ЭСБЕ/Шелк, в химии

Материал из Викитеки — свободной библиотеки
Перейти к навигации Перейти к поиску

Шелк, в химии
Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
Brockhaus Lexikon.jpg Словник: Чугуев — Шен. Источник: т. XXXIX (1903): Чугуев — Шен, с. 426—429 ( скан · индекс ) • Другие источники: МЭСБЕ : НЭСГ


Шелк (хим.) резко отличается от всех других волокнистых веществ тем, что он не имеет организованной структуры, что в сущности находится в соответствии с тем, что Ш. в сущности представляет затвердевшую жидкость, вытекающую из двух желез, расположенных в передней части головы гусеницы. Ш.-сырец имеет вид совершенно однородной нити желтого или бледно-желтого цвета. Длина ее достигает до 380 саженей, а диаметр колеблется в пределах от 0,01 до 0,02 мм. В сечении нить Ш.-сырца представляется под микроскопом двумя соединенными между собой по длине нитями. Это легко обнаруживается при отварке сырца с мыльным раствором, когда он распадается на два отдельных волокна, из которых каждое представляет лишенную структуры прозрачную цилиндрическую нить. Из физических свойств Ш., с которыми всего больше приходится считаться в практике, наибольшее значение имеют: блеск, крепость, эластичность и гигроскопичность, или способность поглощать большие количества воды, не изменяя внешнего вида. В отношении блеска Ш. не имеет соперников среди естественных волокнистых веществ; искусственный Ш., впрочем, нередко значительно превышает его в этом отношении. Что касается до крепости и эластичности, то Ш.-сырец обладает большими крепостью и эластичностью, чем Ш. вареный. При отварке или выхаживании Ш. (см.) крепость его понижается почти на 30%, а эластичность даже на 45%. По данным Виньона, удельный вес Ш.-сырца равен 1,33, а удельный вес вареного Ш. — 1,34, теплота сгорания Ш. равна 4979,6 калорий. Ш. способен вытягиваться до одной пятой или одной седьмой своей длины, не обрываясь. Весьма важное значение в торговле Ш. имеет гигроскопичность его, т. е. способность поглощать из воздуха большие количества влаги, не изменяя или только в незначительной степени изменяя свой внешний вид. Поэтому, при продаже и покупке Ш. всегда производится проверка содержания в нем воды, или так называемое «кондиционирование» (см.). Что касается до химического состава Ш., то Ш. не представляет однородного вещества, а состоит из двух концентрических слоев, из которых внутренний представляет шелковое вещество собственно, так называемый «фиброин», а наружный слой — шелковый клей или «сероцин». По химическому составу фиброин отвечает формуле C15H23N5O6, а сероцин C15H25N5O8. Как видно, элементарный состав этих двух веществ весьма между собой близок и их взаимное отношение может быть выражено следующим уравнением: C15H25N5O8=C15H25N5O6+H2O+O. Таким образом, можно думать, что шелковичный червь выпускает только одно вещество — фиброин, но этот последний под влиянием влаги и кислорода воздуха изменяется затем таким образом, что превращается в сероцин. Хотя ближайшее химическое строение Ш. и неизвестно, тем не менее все же он, подобно шерсти, отвечает по своим реакциям амидокислоте. Что касается до сероцина, то последний представляет типичное клеевое вещество. 1% раствор его уже желатинизируется при охлаждении. Из водного раствора он осаждается винным спиртом, таннином и многими солями. Легко растворим в горячей воде и мыльных растворах. Красящее вещество естественного Ш. скопляется в наружном слое сероцине. По данным Дюбуа, красящее вещество Ш. представляет смесь нескольких красящих веществ, в числе которых находится и каротин. По другим данным, главную массу красящего вещества Ш. представляет хлорофилл; из зеленоватых коконов хлорофилл легко извлекается экстракцией. Очень редко попадаются сорта Ш. с красноватым оттенком. Под микроскопом отдельные нити Ш. представляются прозрачными цилиндрами без всякой структуры. При нагревании Ш. начинает буреть уже при температуре немного выше 150° Ц., а при 235° Ц. начинается уже обугливание. По отношению к воде фиброин Ш. при обыкновенной температуре оказывается весьма стойким; при нагревании же в запаянной трубке до 170° Ц. он растворяется, образуя прозрачную густую жидкость. По отношению к различными реагентам Ш. относится как и большинство белковых веществ. Крепкая соляная и серная кислоты при более продолжительном воздействий растворяют Ш.; под влиянием крепкой азотной кислоты он сперва окрашивается в красивый желтый цвет, а при дальнейшем воздействии тоже получается желтый раствор. Эта реакция применяется в красильной технике для окрашивания в желтый цвет преимущественно фуляров и носит название «мандаринажа» (см.). По всей видимости, эта общая всем белковым веществам реакция представляет в сущности нитрацию их, причем свободное сродство белковых веществ насыщается группами нитро и нитрозо. В этом, по крайней мере, с несомненностью убеждает, как это имел случай проверить автор для шерсти, весьма значительное уменьшение йодного числа шерсти после обработки ее азотной и азотистой кислотой на холоде. Слабые растворы кислот действуют на Ш. очень благоприятно. Таким путем повышается их способность к окрашиванию и вместе с тем Ш. приобретает совершенно своеобразное шуршание («craquant»), которое весьма ценится потребителями. Это шуршание достигается пропусканием шелковой ткани через слабые растворы серной, уксусной или виннокаменной кислот и затем непосредственным просушиванием ее без промывки. Ш. сравнительно легко при нагревании растворяется также в кристаллической уксусной, щавелевой и лимонной кислотах; такого рода растворы прежде употреблялись для так называемой «анимализации» растительных волокон, с целью повысить их способность к окрашиванию. Сернистая кислота легко разрушает пигмент Ш. и потому в значительных количествах употребляется для беления Ш. Едкие щелочи средней крепости быстро разрушают Ш., причем в растворе получается целый ряд продуктов распадения его. С другой стороны, представляется весьма интересным, что как очень слабые, так и очень крепкие растворы не оказывают заметного действия на Ш., в особенности при температурах близких к 0°; этим фактом в последнее время пользуются при мерсеризации смешанных хлопчатобумажных и шелковых тканей. Мыло само по себе не оказывает вредного влияния на Ш., но только в том случае, если оно не содержит свободной едкой щелочи. Отварка с мылом и применяется в технике для отделения шелкового клея или сероцина (см. Выхаживание). Аммиак и углекислые щелочи даже в крепких растворах на холоде не имеют заметного действия на Ш. Из окислителей хлор и хлорноватистые соли оказывают своеобразное воздействие на Ш. на холоде в очень разбавленных растворах. Таким путем, именно, в очень значительной степени повышается способность Ш. поглощать различные пигменты; крепкие же растворы, в особенности при повышенной температуре, быстро разрушают Ш. Хромовые соли кислые в крепких растворах и свободная хромовая кислота окисляют и ослабляют шелковое волокно. В крепких растворах подобное же вредное влияние оказывает и марганцово-калиевая соль, но в слабых растворах она иногда применяется для беления Ш., наряду с сернистой кислотой и перекисью водорода. К солям Ш. относится аналогично шерсти и легко разлагает растворы некоторых средних солей, фиксируя на себе гидраты или основные соли. Способность эта в нем даже еще более резко выражена, чем в шерсти, так как такое разлагающее действие Ш. оказывает уже на холоде, тогда как при обработке шерсти необходимо некоторое нагревание. Ш. также легко и быстро поглощает значительные количества таннина, почти до 15% своего веса, причем поглощение в горячих растворах идет совершеннее, чем в холодных. Однако обработанный таннином Ш. не только не легче соединяется с пигментами, но в полную противоположность хлопку даже значительно хуже, как бы теряет свое сродство с ним. Этим иногда пользуются при окрашивании смешанных тканей. Так, если смешанную шелковую и хлопчатобумажную ткань окрашивать без всякой подготовки раствором какого-нибудь анилинового пигмента, то, конечно, окрасятся только шелковые волокна, а хлопок после промывки слиняет и волокна останутся белыми. Затем ткань помещается в раствор таннина, причем уже хлопок приобретает способность фиксировать анилиновые пигменты, а Ш., наоборот, в очень значительной степени теряет ее. Если после этой подготовки окрашивать ткань в растворе какого-нибудь другого анилинового пигмента другого цвета, то хлопчатобумажные волокна окрасятся при этом, а шелковые останутся неизменно окрашенными в первоначально нанесенный на них цвет. Ш. растворяется как в глицериновом, так и в аммиачном растворе окиси меди, а также и в аммиачном растворе окиси никеля. Его легко растворяют также концентрированный раствор хлористого цинка и водный раствор смесей медного купороса, глицерина и едкого натра. Из крепкого раствора хлористого цинка Ш. не выпадает даже при разбавлении этого раствора слабой соляной кислотой. Подвергая получающуюся при этом жидкость диализу, хлористый цинк и соляная кислота легко могут быть отделены; при этом остается водный раствор Ш., который по испарении дает ломкую смолообразную массу, которая вновь уже в воде не растворяется. Так как ни хлопок, ни шерсть не растворяются в смеси водных растворов медного купороса, глицерина и едкого натра, то этот раствор употребляется для отделения и отличия Ш. от указанных выше волокон. Наиболее подходящий для этой цели раствор приготовляется, растворяя 16 грамм медного купороса в 150 куб. см воды, прибавляя к этому раствору 8—10 грамм глицерина и затем едкого натра до тех пор, пока не получится вполне прозрачный раствор. Ш. обладает резко выраженным сродством к пигментам; большая часть пигментов окрашивает его в прочный цвет, без содействия каких бы то ни было протрав. По сравнению с шерстью его способность к окрашиванию значительно сильнее, в особенности на холоде. Существует целый ряд красок, которые окрашивают шерсть в прочный цвет только при нагревании и которые в тех же самых условиях концентрации дают полные и сытые оттенки цвета при выкрашивании Ш. уже на холоде. Микроскопическое исследование окрашенных шелковых тканей указывает, что пигмент пропитывает саму толщу ткани, т. е. фиброин как бы растворяет пигмент или вступает с ним в тесное химическое соединение.

Наряду с Ш. культивируемых шелковичных червей, в довольно значительных количествах употребляется также и Ш. диких червей, который по своему строению и химическим свойствам довольно значительно отличается от культурного Ш. Наиболее распространенные сорта дикого Ш.: тусса, муга и эриа. Тусса представляет один из наиболее распространенных сортов и уже целые тысячелетия употребляется в Индии. Волокна тусса отличаются значительно больше толщиной и крепостью по сравнению с культурным Ш. Вместе с тем в отличие от него каждая двойная нить сырца при отварке с мылом распадается не на два волоконца, как это имеет место при отварке культурного Ш.-сырца, а на шесть или на восемь. Под микроскопом тусса представляет некоторую аналогию с хлопком, так как подобно последнему имеет вид плоской и скрученной трубочки. Другое тоже весьма существенное отличие сортов дикого Ш. состоит в том, что волокна содержат очень значительное количество золы, доходящее в туссе до 5%. Вместе с тем этот сорт Ш. значительно более стоек как по отношению к кислотам, так и по отношению к щелочам. Так, 10% раствор едкого натра, который легко растворяет обыкновенный Ш., почти не оказывает на холоде никакого заметного влияния на тусс. Точно так же Ш. этот значительно труднее растворяется в растворе хлористого цинка. Ш. муга получается из Ассама. Червь питается листьями мангрового дерева и дает коконы, окрашенные в интенсивный золотисто-желтый цвет. Ш. ямамаи более приближается к обыкновенному Ш., чем другие сорта дикого Ш. Этот сорт находится в Японии. Прежде Ш. ямамаи поступал в исключительную собственность японского микадо и вывоз яичек этого червя был строго воспрещен. В настоящее время этот сорт Ш. разводится также и в Европе, а именно во Франции. Биссус или морской Ш. выделяется некоторыми моллюсками; преимущественно Pinna nobilis и Pinna radis, водящимися в Средиземном море, но в наибольших количествах сосредоточивающихся на Корсике и Сардинии. Выделяемыми нитями животные прикрепляют себя к скалам. Эти нити окрашены в желто-бурый цвет, очень эластичны и прочны. Диаметр волокон не превышает 0,013—0,055 мм. От обыкновенного Ш. волокна отличаются большей устойчивостью по отношению в щелочам, кислотам и раствору окиси меди в аммиаке, в котором они не растворяются, а только набухают. Точно так же от настоящего Ш. биссус отличается своей выдающейся прочностью по отношению к кислотам и щелочам. По составу биссус несомненно относится к протеиновым веществам и содержит до 12—13% азота.

А. Лидов.