном. Ця рослина відноситься до сімейства льнових.
Стебло льону (рис. 3), як і інших стеблових луб'яних рослин (конопель, рами, джуту, кенафа), складається з різних за своєю будовою і функціями тканин:
- покривної тканини 1, яка утворена зімкнутими клітинами, покритими зовні тонкою шкіркою;
- коровою паренхіми 2 - з тонкостінних і неодревесневших клітин, вони містять запаси поживних речовин;
- камбію 4, що складається з клітин, що забезпечують зростання льону;
- серцевини 6, вона складається з пухких тонкостінних клітин, при відмирання яких утворюється порожнина 7 стебла.
Всі тканини, від покривної до шару камбію, називаються корою стебла, або лубом. Все, що розташоване за камбієм, називається деревиною.
Волокна льону розподілені, як ми бачимо, в кільцеподібній шарі паренхіми. Вони являють собою пучки округлих товстостінних клітин з невеликим каналом, що містить іноді залишки протоплазми. Ці пучки волокон тягнуться паралельно осі стебла по всій його довжині. В середньому в стеблі льону міститься 300-700 елементарних волокон, які утворюють 20-30 пучків з числом елементарних волокон в кожному з них від 15 до 24. Волокна склеєні в пучки на пектинові речовини.
Якщо пектинові речовини видалити повністю, пучок розпадеться на окремі елементарні волокна. Вони являють собою довгі глухі клітини, загострені на зразок веретена з обох кінців. Волокна мають гладку, блискучу поверхню з поздовжніми штрихами, характерні для волокон льону і поперечні зрушення, як би надломи, з вузлуватими потовщеннями (рис. 4), остання ознака, до речі сказати, типовий і для волокон пеньки і джуту. Довжина елементарних волокон льону коливається в межах від 4 до 66 мм, а найчастіше буває близько 20 мм. Середня товщина (діаметр) становить 12-20 мкм. Відношення довжини волокна до діаметру наближається до 1200. Таким чином, як по співвідношенню розмірів, так і по їх абсолютній величині волокна льону та бавовни виявляються дуже подібними. І тим не менше лляне волокно набагато міцніше бавовняного, що пояснюється більшою товщиною стінки льняного волокна.
МАЛ. 4 Поперечні зрушення на волокнах
Елементарні волокна льону, так само як і бавовни, мають шарувату будову. Але пучки фібрил первинної і вторинної стінок розташовані спірально під меншим кутом (8-12 °), ніж в бавовняному волокні (20-40 °). Ця набагато більша орієнтація структурних елементів щодо осі в лляному волокні в порівнянні з бавовняним також обумовлює більш високу міцність льону і меншу здатність подовжуватися при розтягуванні.
Лляне волокно набагато менш пластично до хімічних обробок і фарбуванню. Причина криється насамперед в тому, що елементарне волокно льону являє собою закриту з обох кінців клітку, без вільного доступу у внутрішню порожнину - канал. Крім того, цей канал дуже вузький, а стінки клітини досить товсті. А якщо згадати про велику кількість пектинових речовин і лігніну, що оточують волокна з усіх боків, а можливо, і проникають у товщу стінок волокон, - речовин, важко розчинних не тільки в киплячій воді, а й в інших нейтральних розчинниках, - то стане зрозумілим, чому льон так завзято протистоїть фарбуванню і відбілюванню.
З бумагообразующіх властивостей лляних волокон слід зазначити в першу чергу їх здатність до фібріллірованія в процесі розмелювання. Оскільки стінки волокон льону рівні і товсті, вони легко розщеплюються в поздовжньому напрямку, утворюючи маленькі пасма волоконец - фібрил. Останні, зчіплюючись під час відливання (формувань) паперового листа, надають папері додаткову міцність.
Пенька. Так називаються у нас волокна, одержувані з дводомної рослини конопель. Чоловіча особина - плоскінь - має більш тонкий стебло, і тільки з неї отримують прядильное волокно. У жіночої особини цієї рослини - матерки - волокно грубе.
Прядив'яні волокна схожі з льоном за своєю будовою, але грубіше лляних волокон і являють собою ще більш здеревілі клітини. Так само як лляні волокна, вони склеєні в пучки на пектинові речовини. Довжина окремих клітин - елементарних волокон - складає в середньому 10-15 мм, ширина (розмір діаметра) -9-40 мкм. Волокна пеньки не настільки рівно по довжині, мають більш широкий канал і часто - помітні потовщення в поздовжньому напрямку. У поперечнику кінці конопляних волокон бувають з бічними відростками, чого не зустрічається у льону.
При розмелі волокна пеньки добре фибриллирующего і дають папір, що відрізняється надзвичайною міцністю (вищою, ніж у льону) і довговічністю. Ці властивості пеньки роблять отриману з неї високосортну папір незамінною для виготовлення різного роду документів, карт, креслень.
Інші луб'яні волокна - джут, рами, кенаф - мають ще більш жорстку і грубу структуру і тому застосовуються головним чином для виготовлення канатів, мотузок, шпагату, а також тарних тканин і пакувальних паперів.
Природне світло проникає в будинок через вікна або скляні перекриття, що влаштовуються зазвичай для залів верхнього поверху. В обох випадках експонати повинні розміщуватися так, щоб на них не потрапляло пряме сонячне світло. У порівнянні з природним світлом в спектрі ламп розжарювання переважають жовто-червоні промені, в силу чого при висвітленні творів цими лампами колорит більшості картин дещо змінюється. І тим не менше освітлення лампами розжарювання не тільки допустимо, але частіше і краще, так як ці джерела є найбільш нешкідливими серед сучасних джерел світла.
Збережемо пам'ятники культури! Цвік Е. 1967 р
