Всё
о полимерах в тканях
ТЕКСТ: варя баркалова
Разбираемся, в чем отличие искусственных материалов от синтетических, и рассказываем, какие полимеры используют в производстве тканей.
Середина ХХ века стала переломным временем для текстильной промышленности. Распространение синтетических волокон было похоже на взрыв — настолько быстро и широко они стали применяться. С появлением новых технологий обработки искусственных полимеров возникло сразу несколько типов тканей. Они не только удачно имитировали шерсть, шелк и кожу, но и обладали рядом новых свойств. Износостойкие, легкие в уходе искусственные материалы сразу завоевали любовь и производителей одежды, и потребителей. К тому же технический прогресс позволял сделать себестоимость полотна рекордно низкой.
Тогда писатели-фантасты пророчили, что в будущем полимеры окончательно вытеснят натуральные ткани. Мы видим, что этого не произошло. Даже наоборот, в какой-то момент рынок оказался настолько перенасыщен искусственными материалами, что синтетика стала синонимом плохого качества — так же как в свое время была символом наступающего прогрессивного будущего. А вскоре экологи забили тревогу: производство одежды из искусственных волокон начало сказываться на состоянии окружающей среды.
Реклама капроновых чулок, 1949
Почему мир полюбил и разлюбил синтетику? Всегда ли маркировка о содержании материалов с приставкой «поли-» должна настораживать? Для начала стоит разобраться, чем различается все это многообразие искусственных и синтетических волокон и почему вообще эти две группы — не одно и то же.
Спортивная одежда из лайкры и нейлона, 1980-е
Полиэстер
Полиэстеры, а правильнее полиэфиры, — полимерные вещества, которые возникают при взаимодействии карбоновых кислот с многоатомными спиртами. К этой группе относятся, например, древесная смола, янтарь и шеллак — то есть далеко не только искусственные вещества. Полиэстеровое волокно же получают из расплава полиэтилентерефталата (ПЭТ) или его производных. Разработкой этого полимера занимались параллельно в Великобритании и СССР в сороковых годах прошлого века (вещество, полученное советскими учеными, запатентовано под названием «лавсан»), тогда его применяли для создания тонких пленок. Сейчас ПЭТ широко используется в производстве бытовых вещей — от пластиковых бутылок до армирования автомобильных шин. Волокну, которое вытягивают из расплава ПЭТ, можно придать разную форму: отсюда такое разнообразие текстур тканей, в составе которых есть полиэстер.
Пожалуй, самый знаменитый материал из полиэстерового волокна — флис. Это теплое и дышащее полотно легче шерсти и не подвергается биологическому разрушению. Его изобрели в 1979 году для полярной спецодежды, но он быстро стал популярен, и не только у любителей зимнего спорта.
В СССР был популярен состав хлопок+лавсан, он часто использовался для детских панталонов и штанишек
Molly Goddard осень-зима 2018, платье из 100% полиэстера
Кофта Patagonia из флиса
Вообще для полиэстера характерны легкость, износостойкость, прочность, низкая сминаемость и, конечно, дешевизна производства. Впрочем, именно ткани (то есть материалы, полученные переплетением нитей) очень плохо проводят влагу и воздух и создают около кожи своеобразный парник, отчего может случиться раздражение. Добавленный же в смешанные ткани, полиэстер делает их более долговечными и устойчивыми к воздействиям среды.
Полиамид,
нейлон и капрон
Полиамиды относят к пластмассам: в основном из этого класса веществ производят твердые конструкции. Хотя волокно тоже вытягивают — его обозначают на этикетках сокращением PA и часто используют как часть составного материала (подробнее о таких — ниже).
Нейлон — один из полиамидов, а вернее — семейство полимеров внутри этого класса. Разные нейлоны (собственно нейлон, найлон-11, капрон и другие) отличаются небольшими изменениями в строении мономера, из которого состоит полимерная молекула. Существует версия, что слово «нейлон» произошло от названий городов Нью-Йорк и Лондон (NYLON = New York + London), хотя вероятнее, что название производители придумали случайно. Впервые нейлон синтезировал в 1935 году американский химик Уоллес Карозерс, который работал на компанию DuPont, а чуть позже — в 1938-м — появился и знаменитый капрон. Это название, кстати, прижилось только в Советском Союзе, в остальном мире его как раз называют нейлоном. Благодаря исключительной прочности (нить диаметром 0,1 миллиметра выдерживает гирю в полкило!) капронового волокна его стали активно применять в изготовлении канатов, рыболовных сетей и технических тканей, а затем чулок и колготок.
Полиамидные волокна полюбились производителям за те же свойства, что и полиэстер: ткани из них мало мнутся, не садятся при стирке, не слеживаются и не вытягиваются, легко окрашиваются. Полиамид не выгорает на солнце, а еще не огнеопасен — при высоких температурах ткань не горит, а плавится. Но в то же время ткань на основе полиамида не впитывает влагу, очень быстро отводит тепло (а значит, не греет) и может вызвать аллергию.
Prada осень-зима 2018, куртка из нейлона
Полиуретан,
лайкра и спандекс
Полиуретаны — гетероцепные полимеры: в состав длинной полимерной молекулы входит несколько разных типов мономеров. Материалы этой группы чаще всего используют как более стойкие к агрессивным средам заменители резины: из них делают защитные покрытия, шины, подошвы обуви, а также саму обувь, поскольку из полиуретана изготавливают одну из разновидностей искусственной кожи. Для производства такого кожзаменителя (на этикетке вы, скорее всего, найдете надпись PU leather или просто PU), жидкий полиуретан наносят на тканевую или бумажную основу, а потом закаливают в печи.
Ким Кардашьян в вещах Yeezy Season 6 из лайкры
Stella McCartney осень-зима 2018, сумка из полиуретана
Другие знаменитые полиуретаны — выпущенные под разными коммерческими названиями вариации эластичных волокон — лайкра, спандекс, эластан и другие. Они появились в 1960-х годах: первые разработки, как и торговое название «Лайкра», принадлежат той же компании DuPont, создавшей нейлон. Популярность этот прочный и очень хорошо тянущийся материал получил в восьмидесятых — вспомните яркие облегающие костюмы рок-звезд. Из стопроцентной лайкры сделан, например, костюм Человека-паука, но сейчас в быту эта ткань практически не применяется. У эластичных полиуретановых волокон есть серьезный недостаток: из-за химического состава они могут вызывать аллергию. Поэтому производители предпочитают добавлять их в ткань в минимальных количествах, ведь для придания нужных свойств достаточно и пяти процентов лайкры.
Акрил
Акрилом называют полимеры, синтезируемые из акриловой и метакриловой кислот, а их, в свою очередь, получают из природного газа. Чаще всего мы слышим слово «акрил» в художественном и интерьерном контексте: он лежит в основе многих красок и лаков. Вторая область применения в быту — прозрачный материал, который широко известен под названиями «оргстекло» или «плексиглас». В таком виде полимер создали в начале тридцатых годов. А акрил в виде волокон появился парой десятилетий позже — благодаря все той же фирме DuPont.
Сейчас в текстильной промышленности мы знаем акрил как аналог шерсти: из акрилового волокна делают пряжу, которая потом становится свитерами и кардиганами. Главное преимущество акрила в вязаных изделиях — его вес: полимер получается легче натуральной шерсти в несколько раз, а еще его легче окрашивать. Впрочем, недостатки тоже существенны: в отличие от шерсти акриловое полотно почти не греет и быстро скатывается. Если ищете теплый и долговечный свитер, избегайте стопроцентного акрила.
Свитер H&M из 100% акрила
Вискоза и лиоцелл
А вот и главный каверзный момент в разговоре о синтетике. Вискоза — материал искусственный, но не синтетический: ее получают из природной целлюлозы — полимера, формирующего древесину и другие жесткие части растений. Процесс производства вискозного волокна разработали еще в конце XIX века, и по сей день его применяют с минимальными модификациями: древесную целлюлозу растворяют, а потом заново полимеризуют — уже в форме волокон. Помимо волокон вискоза используется в виде пленки — она носит широко известное, но часто неверно применяемое по отношению к полиэтилену название «целлофан». Другое волокно, получаемое из целлюлозного раствора, — лиоцелл. Этот полимер незначительно отличается от вискозы по химическому составу и идентичен по свойствам.
Рубашка Gucci сезона весна-лето 2016 из 100% вискозы
Ткани из вискозных волокон, в отличие от синтетических, отлично впитывают и отводят влагу, пропускают воздух и гипоаллергенны. К тому же из-за доступности исходного сырья вискоза получается довольно дешевой. Но, как и другие ткани с натуральной основой, она требует бережного ухода.
Дальнейшая
судьба полимеров
Кроме вискозы, все полимеры, о которых рассказано выше, создаются из продуктов переработки нефти. При первичном производстве этих материалов выделяется много ядовитых соединений, которые выбрасываются в окружающую среду с газами и сточными водами фабрик. Из-за использования синтетических материалов текстильная промышленность стала одной из самых вредных для экологии отраслей. Есть и хорошая новость: все эти материалы могут быть переработаны. Часть из них приходится регенерировать — восстанавливать структуру молекул после переработки, другие (например, стопроцентный полиэстер) можно использовать неоднократно без потери качества. Да, переработка этих материалов также не будет незаметной для окружающей среды, но наибольший вред синтетические вещи причинят, если окажутся на свалке: продукты распада искусственных полимеров токсичны для живых организмов.
Реклама Nokia, Журнал i-D, июль 2000
Один из путей переработки синтетики – создание смешанных волокон. Когда мы видим на бирке надпись «40 % хлопок, 60 % полиэстер», это не всегда значит, что в полотне переплетаются волокна разного происхождения — материалы могут сочетаться в одном волокне. Оно имеет в своей основе полимер, чаще всего полиэстер, и на него в процессе вытягивания из расплава наклеивают натуральную добавку. Обычно это хлопковая пыль, оставшаяся как отход производства или полученная после перемолки перерабатываемых хлопковых вещей. Полиэстер в основе чаще всего тоже вторичный — в этом случае на бирке будет обозначение recycled polyester.
Кроссовки adidas x Parley из переработанного PET
Смешанные волокна соединяют в себе качества полимера и натурального материала: нормально проводят воздух и влагу, не вызывают раздражений, и при этом износостойкие и долговечные. Но есть и проблема: переработать саму ткань из смешанного волокна крайне сложно, ведь для этого нужно отделять синтетическую основу от натуральных частиц. Сейчас эта технология разрабатывается, но пока не получила широкого распространения в переработке одежды.
