Материаловедение изделий легкой промышленности

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 

Федеральное государственное бюджетное 

образовательное учреждение высшего образования 

«Казанский национальный исследовательский 

технологический университет» 

 
 
 
 
 
 

 

В. П. Тихонова, Г. Р. Рахматуллина, Д. К. Низамова 

 
 
 

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ  

ИЗДЕЛИЙ ЛЕГКОЙ  

ПРОМЫШЛЕННОСТИ 

 

Учебное пособие 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

Казань 

Издательство КНИТУ 

2018 

 
- 2 
УДК 67.03.06(075) 
ББК 37.02я7

Т46

 

Печатается по решению редакционно-издательского совета  

Казанского национального исследовательского технологического университета 

 

Рецензенты: 

директор ООО «Ялкын», канд. техн. наук Н. А. Дегтярев 

менеджер ООО «Торговый дом Йола Казань» 

канд. техн. наук Р. Р. Шагивалиева 

 
 
 
 

 
Т46 

Тихонова В. П. 
Материаловедение изделий легкой промышленности : учебное пособие / В. П. Тихонова, Г. Р. Рахматуллина, Д. К. Низамова; Минобрнауки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во 
КНИТУ, 2018. – 132 с. 
 
ISBN 978-5-7882-2612-5

 
Подробно рассмотрены строение и свойства материалов легкой промыш
ленности. 

Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подго
товки «Технология изделий легкой промышленности» (29.03.01 и 29.04.01). 
Также будет полезно для студентов, обучающихся по направлению «Технологии и проектирование текстильных изделий» (29.03.02 и 29.04.02). 

Подготовлено на кафедре плазмохимических и нанотехнологий высо
комолекулярных материалов. 

 
 

 
 
 
 

ISBN 978-5-7882-2612-5
© Тихонова В. П., Рахматуллина Г. Р., 

Низамова Д. К., 2018

© Казанский национальный исследовательский 

технологический университет, 2018

 

УДК 67.03.06(075) 
ББК 37.02я7

 
- 3 
Содержание 

 

ВВЕДЕНИЕ ........................................................................................ 6 
ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ВОЛОКОН, СОСТАВЛЯЮЩИЕ  
ВОЛОКНИСТЫЕ МАТЕРИАЛЫ ............................................................ 7 
Классификация волокон. Волокнообразующие полимеры  
и их строение ...................................................................................... 7 
Молекулярное строение волокнообразующих полимеров ................ 8 
ТЕКСТИЛЬНЫЕ НИТИ .......................................................................... 11 
Классификация текстильных нитей ................................................... 11 
Пряжа. Гребенная, кардная, аппаратная системы прядения.  
Строение пряжи ................................................................................. 12 
Комплексные нити. Получение и структура ...................................... 16 
Текстурированные нити, их получение, особенности строения  
и свойств ........................................................................................... 17 
Свойства текстильных нитей: геометрические, механические, угол 
кручения, коэффициент крутки, укрутка ........................................... 19 
ШВЕЙНЫЕ НИТКИ. ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ .................................. 25 
ТКАНИ ...................................................................................................... 28 
Общие сведения о производстве тканей. Классификация  
ткацких переплетений ....................................................................... 28 
Основные характеристики структуры тканей ....................................... 38 
Фазы строения и опорная поверхность тканей. Определение  
структуры тканей .............................................................................. 42 
ТРИКОТАЖНЫЕ ПОЛОТНА ................................................................ 46 
Производство трикотажных полотен ................................................. 46 
Строение и классификация трикотажных полотен .............................. 50 
Характеристики строения трикотажа .................................................... 55 
НЕТКАНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ................................................................... 56 
Сырье для производства нетканых материалов .................................... 56 
Производство и разновидности нетканых материалов ........................ 57 
Способы изготовления различных нетканых материалов ................... 60 
Строение нетканых полотен .............................................................. 70 
Общая характеристика утепляющих, прокладочных  
и подкладочных материалов .............................................................. 72 
Утепляющие материалы ......................................................................... 73 
Оценка качества утепляющих материалов ........................................ 76 
Прокладочные материалы ................................................................. 79 
Подкладочные материалы ................................................................. 80 

 
- 4 
ИСКУССТВЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ ..................................................... 81 
Искусственный мех и методы его получения ....................................... 81 
Искусственная кожа и пленочные материалы ................................... 82 
Структура искусственных кож .......................................................... 83 
Пленочные материалы ....................................................................... 84 
КОЖЕВЕННОЕ И МЕХОВОЕ СЫРЬЕ ................................................. 84 
Шкура животного. Строение кожевой ткани ........................................ 84 
Волосяной покров шкур животных. Строение волоса ....................... 89 
Химический состав шкуры животного и ее топография .................... 92 
Классификация основных видов кожевенного и мехового сырья,  
их характеристика ............................................................................. 93 
Мелкое сырье .................................................................................... 93 
Крупное сырье ................................................................................... 93 
Конские шкуры ................................................................................. 94 
Шкуры овец ...................................................................................... 95 
Шкуры коз ......................................................................................... 95 
Свиное сырье .................................................................................... 95 
Классификация сырья мехового производства .................................. 96 
Овечье меховое сырье ....................................................................... 96 
Меховое сырье морского зверя .............................................................. 99 
Факторы, влияющие на свойства сырья ............................................. 99 
Методы съемки шкур и возможные пороки  .................................... 101 
Первичная обработка сырья ............................................................ 102 
Основные методы консервирования. Их преимущества  
и недостатки ........................................................................................... 103 
Дезинфекция и хранение сырья ........................................................... 108 
Пороки кожевенно-мехового сырья ..................................................... 109 
Сортировка, кожевенного и мехового сырья ...................................... 112 
СВОЙСТВА ОСНОВНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ  
В ПРОИЗВОДСТВЕ ИЗДЕЛИЙ ЛЕГКОЙ  
ПРОМЫШЛЕННОСТИ ......................................................................... 112 
Геометрические свойства материалов. Параметры качества  
волосяного покрова ............................................................................... 113 
Механические свойства материалов .................................................... 118 
Деформация при растяжении применительно к коже, кожевой  
ткани меха и шубной овчины ............................................................... 119 
Сжатие и твердость материалов ........................................................... 121 
Изгиб материалов .................................................................................. 122 
Фрикционные свойства материалов .................................................... 123 

 
- 5 
Физические свойства ............................................................................. 124 
Электрические свойства материалов ............................................... 125 
Формовочная способность материала ............................................. 126 
Износ и износостойкость материалов .............................................. 127 
Износостойкость материалов при истирании .................................. 128 
Стойкость к старению ..................................................................... 129 
Оценка износостойкости материалов в результате опытной  
носки ............................................................................................... 129 
Библиографический список .................................................................. 130 
 
 
 

 
- 6 
ВВЕДЕНИЕ 

 

Материаловедение − прикладная наука (дисциплина), которая 

изучает свойства и строение материалов. Эта наука развивалась от простого к сложному: от общего описания внешних признаков материалов 
к современным характеристикам их структурных параметров и свойств 
на микро- и макроскопическом уровнях; от методов органолептической 
оценки качества к физическим и химическим методам контроля материалов, основанным на использовании современных средств измерительной техники; от принципов оценки качества готового материала к 
принципам контроля и формирования необходимого качества материала в процессе его изготовления, к управлению качеством продукции. 

Объем современного материаловедения чрезвычайно велик и 

охватывает все области техники и производства. Любая технология 
начинается с решения ряда материаловедческих задач: установление 
критериев выбора материалов с учетом назначения изделия и реальных 
условий его производства и эксплуатации, определение допустимых 
параметров и режимов обработки материала. Только на основе глубоких и всесторонних знаний строения и свойств материалов можно разработать современную технологию изготовления изделия высокого качества [1]. 

Успехи в развитии химии, физики, математики и других фунда
ментальных наук, создание совершенных и высокоточных средств измерительной техники существенно обогащают материаловедение и создают условия для постоянного развития этой прикладной науки. Используя современные средства анализа структуры и изучения свойств, 
материаловеды расширяют свои познания о материалах, открывают новые их качественные стороны, выдают обоснованные рекомендации по 
рациональному использованию существующих материалов и разрабатывают новые материалы с улучшенными свойствами. Материаловедение играет важную роль в решении задач, связанных с улучшением качества выпускаемых изделий легкой промышленности, снижением материалоемкости продукции. 

Все материалы, используемые в производстве изделий легкой 

промышленности, можно разделить на следующие группы: 

1. Основные материалы, используемые в качестве верха изделия 

(искусственные и натуральные меха и кожи, трикотажные и нетканые 
полотна, ткани, пленочные материалы). 

 
- 7 
2. Подкладочные и прокладочные материалы (бортовая, волося
ная ткань, флизелин, коленкор, хлопчатобумажные, шелковые, синтетические ткани, искусственные и натуральные меха, синтетический 
трикотаж, полотна и др.). 

3. Утепляющие материалы (вата, ватин, поролон, пух, синтепон). 
4. Материалы для соединения деталей изделий (швейные нитки, 

пряжа, клей).  

5. Прикладные материалы, используемые для укрепления и от
делки изделий (ленты, шнуры, тесьма, кружева, ранты и др.). 

6. Фурнитура − вспомогательные изделия, которые служат для за
стегивания изделий и в качестве украшения (пуговицы, застежка-молния, кнопки, крючки, петли, пряжки и т.д.). 

 «Материаловедение в производстве изделий легкой промыш
ленности» − это специальная дисциплина, необходимая для подготовки бакалавров и магистров по направлению подготовки «Технология изделий легкой промышленности», тесно соприкасающаяся с рядом смежных научных дисциплин, например с химией (неорганической и органической), физикой, математикой. 
 

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ВОЛОКОН, СОСТАВЛЯЮЩИЕ  

ВОЛОКНИСТЫЕ МАТЕРИАЛЫ 

 

Классификация волокон. Волокнообразующие полимеры 

и их строение 

 

Волокна − это протяженные тонкие гибкие тела, длина которых 

во много раз превосходит их поперечные размеры [2]. В основу классификации волокон положены их происхождение (получение) и химический состав [3]. Таким образом, все волокна по своему происхождению делятся на два класса: натуральные (природные) и химические.  

Натуральные волокна существуют в природе и образуются без 

непосредственного участия человека. К ним относятся волокна растительного происхождения, такие как хлопок, лен, пенька, джут; волокна 
животного происхождения, например шерсть, натуральный шелк, и 
волокна минерального происхождения – асбест.  

Натуральные растительные волокна состоят из целлюлозы. Их 

получают из семян растений (хлопок), из стеблей (лен, пенька, джут, 
рами, кенаф), из листьев (абака или манильская пенька, сизаль). Нату

 
- 8 
ральные волокна животного происхождения состоят из белков кератина (шерсть различных животных) и фиброина (шелк тутового или 
дубового шелкопряда). 

Химические волокна делятся на искусственные, синтетические 

и минеральные.  

Искусственные волокна могут быть получены из природных вы
сокомолекулярных материалов (ВМС) − из сырья растительного, животного и минерального происхождения. Искусственные волокна целлюлозные (из сырья растительного происхождения) – вискозное, ацетатное, триацетатное, медно-аммиачное, полинозное, сиблон − содержат соединения целлюлозы. Искусственное белковое волокно содержит белки – казеин (казеиновое), зеин (соебобовые).  

Синтетические волокна производят из ВМС, полученных путем 

синтеза. Синтетические волокна содержат сложные ВМС – полимеры, 
состоящие из гибких длинных линейных и слаборазветвленных макромолекул. В зависимости от строения основной цепи полимера синтетические волокна делятся на карбоцепные и гетероцепные.  Карбоцепными называются волокна, которые получают из полимеров, 
имеющих в основной цепи макромолекул только атом углерода. К ним 
относятся полиакрилонитрильные, поливинилхлоридные, поливинилспиртовые, полиакриловые волокна. Гетероцепными называются волокна, изготовленные из полимеров, имеющих в строении основной 
цепи макромолекул, кроме атомов углерода, другие элементы (например, О2, N2 и др.). К ним относятся полиамидные, полиэфирные, полиуретановые волокна. 

Минеральные волокна получают из низкомолекулярных соеди
нений. 

По химическому составу все волокна, кроме минеральных, пред
ставляют собой органические вещества. Это различные природные 
или полученные химическим путем ВМС. Минеральные волокна содержат только неорганические вещества. 
 

Молекулярное строение волокнообразующих полимеров 

 
Макромолекулы природных и синтетических волокнообразую
щих полимеров могут иметь различное строение и расположение (ориентацию) в волокне.  

 
- 9 
Целлюлоза (клетчатка) – природный полимер. Ее молекула 

представляет собой длинную вытянутую цепь, состоящую из глюкозидных остатков, соединенных через атом кислорода:  

 

(... -С6Н10О4-О- С6Н10О4-О- С6Н10О4-О-О- С6Н10О4-О-...)n, 

где  n=5000...6000. 
 

Макромолекулы природных белков состоят из различных амино
кислотных остатков, соединенных в длинные полипептидные цепи [4]:  

 
(… -NH-CH-CONH-CH-CO-…)n 

               |                   | 
            - R1              - R2 

 
В макромолекулах кератина (шерсть) может быть 600 − 700 таких звеньев, в макромолекулах фиброина (шелк) и серицина – около 300. Синтетические полимеры могут быть получены в результате реакции полимеризации или поликонденсации.  

Полимеризация−это процесс образования высокомолекулярного 

вещества путем многократного присоединения молекул низкомолекулярного вещества к активным центрам в растущей молекуле полимера 
nА → (А)n. Поликонденсация – это реакция, когда два или более мономеров соединяются в цепь, образуя полимер, при этом обычно образуется побочный продукт низкомолекулярного соединения (Н2О, 
спирты): 

 

nA(H)+nB(OH) →  (AB)n+nH2O. 

 
Макромолекулы волокнообразующих полимеров различаются 

по своему строению и имеют различную структуру (рис. 1). 

Последовательность соединения и пространственное располо
жение радикальных остатков мономеров в макромолекулах полимера 
могут быть различными. Соединяясь между собой, радикальные 
остатки мономеров могут образовывать полимеры линейной, разветвленной или сетчатой структуры (рис. 1).  

 

 

 
- 10 
 

Рис. 1. Схемы структур макромолекул: 1−3 – линейная с прямой (1),  
с зигзагообразной (2), циклоцепной (3) цепью; 4 – 5 – разветвленная  

с короткими (4) и длинными (5) ответвлениями; 6 – лестничная;   

7 – плоская 

 
Линейные полимеры (или цепные) – полимеры, сильно вытяну
тые по длине, которая во много раз превышает их поперечное сечение 
(толщину) [4]. Разветвленные – это полимеры, состоящие из макромолекул с боковыми ответвлениями различной сложности и длины.  Сетчатые – это полимеры, макромолекулы которых соединены химическими связями и образуют трехмерную структуру сетки. Формирование волокон может осуществляться только из полимеров, имеющих 
линейную или разветвленную структуру, так как полимеры сетчатой 
структуры не плавятся и не растворяются. 

 Надмолекулярная структура у волокнообразующих полимеров 

представляет собой фибриллярные соединения, т. е. пачки и пучки 
макромолекул полимеров объединяются межмолекулярными связями 
в микрофибриллы, которые, в свою очередь, формируются в более 
крупные полимеры – фибриллы. Расположение молекул в пачках и 
пучках последовательно-параллельное относительно друг друга. Расположение фибрилл в волокне может быть хаотичным или частично 
ориентированным. От степени ориентации фибрилл в волокне зависят 
физико-механические свойства этого волокна (прочность, упругость, 
плотность, пористость, намокаемость и т. д.).