Долгие столетия люди использовали при производстве ткани те волокна, которые им давала природа – волокна диких растений, шерсть животных, волокна льна и конопли. С развитием земледелия люди начали выращивать хлопчатник, дающий хорошее и прочное волокно.

Но природное сырье имеет свои недостатки. Натуральные волокна, например, слишком коротки, недостаточно прочны, требуют сложной технологической обработки. И люди стали искать сырье из которого можно было бы дешевым способом получать ткань теплую, как шерсть, легкую и красивую, как шелк, дешевую и прочную, как хлопок.

Натуральный шелк был очень дорогим материалом.

Долгие месяцы странствовали тюки китайского шелка по караванным путям Средней Азии и Ближнего Востока, прежде чем попадали в Европу. И чем дольше они путешествовали, тем дороже стоили (рис. 1).

Попытки найти замену натуральному шелку делались с давних времен.

Прототипом процесса получения химических нитей послужил процесс образования шелкопрядом нити при завивке кокона (рис. 2).

Существовавшая в 80-х годах 19 столетия гипотеза о том, что шелкопряд выдавливает волокнообразующую жидкость через шелкоотделительные железы и таким образом прядет нить, легла в основу технологических процессов формирования химических нитей.

Впервые предложение о возможности получения искусственных шелкоподобных нитей, аналогичных натуральному шелку, высказал выдающийся английский физик Роберт Гук (рис.3), законы которого положили начало науке о сопротивлении материалов.

Роберт Гук опубликовал трактат, в котором логически подошел к проблеме получения искусственного шелка. Гук писал (рис. 4):

Ученый предположил, что получать искусственные волокна можно из отходов белковых веществ взамен натурального шелка.

Позднее, в 1734 г., французский естествоиспытатель Рене Антуан Реомюр (рис. 5) пытался воспроизвести процесс выделения гусеницей шелкопряда шелковой нити и получить волокно, но составу и свойствам аналогичное натуральному шёлку.

Он считал, что шёлк – это не что иное, как жидкая смола, которую высушили, и высказал предположение, что искусственный шёлк можно получать из различных смол.

Но невысокий уровень развития химии в то время не позволил ученым решить задачу по созданию искусственных волокон.

С момента опубликования логических выкладок Роберта Гука до получения первой нити химическим путем прошло почти два столетия. Попытки технического осуществления этих идей начались только в середине ХIХ века.

Сначала для производства искусственных волокон использовали только природное сырье. И лишь в 80-х годах ХIХ в. учёные установили, что хлопок состоит из целлюлозы (рис. 6)— то есть из того же вещества, что и бумага, которую получают из древесины. Ученые поняли, что древесина вполне может быть сырьем для получения волокон. Это было открытие, которое помогло создать искусственные волокна.

В 1853 г. первый патент на производство искусственного шёлка был получен англичанином Джорджем Аудемарсом (рис. 7).

Он предложил формовать бесконечные тонкие нити из раствора нитроцеллюлозы в смеси спирта и эфира.

Его метод оказался непрактичным из-за длительного процесса, который потребовался, чтобы изготовить ткань. Кроме этого полученный продукт легко воспламенялся, что было опасным.

Следующим был патент, выданный в 1857 г. Эдварду Джозефу Хьюзу из Манчестера. Он предлагал получать волокно из смеси жира, клея, муки, масла, желатина и целлюлозы. Однако практически его идею воплотить в жизнь не удалось.

В конце ХIХ в. промышленное производство искусственных волокон было организовано во Франции — в Безансоне.

При продавливании раствора нитроцеллюлозы через тончайшие отверстия, растворитель почти сразу же испарялся. Из полученных волокон можно было ткать материал, который своим блеском напоминал шелк.

В 1884 г. молодой французский химик граф Шардоннэ запатентовал полученный им искусственный шёлк и основал компанию по его производству. Шардоннэ назвал эту ткань "рейон" — излучающая свет, так как ткань блестела и казалось, что она излучает свет. В качестве исходного материала использован волокна шелковицы и хлопка.

Одна беда: искусственный шелк, поначалу восторженно принятый, на поверку никуда не годился. Платья из него были весьма непрочны и к тому же легко воспламенялись от малейшей искры. На рисунке 8 показано, как нитроцеллюлозу можно поджечь прямо на руке, и она мгновенно сгорит.

Текстильные журналы того времени опубликовали ряд статей с предостережениями о последствиях использования одежды из искусственных волокон.

Французское правительство вынуждено было закрыть компанию, но Шардоннэ продолжил работы по усовершенствованию технологии своего производства.

И уже в 1889 г. на Всемирной выставке в Париже ученый представил новые образцы пряжи и тканей промышленного производства.

В 1891 г. граф Шардоннэ в г. Безансон организовал выпуск искусственных нитей в производственном масштабе. С этого времени началось быстрое развитие производства химического волокон.

В конце ХIХ в. химики предложили еще один способ приготовления "шелкового сиропа" из целлюлозы. Целлюлозу растворяли в реактиве Швейцера, образующемся при взаимодействии гидроксида меди и аммиака (рис. 10).

Реактив назван в честь Эдуарда Швейцера, обнаружившего способность этого реактива растворять целлюлозу. Сначала целлюлозу растворяют в аммиачном растворе гидроксида меди, затем из этого раствора получают нитку, продавливая раствор в разбавленную серную кислоту. Волокна, полученные таким способом, называют "медно-аммиачный шелк".

В наши дни этот способ имеет лишь историческое значение. Вероятная причина – сложность технологического процесса и необходимость регенерации из растворов соединений меди, ведь медь – дорогой металл, а при высоких концентрациях – еще и токсичный.

В 1892 году английские ученые Чарльз Фредерик Кросс, Эдвард Джон Бивен и Клейтон Бидл разработали метод получения вискозы. Был выдан патент, в котором говорилось: "В качестве сырья применяется целлюлоза в какой-либо из имеющихся в растительном мире форм". Обработанная целлюлоза превращалась в вязкую массу, и от латинского слова viscosus, обозначающего вязкость, такая масса была названа вискозой.

Впоследствии оказалось, что из вискозы выходят нити, а из нитей вискозная ткань, которая в силу доступности и дешевизны целлюлозного сырья, и возможности непрерывного фабричного производства сделалась перспективным материалом для одежды.

Поначалу вискозные ткани именовались искусственным шелком (рис. 11).

К слову сказать, специалисты и сейчас называют вискозу "самым естественным из всех искусственных волокон".

Искусственные волокном, вместе с волокнами, полученными, верней, синтезируемыми на основе нефти, природного газа, то есть синтетическими, объединяются термином "химические волокна".

Кроме вискозного, в группу искусственных волокон входит и получаемое по несколько иной технологии ацетатное волокно, выпускаемое в сравнительно небольших количествах, но замечательное тем, что пропускает ультрафиолетовые лучи и незаменимо, допустим, для купальников, в которых, таким образом, загорает все тело.

Волокна, получаемые в результате химической переработки природных полимеров растительного и животного происхождения (целлюлоза, белок), называют искусственными.

Однако, в результате многолетних исследований в 30-хгодах ХХ в. были разработаны методы синтеза волокнообразующих полимеров состоящих из элементов углерода, водорода, кислорода, азота и др. Такие волокна называют синтетическими.

Население земли бурно растет, и с каждым годом ему нужно все больше и больше тканей. Зависимость эта, однако, не прямая: каждому из наших современников необходимо примерно в два раза больше текстиля, чем человеку 18 века. А в следующие 40 лет, по прогнозам специалистов, удельное потребление ткани опять вырастет не меньше чем вдвое.

Производство синтетических волокон интенсивно развивается, причем более быстрыми темпами, чем производство искусственных волокон. Это объясняется доступностью исходного сырья, меньшей трудоемкостью производственных процессов, разнообразием свойств материалов из таких волокон и их хорошим качеством.