Методы модификации текстильных материалов

Министерство образования и науки Российской Федерации 

Федеральное государственное бюджетное 

образовательное учреждение высшего образования 

«Казанский национальный исследовательский 

технологический университет» 

 
 
 
 
 
 
 

М. В. Антонова, И. В. Красина 

 
 
 
 

МЕТОДЫ МОДИФИКАЦИИ 

ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ 

 

Учебное пособие 

 
 
 
 

 

 
 
 
 
 
 
 

 

Казань 

Издательство КНИТУ 

2018 

УДК 677.03(075) 
ББК 37.23я7 

А72 

 

Печатается по решению редакционно-издательского совета 

Казанского национального исследовательского технологического университета 

 

Рецензенты: 

канд. техн. наук А. А. Сухова 

канд. техн. наук А. С. Парсанов 

 

 
 
 
 
 
А72 

Антонова М. В. 
Методы модификации текстильных материалов : учебное пособие / М. В. Антонова, И. В. Красина; Минобрнауки России, Казан. 
нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2018. – 84 с. 
 
ISBN 978-5-7882-2389-6 

 
Содержит краткое описание традиционных и современных методов моди
фикации химических волокон и нитей, а также материалов из натуральных волокон. Описаны методы химической, физической, композитной и электрофизической модификации текстильных материалов. Рассмотрены основные 
направления в области получения текстильных материалов с заданными свойствами. 

Предназначено для студентов, обучающихся по направлению 29.04.02 

«Технология и проектирование текстильных изделий» по программе подготовки 
«Инновационные технологии композиционных материалов на текстильной основе». 

Подготовлено на кафедре технологии химических, натуральных волокон 

и изделий. 

 

 

ISBN 978-5-7882-2389-6 
© Антонова М. В., Красина И. В., 2018 
© Казанский национальный исследовательский 

технологический университет, 2018 

УДК 677.03(075) 
ББК 37.23я7 

Список сокращений и условных 

обозначений 

НТП – низкотемпературная плазма 
ВЧ – высокочастотный 
СВЧ – сверхвысокочастотный 
ВЧЕ – высокочастотный емкостной 
СПЗ – слой положительного заряда 
ВМС – высокомолекулярные соединения 
ВММ – высокомолекулярные материалы 

e  – электрон 
УФ – ультрафиолет 
ВЧИ – высокочастотный индукционный 

3

ВВЕДЕНИЕ 

Текстильная отрасль в современном мире развивается быстрыми 

темпами. Все более наращивается выпуск химических волокон. Развитие новых видов химических волокон и материалов на их основе возможно благодаря модификации волокон. 

Модификация волокон позволяет создать текстильные материа
лы, обладающие комплексом заданных свойств, которые необходимы 
для использования, как в быту, так и в специальных отраслях. 

Методы модифицирования волокон различаются по способам их 

осуществления. Выбор способа зависит от природы текстильных волокон и назначения изделия, изготовленного из них. 

В современном мире традиционные методы модификации исчер
пали себя и на передний план выдвигаются современные способы обработки, такие как электрофизические методы. Большинство электрофизических методов экологичны и не оказывают разрушающего воздействия на обрабатываемый материал и окружающую среду. 

Данное учебное пособие посвящено описанию возможностей мо
дификации текстильных материалов с помощью традиционных и современных методов. 

Особое внимание уделяется модификации химических волокон, 

так как это наиболее перспективная отрасль текстильной промышленности. 

В настоящее время модификация применяется для улучшения тра
диционных видов текстильных волокон. Модифицирование позволяет 
производить материалы нового ассортимента с улучшенными потребительскими и функциональными свойствами. с помощью различных обработок получают текстильные материалы, окрашенные в массе, антимикробные, трудногорючие, масло- и грязеотталкивающие и другие. 

4

1. ПОНЯТИЕ МОДИФИКАЦИИ И МЕТОДЫ 

ЕЕ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 

Модификация – это направленное изменение текстильных воло
кон и нитей с целью придания им новых заранее заданных свойств, 
которые улучшают их качество и расширяют область применения. 

Модификация свойств текстильных материалов может осуществ
ляться на двух стадиях: в процессе производства, например при формировании волокна, и в процессах отделки, например, при аппретировании готовых материалов. 

На процесс модификации текстильных материалов могут влиять 

следующие факторы: 

– природа волокон, образующих пряжу, крутка пряжи, а также 

вид переплетения тканей; 

– для кожи и меха – вид и происхождение образующего их белка; 
– физические свойства волокон; 
– восприимчивость волокон, нитей и тканей, кожи и меха 

к химическим воздействиям. 

Модифицирование позволяет улучшать свойства материалов 

и изделий легкой промышленности при их изготовлении. 

Выбор метода модификации зависит от строения полимера 

и других компонентов материала, экономических соображений и целей использования. 

1.1. Традиционные методы модификации 

К традиционным методам модификации относят методы физико
механической, физико-химической, химической и биохимической модификации. 

Для повышения прочности волокон и нитей механическую мо
дификацию часто сочетают с физико-химическим воздействием. 
При этом механическим способом можно достичь высоких показателей стойкости к деформациям растительных волокон, нитей, однако 

уменьшается их набухание и растворимость. При деформации полимеров протекают параллельно два процесса: изменение формы макромолекул и их взаимного расположения. Изменение взаимного расположения макромолекул повышает структурную однородность, что 
приводит к увеличению прочности волокна. 

Для механической модификации растительных волокон и мате
риалов животного происхождения необходимо присутствие воды. 
Присутствие влаги и тепла оказывает пластифицирующее действие на 
материалы и ослабляет межмолекулярные силы сцепления. в таких 
условиях обработки материалы чувствительны к приложению механических усилий. 

Макромолекулы жестких полимеров, таких как, например, цел
люлоза и ее эфиры, имеют более вытянутую форму и содержат большое число полярных групп. Для того чтобы осуществить перемещение 
таких макромолекул или отдельных звеньев при нормальной температуре необходимо применение специальных веществ, вызывающих 
набухание волокна. Перемещение макромолекул может быть осуществлено только в условиях, когда межмолекулярные связи значительно ослабляются и повышается гибкость макромолекул, что облегчает возможность перемещения молекул или элементов надмолекулярной структуры при вытягивании. Ослабление межмолекулярного 
взаимодействия осуществляют путем обработки волокна веществами, 
вызывающими его набухание или повышением температуры. Изменить степень понижения прочности волокнистых материалов в мокром состоянии возможно методами физико-химической и химической 
модификации. 

Химическая модификация тканей проводится путем аппретиро
вания – нанесения специальных составов (аппретов) на поверхность 
ткани или волокон. Такая обработка позволяет придать тканям 
и готовым изделиям особые свойства: несминаемость, малая усадочность, водоупорность, мягкость, молезащитность, огнестойкость грязе- и маслоотталкивание, малая электризуемость. Химической модификацией природных высокомолекулярных соединений возможно добиться стойкости полимеров к действию световых лучей. Это достигается путем введения в макромолекулу полимера нитрильной группы 
или небольшого количества УФ стабилизаторов. 

Физико-химическая модификация позволяет регулировать гид
рофильные свойства текстильных материалов. 

Тепловые обработки также можно применять для регулирования 

различных свойств текстильных материалов. в одном случае тепловые 
обработки приводят к улучшению прочностных характеристик и ухудшению смачиваемости и водопоглощения. в другом – к разрыхлению 
структуры материала, понижению модуля деформации, снижению 
степени ориентации и прочности волокон, но к увеличению водопоглощения и капиллярности. 

Методы биохимической модификации используются при облаго
раживании текстильных материалов из натуральных волокон. в основном их применяют в отделочных и смежных процессах (в производстве химических волокон, синтезе красителей и текстильно-вспомогательных веществ, при очистке сточных вод). Биотехнологии, широко 
востребованные зарубежными текстильными производителями, позволяют решать две важные задачи: улучшение экономических и экологических показателей. 

Таким образом, можно сделать вывод, что традиционные методы 

модификации текстильных материалов позволяют улучшать свойства 
материалов за счет варьирования технологическими параметрами процессов. Однако их действие ограничено и эффективность данных методов невелика. Поэтому в технологию производства текстильных материалов вводятся современные методы модификации материалов, 
позволяющие комплексно улучшать их свойства. 

1.2. Современные методы модификации 

Среди современных методов модификации выделяют физиче
скую, композитную и химическую модификации химических и натуральных волокон и нитей. Кроме того могут применяться комбинированные методы модификации, которые представляют собой сочетание 
физического с композитным или химическим модифицированием. 
Кроме того текстильные волокна и нити, а также готовые изделия 
можно модифицировать методами электрофизической и электрохимической модификации. 

Физическая модификация заключается в направленном измене
нии надмолекулярного строения, формы и внешней поверхности нитей без изменения их химического состава. 

Физические методы при модификации химических волокон 

в основном используются на стадии формования и последующей их 
обработки. Методами физической модификации получают такие волокна и нити, как профилированные, полые, бикомпонентные, сверхтонкие (микроволокна и микронити), текстурированные, пористые и др. 

При химической модификации происходит направленное изме
нение химического состава волокнообразующего полимера. 

Это достигается путем введения в полимер новых активных 

групп методом сополимеризации или последующей химической обработкой уже сформованных волокон или текстильных полотен (изделий). При сополимеризации в структуру основного полимера вводятся 
звенья сополимера на стадии подготовки прядильного раствора 
и формования нити. 

Химическое модифицирование дает положительные результаты 

чаще на стадии отделки текстильных полотен. Такое модифицирование полотен производится с применением самых разных реагентов 
и методов и используется, как для полотен на основе химических волокон, так и из природных волокон или их смесок. 

При композитной модификации к основному волокнообразую
щему полимеру добавляются носители новых свойств – мелкодисперсные или растворимые компоненты, в качестве которых могут использоваться красящие пигменты, антипирены, биологически активные вещества и другие добавки. 

Такое модифицирование осуществляется на стадии подготовки 

исходного расплава (раствора) к формованию или непосредственно 
перед формованием волокон путем введения в него добавок. Этот метод широко применяется при получении синтетических, а также вискозных волокон. 

Методы композитной модификации позволяют получать изделия 

с новыми уникальными свойствами: волокна преобразующие свет 
в тепловую энергию («греющие» волокна), люминесцирующие, изменяющие яркость окраски или цвет в зависимости от температуры 
окружающей среды. 

Электрохимические методы модификации основаны на законах 

анодного растворения при электролизе. При прохождении постоянного электрического тока через электролит на поверхности заготовки, 
включенной в электрическую цепь и являющейся анодом, происходят 
химические реакции и поверхностный слой материала превращается 

в химическое соединение. Продукты электролиза переходят в раствор 
или удаляются механическим способом. Производительность процессов электрохимической обработки зависит в основном от электрохимических свойств электролита, обрабатываемого токопроводящего 
материала и плотности тока. 

В настоящее время все более популярными становятся методы 

электрофизической модификации материалов, приводящие к структурным изменениям материалов. К таким методам относятся термическая обработка, радиационная обработка, электромагнитная обработка, 
фотохимическая обработка, акустическая обработка действием звуковых и ультрафиолетовых колебаний и плазменная обработка. Особенностью данных методов обработки является использование электрической энергии непосредственно для технологических целей без промежуточного преобразования ее в другие виды энергии. Использование 
электрической энергии при этом осуществляется в рабочей зоне через 
химические, тепловые и механические воздействия. Электрофизические методы модификации относятся к эффективным и экономичным 
способам обработки текстильных материалов.  

9