Лубяные волокна лен строение свойства. Лубяное волокно

Лубяными называются волокна, получаемые из лубяного слоя стебля расте­ния. Строение стебля лубяных растений.

Лубяной слой, который является текстильным материалом, состоит из отдель­ных растительных клеток, вытянутых в длину и заостренных к концам. Клетки, составляющие лубяной слой, называются элементарными волокнами. Эти волок­на тесно прижаты друг к другу и соединены в длинные волокнистые пучки, которые проходят вдоль всего стебля. Эти волокнистые пучки составляют техническое волокно, максимальная длина которого соответствует длине стебля растения.

Основным веществом лубяных волокон является целлюлоза, но здесь ее мень­ше, чем в волокне хлопка. Лубяные волокна содержат больше сопутствующих целлюлозе веществ. Повышенное содержание примесей значительно затрудняет отделку тканей из лубяных волокон. Лигнин обусловливает большее или мень­шее одревеснение волокон.

Из всех лубяных волокон лен имеет наибольшее значение для текстильной промышленности.

Лен - однолетнее травянистое растение; две основные ботанические разно­видности его: лен-кудряш и лен-долгунец. Последний имеет дает мягкое, тонкое и длинное волокно.

_______________________________

Волокна других лубяных культур имеют такое же строение, как льняное волокно, но отличаются большей толщиной техничес­кого волокна и большей жесткостью, так как в них больше лигнина. Для изготовления изделий бытового назначения эти волокна применяют ограниченно, но широко используют для производства изделий технического назначения.

Пенька

Волокна пеньки получают из стеблей конопли - однолетнего растения длина стебля которого 70-250 см.

Пеньку применяют для изготовления крученых изделий (ниток, шпагата, веревок, канатов), а также тарных, мебельных, брезентовых тканей.

Это волокна однолетнего лубяного растения высотой до 3-4 м, про, израстающего в странах с тропическим и субтропическим климатом.

Длина технического волокна джута 2,5 м, оно имеет значительное одревесне­ние. Волокно джута характеризуется высокой гигроскопичностью (может впиты­вать до 27% влаги и оставаться на ощупь сухим), поэтому из него изготовляют тару для влагоемких товаров. Основные недостатки джутовых волокон - малая стойкость к действию влаги вследствие небольшой длины (4-6 мм) элементар­ных волокон и невысокая атмосфероустойчивость из-за значительного содер­жания лигнина.

Волокно кенафа получают из стеблей однолетнего растения, которое достигает высоты 5 м. Волокно кенафа по свойствам аналогично джутовому и является его полноценным заменителем.

Природные текстильные волокна

животного происхождения

К текстильным волокнам животного происхождения относятся волокна шерсти и натурального шелка. По химическому составу они представляют собой белко­вые вещества.

Волокно шерсти относится к белковым соединениям типа кератинов. На долю кератина в составе этого волокна приходится 90%. Для кератина шерсти харак­терно содержание 2-5% серы.

Основные химические свойства волокон шерсти и натурального шелка - отно­сительно высокая устойчивость к действию минеральных кислот и неустойчивость к действию щелочных растворов.

Волокно шерсти является ценным видом текстильного сырья. Для производства текстильных товаров используется шерсть овец (95-97%), а также коз и верблюдов.

Виды шерсти. Для процессов переработки шерсти и свойств получаемых матери­алов большое значение имеют состав шерсти по типу волоса и ее однородность. Шерсть, состоящая из волокон одного типа (пуха, ости или переходного волоса), называется однородной. Шерсть, содержащая волокна различного типа, носит назва­ние неоднородной (смешанной). В зависимости от тонины волокон, составляющих шерстный покров, различают шерсть тонкую, полутонкую, полугрубую и грубую.

Тонкая шерсть - однородная, состоит из волокон пуха с поперечником 15-20 мкм и мелкой равномерной извитостью. Эта шерсть наиболее высо­кокачественная, используют ее для выработки лучших шерстяных тканей.

Полутонкая шерсть может быть однородной и неоднородной, состоит из бо­лее толстых волокон пуха и переходного волоса с поперечником 25-35 мкм.

Полугрубая шерсть обычно неоднородная - включает более грубые волокна переходного волоса и тонкие остевые волокна с поперечником 35-40 мкм, раз­ной длины.

Грубая шерсть состоит преимущественно из ости, но неоднородна, может со­стоять из волокон разного типа в различных соотношениях. Эта шерсть может содержать также мертвый и сухой волос. В поперечнике волокно грубой шерсти составляет более 40 мкм.

Натуральный шелк

Натуральней шелк - ценнейшее текстильное волокно, являющееся продук­том выделения шелкоотделительных желез гусениц шелкопрядов. Наиболь­шее распространение и ценность имеет шелк тутового шелкопряда. Объем его производства составляет 90% всего мирового производства натураль­ного шелка.

Кроме тутового шелкопряда, разводят дубовый шелкопряд, волокно которого отличается значительной жесткостью, но большей прочностью. Шелковые нити дубового шелкопряда более устойчивы к действию кислот и щелочей, облада­ют большой упругостью. Коконы дубового шелкопряда содержат 89-90% фиб­роина и 10-11% сопутствующих веществ, в том числе 5-6% сернцина. Осо­бенность серицина дубового шелкопряда - низкая растворимость в воде. Поэтому коконы трудно разматываются, а некоторые совсем не поддаются размотке. Не поддающиеся размотке коконы с помощью машин расщипыва­ют до образования коротковолокнистой массы, из которой получают пряжу в процессе прядения.

ХИМИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА

Химическими называют волокна, получаемые путем химической переработки природных или синтетических высокомолекулярных соединений.

Для производства химических волокон используют высокомолекулярные соеди­нения, которые имеют сравнительно высокую молекулярную массу, вытянутую форму макромолекул.

Искусственные волокна

К искусственным относятся волокна, получаемые химической переработкой при­родных высокомолекулярных соединений. Это волокна, вырабатываемые из цел­люлозы и ее производных, - вискозное, полинозное, медно-аммиачное, ацетат­ное, триацетатное и другие, а также из белков - казеиновое и др. Первые три целлюлозные полокна получают на основе гидратцеллюлозы, а ацетатное и три­ацетатное - на основе эфиров уксусной кислоты и целлюлозы - соответствен­но диацетилцеллюлозы и триацетилцеллюлозы.

Вискозное волокно

Одно из наиболее распространенных химических во­локон. В настоящее время на долю вискозного волокна приходится более 60% общего производства искусственных волокон. Это объясняется тем, что для про­изводства вискозного волокна в качестве основного сырья используют древес­ную целлюлозу и сравнительно простые химические вещества - едкий натр, се­роуглерод, серную кислоту и ее соли. Для выработки целлюлозы применяют преимущественно древесину ели или короткое волокно хлопка. Из хлопковой целлюлозы получают в основном ацетатное, триацетатное и медно-аммиачное волокна.

Полинозное волокно

Представляет собой разновидность вискозного волокна. Такое волокно имеет более однородную и плотную структуру и

значительно большую прочность на разрыв, потеря прочности его мокром состоянии также меньше. Пряжа, полученная из полинозного волокна, почти отличается от пряжи из лучших сортов хлопка.

Кроме вискозного и полинозного волокон в настоящее время вырабатывают следующие модифицированные вискозные волокна: вискозное высокомодульное (ВВМ) , вискозные химически модифицированные волокна, на­пример мтилон В, бактерицидные, маслостойкие и др.

ВВМ волокна

Формуют из вискозы, в состав которой вводят модификаторы (полиэтиленгликоль) для получения однородной структуры. ВВМ волокна имеют лучшие механические свойства, чем вискозные волокна других видов,

Мтилон В

Это химически модифицированное вискозное волокно, представляющее собой привитой сополимер целлюлозы (60-65%) и полиакрилонитрила (35-40%).

Медно-аммиачное волокно

Технологический процесс производства медно-аммиачного волокна аналогичен получению вискозного волокна. Медно-аммиачное волокно очень, тонкое, гладкое, имеет поперечник сравнительно круглой формы. Может выпускаться как в виде нитей непрерывной длины, так и в виде короткого (штапельного) волокна.

Время чтения: 8 минут

Целлюлозные лубяные волокна встречаются во флоэме или коре некоторых растений. Они имеют форму пучков или нитей, которые действуют как упрочняющие элементы и помогают растениям оставаться прямостоящими. Растения собирают, а пряди из лубяных волокон отделяют от остальной ткани путем вымачивания, общего для большинства лубяных волокон. Затем обработанный материал дополнительно мнут, треплют и вычесывают.

Основные лубяные волокна

Лен

Льняное волокно из годового растения Linum usitatissimum (семейство льна) использовалось с древних времен в качестве волокна для белья. Растение растет в умеренных, умеренно влажных климатах, например, в Бельгии, Франции, Ирландии, Италии и России. Растение также культивируется для получения семян, из которых производится льняное масло. Побочным продуктом льна является волокно жгута, используемое в бумажном производстве.

Льняные волокна отмачивают в воде, обычно получая серое волокно. Льняное волокно высокого качества производится с помощью воды в реке Лис в Бельгии. Выпаренное, отбеленное волокно содержит почти 100% целлюлозу. Льняное волокно является самым сильным из растительных волокон, даже сильнее хлопка.

Волокно является высокопоглощающим, что важно для одежды, но оно не особенно тянется. Самое важное применение находит в производстве белья для одежды, тканей, кружев и листового материала. Льняное волокно также используется в холсте, нитках и шпагатах, а также в некоторых промышленных применениях, таких как пожарные шланги.

Химическая варка льна обеспечивает сырье для производства высококачественной валюты и бумаги для письма. Льняное волокно также широко используется в сигаретных бумагах. Льняные волокна классифицируются по тонкости, мягкости, степени растяжки, плотности, цвету, однородности, блеску, длине и чистоте.

Конопля

Источником волокна конопли является растение Cannabis sativa (тутовая семья), происходящее из центрального Китая. Она выращивается в Центральной Азии и Восточной Европе. Стебель используется для производства волокна, семена — для масла, а листья и цветки — для наркотиков, среди которых марихуана. Стебли растут 5-7 м в высоту и 6-16 мм в толщину. Полые стебли, гладкие до шероховатой листвы на вершине, срезаются вручную и разбрасываются по земле для вымачивания в росе, чтобы получить продукт самого высокого качества. Вымачивание в воде используется на высушенных на солнце пучках, из которых были удалены семена и листья. Нити конопляного волокна могут иметь длину 2 м.

Волокна сортируются по цвету, блеску, качеству прядения, плотности, чистоте и прочности. Они имеют Z-образный завиток в отличие от S-завитка у льна. Конопля рассматривается как заменитель льна в пряже и плетении. Его более раннее использование в канатах было заменено листьями и синтетическими волокнами.

Конопляное волокно используется в Японии, Китае, Венгрии и Италии для изготовления специальных бумаг, в том числе сигаретной бумаги, но отбеливание затруднено. Волокно более грубое и имеет меньшую гибкость, чем лен. В настоящее время возрос интерес к реинтродукции конопли в Соединенные Штаты и Канаду в качестве альтернативного волокна для фермеров. Однако это связано с политическими и правовыми проблемами из-за невозможности отличить промышленную коноплю от конопли с высоким содержанием наркотических веществ.

Джут

Джутовое волокно получают из двух травянистых однолетних растений: Corchorus capsularis (липовое семейство), происходящего из Азии, и C. olitorius, происходящего из Африки. У первого круглый семенной стручок, а у второго — длинный. Джут выращивают в основном в Индии, Бангладеш, Таиланде и Непале. Растения собирают вручную, сушат в поле для дефолиации, и вымачивают в течение месяца. Глубина бассейнов вымачивания зависит от количества осадков в сезон муссонов в Юго-Восточной Азии. Таким образом, год с меньшим количеством осадков приводит к низкому уровню воды в бассейнах и джутовому продукту более низкого сорта из-за загрязнения песком и илом.

Волокна для экспорта сортируются по цвету, длине, тонкости, прочности, чистоте, блеску, мягкости и однородности. Цвет варьируется от кремово-белого до красновато-коричневого, но обычно волокно имеет золотой блеск. Волокна являются многоугольными в поперечном сечении с широким просветом. Джут традиционно является важным текстильным волокном, уступающим только хлопку; однако он неуклонно заменяется синтетикой в ​​традиционном использовании больших объемов, таком как ковровые покрытия и мешковины. Волокна также используются для шпагата, в то время как крафт-варка джута дает волокна для сигаретной бумаги.

Правительство Индии в сотрудничестве с Программой развития Организации Объединенных Наций участвует в программе диверсификации джута для поиска новых видов использования джута в тонких нитях и текстильных изделиях, композитах и ​​досках и бумажных изделиях. Особенно перспективным применением для джута являются формованные композиты с термопластичными материалами для внутренних автомобильных головок, дверей и выстилок.

Отечественный аналог джута – липа. Волокно из липы имеет самое разнообразное применение. Это отличный набивочный материал. Его используют как кисти для беления или банной мочалки. Из него делают плетут рыболовные сети и веревки.

Кенаф и розелла

Эти тесно связанные лубяные волокна получают из Hibiscus cannabinus и H. sabdariffa (семейство мальвы), соответственно. Волокна имеют другие местные названия. Кенаф выращивается для производства в Китае, Египте и регионах бывшего Советского Союза; розелла производится в Индии и Таиланде. Растение кенафа способно вырасти от саженцев до 5 м за пять месяцев. Сообщается, что он дает 6-10 тонн сухого вещества на 0,5 га, что в девять раз больше урожая древесины.

Растения вырезают вручную или косят в развивающихся странах, в то время как механизированные методы уборки находятся в стадии исследования в Соединенных Штатах. Иногда ленточные машины используются для отделения волокносодержащей коры. Для варки кенаф измельчается до 5 см, промывается и просеивается.

Волокна кенафа короче и грубее, чем у джута. Как химическая (крафт), так и механическая целлюлоза изготавливаются из кенафа, а успешные демонстрационные тиражи газетной бумаги были сделаны для «Далласских утренних новостей», «Санкт-Петербург таймс» и калифорнийского Бейкерсфилда с отделкой 82% кенафской чемитермеомеханической целлюлозы и 18 % крафт-целлюлозы хвойных пород.

Кенаф-волокно также считается заменой джута и используется для мешковины, веревки, шпагата, мешков и в качестве бумажной массы в Индии, Таиланде и странах Балкан. В Таиланде продается целлюлоза розелла.

Рами

Рамиевое волокно расположено в коре Boehmeria nivea, члена семейства крапивы. Растение является выходцем из Китая (отсюда его название «китайская трава»), где оно использовалось для тканей и рыболовных сетей в течение сотен лет. Оно также выращивается на Филиппинах, в Японии, Бразилии и в Европе. Растение рами вырастает до 1-2,5 м со стеблями толщиной 8-16 мм. Ежегодно возможны от двух до четырех сборов урожая, в зависимости от почвы и климата.

Растение собирают вручную серпом и после дефолиации разрывают и очищают вручную или машиной. Из-за высокого содержания смолы (ксилана и арабана) (до 35%), вымачивание не представляется возможным. Волокна отделяются химически путем кипячения в щелочном растворе в открытых чанах или под давлением, затем промываются, отбеливаются гипохлоритом, нейтрализуются, смазываются маслом для облегчения формования и сушатся.

Дегумированное отбеленное волокно содержит 96-98% целлюлозы. Воронкообразные волокна имеют овальную форму в поперечном сечении с толстыми стенками клеток и тонким просветом. Элементы клеточной стенки в волокне рами, как и в других лубяных волокнах, кроме льна, имеют скручивание против часовой стрелки. Рами — самое длинное из растительных волокон и обладает отличным блеском и исключительной прочностью; однако оно имеет тенденцию быть жестким и хрупким. Влагоустойчивость высока, и волокно быстро сохнет, преимущество в сетях рыб.

Традиционные применения для рами включают тяжелые ткани промышленного типа, такие как холст, упаковочный материал и обивка. Увеличение производства волокна в Азии, особенно в Китае, способствовало использованию его в смешанных тканях с шелком, бельем и хлопком, которые теперь можно найти на рынке.

Кроталярия индийская

Стебли травянистого растения Crotalaria juncea (семейство бобовых), называемое также бомбейской пенькой, обеспечивают лубяное волокно. Растение является родным для Индии, главного производителя волокна, а также выращивается в Бангладеш, Бразилии и Пакистане. Оно имеет длинный корень и растет до высоты до 5 м.

Сбор урожая производится вручную путем вытяжки или резки. Растение дефолируется в поле, удаляется водой и обрабатывается аналогично джуту. Белое волокно распределяется по цвету, твердости, длине, прочности, однородности и содержанию посторонней материи. Бомбейская пенька используется для изготовления холста, бумаги, рыболовных сетей, шпагата и других веревок.

Урена и канатник

Это менее важные растительные волокна, похожие на джут. Urena lobata семейства мальвы — многолетнее растение, которое растет в Заире и Бразилии, имеет в высоту 4-5 м со стеблями диаметром 10-18 мм. Из-за лигнированного основания стебли разрезаются на 20 см над землей. Растения дефолируются в поле и удаляются аналогично джуту и ​​кенафу.

Отработанный материал отделяют и промывают, а в некоторых случаях протирают вручную. Мягкое белое волокно распределяется по блеску, цвету, однородности, прочности и чистоте. Оно используется для мешковины, веревки и грубого текстиля.

Канатник Теофраста

Abutilon theophrasti — травянистое однолетнее растение, производящее джутоподобное волокно. Растение является родным для Китая и коммерчески выращивается в Китае и бывшем Советском Союзе. Из-за его ассоциации с джутом в смесях и экспорте его также называют джутом в Китае.

Растение вырастает до 7-15 см с диаметром ствола 6-16 мм. После сбора урожая вручную и дефолиации пучки стеблей вымачиваются, и волокно экстрагируется методами, аналогичными методам джута. Волокно используется для шпагата и канатов.

Уборка и предварительная обработка

При оптимальной зрелости растения вытягиваются или косят вручную или машиной и, при необходимости, обмолачивают для удаления семян. Растения выкладывают в поле для сушки.

Вымачивание

Удаление лубяных волокон из коры и древесных частей стеблей проводится путем биологической обработки, называемой вымачиванием (гниением). Это ферментативное или бактериальное действием на пектиновую массу стебля. После отгрузки пучки сушат в полях. Забор может выполняться несколькими способами.

• Вымачивание в росе включает в себя действие росы, солнца и грибов на растения, расположенные на земле. Процесс длится 4-6 недель, но действие не является однородным, и оно, как правило, дает волокно темного цвета. Однако он гораздо менее трудоемкий и менее дорогостоящий, чем вымачивание. Оно обычно используется в регионах с низким уровнем водоснабжения и составляет 85% урожая западной Европы, особенно во Франции, а также в бывшем Советском Союзе.
• Вымачивание в воде включает в себя погружение пучков растений в застойные бассейны, реки, канавы (плотины) или в специально сконструированные цистерны. Биологический эффект достигается за счет бактериального действия и занимает 2-4 недели. В цистернах с теплой водой время сокращается до нескольких дней. Вымачивание в воде дает более однородный продукт. При поточном вымачивании растения погружаются в медленные движущиеся потоки в течение более длительного времени, а качество продукта становится выше.
• Химическое вымачивание включает погружение высушенных растений в резервуар с раствором химических веществ, таких как гидроксид натрия, карбонат натрия, мыло или минеральные кислоты. Волокна ослабляются через несколько часов, но для предотвращения ухудшения требуется тщательный контроль. Химический отжиг более дорогой и не обеспечивает превосходную волокнистость, полученную при биологическом отжиге.

Ломание и скручивание

Высушенные отрезанные стебли в пучках пропускают через рубчатые ролики для разрушения или уменьшения древесной части на мелкие частицы, которые затем отделяются путем зачистки. Зачистка осуществляется путем избиения тупыми деревянными или металлическими ножами вручную или механически.

Вычесывание

Связки вычесываются или расчесываются для отделения коротких и длинных волокон. Это делается путем волочения волокон через наборы штифтов, каждый из которых более тонкий, чем предыдущий. В результате волокна далее очищаются и выравниваются параллельно друг другу.

ЛУБЯНЫЕ ВОЛОКНА ЛУБЯНЫЕ ВОЛОКНА

прозенхимные волокна, сильно вытянутые в длину клетки луба (флоэмы) с заострёнными концами. Имеют утолщённую, часто одревесневшую оболочку с щелевидными, реже округлыми простыми порами и узкую полость. Живое содержимое Л. в. после завершения его формирования отмирает. Л. в. защищают элементы мягкого луба от деформации при увеличении диаметра центр, цилиндра стебля и корня, а также служат частью всей опорной системы органа. Л. в. ряда растений широко используют в текст, пром-сти. Особенно ценным сырьём для выработки тканей являются длинные неодревесневшие волокна (напр., льна - дл. до 60 мм, китайской крапивы (рами) - дл. до 300-500 мм и др.). Иногда Л. в. наз. любые волокна, не входящие в состав древесины.

.(Источник: «Биологический энциклопедический словарь.» Гл. ред. М. С. Гиляров; Редкол.: А. А. Бабаев, Г. Г. Винберг, Г. А. Заварзин и др. - 2-е изд., исправл. - М.: Сов. Энциклопедия, 1986.)

Смотреть что такое "ЛУБЯНЫЕ ВОЛОКНА" в других словарях:

лубяные волокна - Волокна, содержащиеся в стеблях, листьях и оболочке плодов различных растений и используемые в текстильной промышленности. Различают тонкие лубяные волокна (стеблевые) – лен и рами, применяемые для выработки тонких и средних по поверхностной… … Текстильный глоссарий

Лишенные живого содержимого длинные клетки в стеблях растений. Используются для выработки пряжи … Большой Энциклопедический словарь

Лубяные волокна - натуральные волокна, содержатся в стеблях и листьях растений; обладают эластичностью и большой прочностью. Технические лубяные волокна, получаемые путем первичной обработки лубяных культур, широко используются в текстильной промышленности для… … Энциклопедия моды и одежды

Лишённые живого содержимого длинные клетки в стеблях растений. Используются для выработки пряжи. * * * ЛУБЯНЫЕ ВОЛОКНА ЛУБЯНЫЕ ВОЛОКНА, лишенные живого содержимого длинные клетки в стеблях растений. Используются для выработки пряжи … Энциклопедический словарь

Волокна, содержащиеся в стеблях наземных семенных растений; лишённые живого содержимого длинные прозенхимные клетки. Стенки Л. в. сильно и равномерно утолщённые, часто с хорошо выраженной слоистостью, с простыми порами и очень узкой… … Большая советская энциклопедия

Волокна, содержащиеся в стеблях, листьях и оболочке плодов разл. растений и используемые в текст. пром сти. Различают: тонкие Л. в. (стеблевые) лён и рами, применяемые для выработки тонких и средних по поверхностной плотности тканей, кручёных… … Большой энциклопедический политехнический словарь

Термин этот употребляется в двух различных значениях. С одной стороны, так называют механические волокна, принадлежащие лубяной части сосудисто волокнистых пучков; с другой стороны, Л. волокнами часто называют сходные с первыми механические… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

ЛУБЯНЫЕ ВОЛОКНА - склеренхимные волокна, образующиеся в коре из флоэмных элементов осевых органов растения в виде тяжей или цилиндра. Каждый тяж представляет собой группу отдельных лубяных клеток, обладающих высокими механическими свойствами, предопределяющими… … Словарь ботанических терминов

Лишённые живого содержимого длинные клетки в стеблях р ний. Используются для выработки пряжи … Естествознание. Энциклопедический словарь

ЛУБЯНЫЕ ВОЛОКНА - сильно удлинённые прозенхимные клетки механич. ткани, разновидность склеренхимы. Ср. дл. Л. в. 1 2 мм (первичные Л. в., возникающие из прокамбия, 20 400 мм, вторичные камбиального происхождения короче). Для Л. в. характерны утолщённые, часто… … Сельско-хозяйственный энциклопедический словарь

Различные типы покровных тканей выполняют в некоторой мере и механические функции, защищая нежные ткани, расположенные ковнутри органа.

Но есть еще специальные клетки и слагаемые из них ткани, которые выполняют механические функции. Такие клетки и ткани называют механическими . Эти клетки и ткани усиливают противодействие всего растения или его органов, прежде всего излому или разрыву.

Механические клетки и ткани имеются во всех органах каждого растения, произрастающего в наземных условиях. В сильно растущих в длину частях растения, например в стеблях, элементы механических тканей также вытянуты, имеют прозенхимный характер . В органах со слабо выраженным ростом в длину механические клеточные элементы более или менее изодиаметричны - паренхимного характера . Такие элементы встречаются в плодах и листьях. Разумеется, абсолютно строгого разграничения между типами механических элементов не существует: нередко в стеблях имеются механические паренхимные клетки, а в листьях - вытянутые прозенхимные.

Все механические ткани по ряду признаков могут быть разделены на несколько групп, из которых каждая отличается определенными характерными чертами. Таких основных групп три: колленхима , лубяные и древесинные волокна и склереиды .

Колленхима встречается в стеблях, а также нередко в черешках и средних жилках листьев, реже в цветоножках и в плодоножках. Она находится в тех частях органов, где расположены сочные ткани, состоящие из живых клеток, и преимущественно свойственна двудольным растениям; у однодольных она встречается реже.

Колленхима служит для укрепления растущих органов. Она состоит из живых клеток, содержащих хлоропласты. Обычно колленхимные клетки длинные, иногда достигают значительной длины (2 мм), но среди них есть и вполне паренхимные клетки. Своеобразны утолщения оболочек колленхимных клеток. Наиболее часто наблюдается так называемое уголковое утолщение , когда полосы утолщений тянутся по углам клеток. Если утолщены тангентальные стенки клеток, то образуется пластинчатая колленхима . Характер утолщений колленхимы в значительной степени зависит от самого расположения клеток. Если клетки колленхимы расположены радиальными рядами, то утолщения возникают на тангентальных стенках. При беспорядочном расположении клеток утолщения концентрируются по углам.

Оболочки колленхимных клеток целлюлозные и на поперечных разрезах органов выделяются особым блеском. Особенность оболочек колленхимных клеток состоит в том, что в них содержится большое количество воды. Возможно, что это благоприятствует вытягиванию оболочки при росте органа.

Колленхима расположена почти всегда по периферии органа. Она дифференцируется раньше других механических тканей. Располагается колленхима или сплошным слоем в несколько рядов клеток вблизи периферии органа или собрана отдельными пучками, связанными с пучками проводящей системы. Если на стеблях есть ребра, то колленхима в виде компактных пучков тянется вдоль стебля по ребрам (например, зонтичные).

Колленхима принадлежит к числу простых тканей, т. е. клетки ее не смешиваются с клетками другого характера. Поэтому границы колленхимы обычно очерчены довольно резко. Однако иногда образуются переходные формы от колленхимных клеток к клеткам паренхимы.

Клетки колленхимы соприкасаются друг с другом тупо заканчивающимися концами и имеют простые поры. Клеточные полости их всегда широкие. Благодаря хлоропластам, колленхимные клетки, подобно соседним паренхимным клеткам коры, могут участвовать в фотосинтетической деятельности, но в значительно меньшей степени.

Лубяные волокна представляют собой вытянутые по оси органа длинные толстостенные клетки. Длина их у разных видов сильно колеблется. У конопли лубяные волокна имеют в среднем длину около 10 мм, у льна - около 40 мм, у крапивы - около 80 мм. Самые длинные волокна были найдены у субтропического прядильного растения рами - до 500 мм. У специальных текстильных сортов льна найдены лубяные волокна до 120 мм длины. У некоторых растений оболочки лубяных волокон остаются целлюлозными, но в большинстве случаев они более или менее рано одревесневают. Однако иногда одревеснение волокон происходит лишь у основания стебля.

К растениям с целлюлозными оболочками лубяных волокон принадлежат лен, рами. У конопли же, особенно у некоторых сортов ее, а также у крапивы оболочки лубяных волокон скоро одревесневают на всем протяжении стебля.

В молодом состоянии, во время роста, лубяные волокна содержат в своих полостях жизнедеятельный протопласт со многими ядрами. После окончательного формирования лубяного волокна протопласт обычно отмирает, остатки его лишь кое-где рассеяны в клеточной полости.

В живом протопласте лубяных волокон иногда обнаруживаются крахмальные зерна, но клеточная полость их обычно очень узка. Только у молодых волокон клеточная полость выражена отчетливо, у старых же, лишенных протопласта, полость почти совершенно исчезает. В толстых стенках иногда довольно хорошо заметна слоистость. Толщина оболочки даже у вполне сформировавшихся волокон не по всей длине одинакова: утолщенные участки перемежаются с утонченными, поэтому полость волокна местами суживается и расширяется.

У некоторых растений (виноградная лоза) полость лубяных волокон перегорожена тонкими перегородками. Такие анатомические элементы называются перегородчатыми лубяными волокнами .

Весьма характерно смыкание волокнистых клеток между собой.

Каждое волокно своими острыми концами вклинивается между другими волокнами. Такое взаимное соединение волокон, отличающееся от взаимного соединения паренхимных клеток, способствует наибольшей прочности ткани и происходит вследствие так называемого скользящего роста концов таких клеток.

На оболочках лубяных волокон имеются простые поры, расположенные по спирали. Последнее указывает на спиральную текстуру микрофибрилл во вторичной оболочке волокна. Спиральное расположение фибрилл придает волокну особую прочность. На спиральность текстуры указывает также то, что при механическом разрушении оболочки (сильное надавливание, приготовление срезов, поражение микроорганизмами) концы поврежденных оболочек иногда развертываются в виде вытянутой спирали.

Обычно лубяные волокна составляют простую ткань, т. е. к ним редко примешиваются другие анатомические элементы. Расположены лубяные волокна либо более или менее широким поясом, как в стеблях некоторых растений, либо собраны отдельными группами, образующими вместе с проводящими тканями сосудисто-волокнистые пучки.

Но есть и такие растения, у которых лубяные волокна не составляют отдельных пучков или компактных массивов, а перемешаны с паренхимными клетками. Такая паренхима называется лубяной .

При кажущейся простоте строения лубяные волокна по своей организации сильно варьируют даже у одного и того же растения. В нижней части стебля пучки лубяных волокон менее обособлены, чем в верхней части. Длина лубяных волокон в различных местах стебля одного и того же растения неодинакова: в нижней части расположены более короткие волокна, чем в средней и верхней частях стебля.

При произрастании растений одного и того же вида в различных климатических условиях создаются так называемые географические расы, своеобразные особенности которых отчасти передаются по наследству. У конопли, как и у других культурных растений, известно много географических рас. Расы конопли отличаются как количеством волокна (степенью волокнистости), так и качеством его. Анатомическое исследование обнаруживает значительную разницу и в строении лубяных волокон у географических рас конопли различного происхождения.

Лубяные волокна, подобные только что рассмотренным волокнам конопли, образуются перициклом - образовательной тканью, расположенной по периферии осевого органа, на границе с первичной корой. Лубяные волокна, возникшие в перицикле, называют первичными . Есть и вторичные лубяные волокна. Они возникают в результате деятельности другой образовательной ткани - камбия. В стеблях конопли, кроме первичных лубяных волокон, образуются и вторичные. То же наблюдается у кенафа, канатника, кендыря, рами - южных текстильных лубо-волокнистых растений. У льна и подсолнечника лубяные волокна только первичные.

Вторичные лубяные волокна травянистых растений обычно развиты значительно слабее первичных. У конопли, например, вторичные лубяные волокна, по сравнению с первичными, имеют более мелкий просвет и одревесневшие оболочки, оболочки же первичных лубяных волокон многих сортов конопли остаются неодревесневшими или одревесневают весьма слабо. Текстильное значение имеют только первичные волокна и не только у конопли, но и у других, произрастающих в умеренном климатическом поясе травянистых текстильных растений. Вторичные лубяные волокна у этих растений наиболее обильно образуются лишь в базальной части стебля. Чем выше вдоль по стеблю, тем меньше развивается вторичных лубяных волокон; примерно на половине длины стебля они уже не образуются.

У древесных растений, наоборот, наиболее обильно развиты вторичные лубяные волокна. Первичные лубяные волокна, если и образуются, то лишь на ранней стадии развития, когда еще функционирует перицикл. Вторичные лубяные волокна в отличие от первичных, по-видимому, у всех древесных растений имеют одревесневшие оболочки. Примером вторичных лубяных волокон могут служить волокна липы, составляющие прочную основу так называемого лыка. Вторичные лубяные волокна никогда не достигают такой длины, как первичные.

Прочность лубяных волокон, особенно первичных, общеизвестна. Недаром из них выделывают различные ткани, канаты и пр. Волокна некоторых растений не уступают по прочности стали, далеко оставляя ее за собой по эластичности. Разумеется, колебания в прочности среди лубяных волокон тоже значительны и зависят от многих условий (степени одревеснения оболочек, влажности и пр.).

Больше всего лубяных волокон развивается в стеблях, в корнях их значительно меньше, часто не бывает совсем. У некоторых растений, преимущественно у однодольных (юкки, драцены, некоторые пальмы и пр.), хорошо развитые лубяные волокна встречаются в листьях. Есть лубяные волокна и в плодах различных типов (бобах, коробочках и др.).

Волокна, находящиеся в древесной части стебля, называются либриформом . Если лубяные волокна представляют собой самые толстостенные элементы коры, то ткань либриформа состоит из самых толстостенных анатомических элементов древесины. В основе своего строения либриформ сходен с лубяными волокнами и назначение его, по-видимому, такое же. Волокна либриформа значительно короче лубяных волокон (не больше 2 мм). Оболочки клеток либриформа всегда одревесневшие, снабжены простыми порами со щелевидными очертаниями. Так же, как и у лубяных волокон, имеющих простые поры, поры либриформа расположены по спирали. У некоторых растений (виноград) полость волокон либриформа, подобно полости лубяных волокон, перегорожена тонкими перегородками, не разделяющими, однако, окончательно самой клетки. Такие волокна либриформа, так же как и лубяные, называют перегородчатыми .

По своей структуре и внешнему виду клетки либриформа иногда представляют собой переход к другим типам тканей. Они могут быть очень короткими, приближаясь по форме к паренхиме. Оболочки таких клеток имеют простые поры, их протопласт долго остается живым, в них периодически накопляется крахмал. Но есть клетки либриформа, приближающиеся к водопроводящим элементам - трахеидам и сосудам. Оболочки таких клеток имеют окаймленные поры, протопласт в них скоро разрушается. Вообще тип либриформа не столь отчетлив, как тип лубяных волокон.

Либриформ также весьма распространен среди высших растений, как и лубяные волокна (твердый луб). У лиственных деревьев либриформ иногда занимает значительную часть древесины, в особенности в тех массивах ее, которые образовались во вторую половину вегетационного периода.

На примере либриформа особенно отчетливо выявляется общераспространенный принцип, обнаруживаемый при рассмотрении почти каждого анатомического элемента в растении, - принцип разнообразия функций, выполняемых той или другой клеткой или тканью. Либриформ наряду с основной функцией выполняет еще функции хранилища запасов и проведения воды. В соответствии с этим внешний вид и самая структура клеток либриформа не вполне устойчивы: в ряде случаев есть немало переходных форм, имеющих черты, характерные уже для других анатомических элементов.

Склереиды представляют собой клетки самой разнообразной формы, толстостенные, одревесневшие, не слишком большой длины или чаще паренхимные. Они встречаются в различных органах растений: плодах, листьях, стеблях. Наиболее типичным образцом склереид могут служить каменистые клетки, представляющие собой пример опорных элементов. В плодах груши и айвы каменистые клетки выполняют роль опоры для сочной мякоти зрелого плода. Каменистые клетки обычно паренхимные. Более вытянутые элементы встречаются в плодоножках. Твердые оболочки различных орехов, пергаментный слой в бобах также состоят из склереид. Нередко группы таких клеток способствуют раскрыванию плодов, разрыву более тонких стенок.

Иногда вытянутые склереиды ветвятся. Ветвистые склереиды чаще всего размещены одиночно и относительно велики. Неветвистые склереиды собраны группами, образуя подобие простой ткани. Нечто сходное происходит и с либриформом. Чаще всего клетки либриформа собраны группами, но нередко маленькие группы клеток либриформа или даже отдельные клетки перемежаются с клетками другого характера.

Такие ткани, состоящие из разнообразных анатомических элементов, можно назвать смешанными.

Механические ткани в каждом органе сконцентрированы таким образом, что обусловливают прочность на разрыв или изгиб в определенном направлении. В стебле, подвергающемся преимущественно изгибу, механические ткани расположены по периферии, что особенно ясно выражено у травянистых растений.

В корнях, подвергающихся преимущественно растяжению, наоборот, периферическая зона (кора) почти лишена механических элементов, и они расположены ближе к центру оси корня.

На основе анализа закономерностей в распределении механических тканей в растениях некоторые исследователи разработали ряд схем конструкций органов растений с использованием строительно-механических принципов. Следует, однако, признать, что строительно-механический принцип объясняет лишь одну сторону функционирования системы механических тканей.

Дело в том, что механические анатомические элементы редко выполняют только механические функции. Только с этих позиций трудно объяснить, например, значение незначительного по толщине кольца лубяных волокон в древесном стволе с его солидной древесиной и притом нередко весьма прочной.

Структура и функции каждого органа сложны и разнообразны, в силу чего с помощью чисто механических схем нельзя выяснить закономерности в организации структуры растений, тем более что между различными анатомическими элементами существует ряд промежуточных форм. Структура пластична. В живом организме структура - процесс.

По сравнению с колленхимой склеренхимные волокна отличаются большей упругостью , равной 15-20 кг/мм², тогда как у колленхимы она составляет не более 10-12 кг/мм². Наличие склеренхимы даёт возможность органам растения противостоять нагрузкам, которые возникают в результате изгиба или под воздействием массы самого растения.

Разновидности

Разделение по происхождению

По происхождению различают первичную и вторичную склеренхиму.

• Первичная - дифференцируется из клеток основной меристемы апексов , прокамбиальных пучков или из перициклических волокон.
• Вторичная - формируется камбием .

Разделение по расположению

В зависимости от расположения в теле растения и функциональных особенностей волокна склеренхимы разделяют на две группы:

• древесинные волокна,
• лубяные волокна.

Древесинные волокна

Древесинные (ксилемные) волокна, или либриформ, входят в состав проводящей ткани ксилемы. Формируются камбием . Одревесневшие оболочки этой ткани снабжены простыми порами с щелевидными очертаниями. Либриформ называют многофункциональной тканью, что связано с изменчивостью морфоструктуры волокон. Встречаются переходные элементы между клетками либриформа и водопроводящими элементами, в этом случае клетки либриформа принимают участие в транспортировке воды. Также наблюдаются переходные формы между клетками либриформа и древесинной паренхимой, тогда клетки волокон сохраняют живое содержимое, в таких клетках запасаются крахмал и другие органические вещества. В эволюционном плане волокна либриформа произошли из элементов ксилемы (трахеид), в которых функция проведения воды сочетается с опорной функцией. Волокна либриформа значительно короче лубяных волокон (не более 2 мм).

Клетки либриформа очень прочны, но почти неэластичны. Главная его функция - опора для водопроводящих элементов и для всего растения. Этот тип склеренхимы широко распространён среди высших растений. У лиственных деревьев либриформ занимает значительную часть древесины, особенно в тех её массивах, которые сформировались во второй половине вегетационного периода . Иногда склеренхима формируется перициклом, и в этом случае волокна называют перициклическими. Они долго сохраняют целлюлозные стенки, редко одревесневают.

Лубяные волокна

Расположены обычно в коровой части осевого органа, во флоэме , они встречаются в коре стебля и корня , а также в листовых черешках и пластинках, в цветоножках , плодоножках , реже плодах. Чаще они формируются в стеблях травянистых растений, но у многих пальм образуются в листьях. Клетки лубяных волокон длинные, толстостенные. Длина их колеблется от 40 до 60 мм, у китайской крапивы рами от 350 до 500 мм. В целом волокна насыщены цитоплазмой , в ней содержатся единичные мелкие хлоропласты , часто с крахмальными зёрнами. Число митохондрий значительно больше, чем хлоропластов. Характерная черта молодых волокон - высокоактивный Аппарат Гольджи . У сформировавшихся лубяных волокон протопласт чаще всего отмирает и полость клетки совершенно исчезает.

За счёт интрузивного роста лубяных волокон создаётся исключительная прочность ткани, которая повышается благодаря спиральным расположениям микрофибрилл оболочки. Обычно лубяные волокна составляют простую ткань, располагаясь либо более или менее широким поясом, либо отдельными группами, образующими вместе с проводящими тканями сосудисто-волокнистые пучки. У некоторых растений лубяные волокна вкраплены в лубяную паренхиму.

По происхождению лубяные волокна бывают:

• Первичные - образуются перициклом
• Вторичные - образуются камбием

У травянистых двудольных растений преобладают первичные волокна, у древесных - вторичные. Вторичные лубяные волокна намного короче первичных и чаще одревесневают. Крайне редко лубяные волокна развиваются у голосеменных.

Использование

Свойства лубяных волокон (прочность, исключительная эластичность, большая длина волокна, отсутствие одревеснения) очень ценны для текстильной промышленности . Особый интерес представляют такие растения, как