Les matériaux des vêtements Rébécca Miousse-Boudreau (111 073 452)

Table des matières L’introduction Les matières naturelles Les matières artificielles Les matières synthétiques Les teintures L’enseignement au secondaire La conclusion

Les vêtements Vêtement : «Ce qui couvre, pare, protège le corps» (Le Petit Robert 2014)  Fonctions : protection, pudeur et exhibition  Classes et significations sociales

Le textile Textile : «Susceptible d’être tissé ; d’être divisé en fils que l’on peut tisser» (Le Petit Robert 2014)  Classifications selon l’origine: Les matières naturelles (coton, laine, etc.) Les matières artificielles (viscose, etc.) Les matières synthétiques (nylon, acrylique, etc.)

L’industrie du textile En général: 1. Transformation de fibres en fils La filature, le guipage, le moulinage et la texturation 2. Tissage et tricotage 3. Ajout de couleurs (teintures et impressions) et de propriétés chimiques

L’industrie du textile En général : Les pays en développement sont exportateurs Les pays développés sont importateurs L’importance de la Chine

Les matières naturelles Elles sont d’origine animale ou végétale. Exemples: Le coton La laine Le lin La soie

Les matières naturelles

Le coton Généralités: Provient du cotonnier Fibre naturelle la plus produite Environ la moitié de la consommation de fibres textiles Production et importation: Chine Exportation: États-Unis

Le coton

Le coton Qualités: Pouvoir absorbant moyen (environ 8,5%) Pour le rendre hydrophile, il faut enlever la cire qui le recouvre. Pouvoir isolant moyen Caractéristique améliorée lorsque le coton est gratté. Exemple: intérieur des cotons ouatés

Le coton Qualités: Peu couteux Possibilité de l’aseptiser en plus d’être hypoallergique vêtements pour bébés Souple Facile d’entretien Agréable à porter Résistance à la traction moyenne (2800 à 8400 kg/cm2) Ténacité (σ) moyenne (26,5 à 44,1 cN/tex)

Le coton Défauts: Peut rétrécir avec le temps Teintures palissent avec le temps Sensible à l'humidité  Facile à déchirer (faible élasticité) Pourcentage d’allongement à la rupture faible (5-10%) Froisse facilement

Le coton La structure de la fibre: Membrane primaire externe de 0,1 μm d’épaisseur (cellulose, de cires, de lipides et de pectines) Membrane secondaire interne de 0,4 μm d’épaisseur (trois couches cellulosiques) Lumen : canal composé de constituants cellulaires.

Le coton Les constituants cellulaires : La cellulose : 95,0% Les protéines: 1,6% Les cires: 0,9% Les sucres physiologiques: 0,3% Autres: 2,2%

Le coton Caractéristiques physiques: La longueur La finesse La maturité La ténacité La couleur et la réflectance La charge en impuretés Etc.

Le coton Caractéristiques chimiques: Cellulose Structure en forme de ruban Brunit à partir de 150°C et se décompose à plus de 200°C Brûle comme le papier

Le coton Exemples de coton: La dentelle Le jeans La ouate Le jersey Etc.

La laine Matériau d'origine animale Fibres de kératine Doux Excellent isolant thermique (conductivité thermique de 0,035 à 0,050 W/m.K) Régulateur d'hygrométrie Ténacité faible (8,8 à 15,0 cN/tex)

La laine Résistance à la traction moyenne (1190 à 2030 kg/cm2) Élastique, mais ne reprend pas sa forme originale (Pourcentage d’allongement à la rupture de 25 à 35%)

Le lin La plante Linum usitatissimum L Anallergique et résiste à la lumière Propriété élastique, mais pourcentage d’allongement à la rupture faible (1,8%) Régulateur thermique (isole l’hiver et respire l’été) Ténacité forte (plus que le coton): 57.4 cN/tex

Le lin

La soie Cocon produit par la chenille du bombyx du mûrier (chenille à soie) Polymère d’acides aminés la protéine fibroïne Doux Plus élastique que le coton, mais moins que la laine Ténacité moyenne (30,9 à 44,1 cN/tex) Pourcentage d’allongement à la rupture moyen (20 à 25%)

La soie

Les matières artificielles Transformation de fibres naturelles (souvent la cellulose) Exemple : viscose (rayonne) Propriétés semblables à celles du coton (peu élastiques, froissables) Différences: excellent pouvoir absorbant et ne feutrent pas Structure chimique semblable à celle du coton Moins bonne qualité que le coton

La viscose (rayonne) Brillance similaire à la soie Ténacité moyenne: 18 à 23 cN/tex Résistance à la traction moyenne (2109 à 3241 kg/cm2) Pourcentage d’allongement à la rupture moyen (17 à 25%), mais élasticité pire que celle du coton.

Les matières synthétiques Synthèse de composés chimiques (hydrocarbures ou amidon) Mélanger avec des fibres naturelles diminuer les coûts + avantages des fibres naturelles Exemples: Polyester: dacron (tergal) Polyamide: kevlar et nylon Acrylique Élasthanne

Polyester Généralités: Polymère textile Représente 70% des fibres synthétiques textiles Chaîne carbonée linéaire ou un peu ramifiée (selon son mode de fabrication) Ténacité forte (35,3 à 44,1 cN/tex) Résistance à la traction forte (4 900 à 5 950 kg/cm2) Pourcentage d’allongement à la rupture moyen (15 à 30%)

Polyester Qualités: Ne se froisse pas Infeutrable Bonne élasticité Excellente résistance à la traction et aux frottements Excellente résistance aux UV  Excellente résistance aux attaques chimiques, aux micro- organismes et aux insectes

Polyester Qualités: Résiste bien à la chaleur Pas altéré par l'usage, le lavage ou le vieillissement Défauts: Peu absorbant (environ 1%) difficile à teindre

Polyester Propriétés chimiques: Fond à 260°C, mais ramollit à partir de 220°C Brûle difficilement (petite boule noire et dure) Exemple d’une utilisation courante: Jeans pour fille : 99 % coton et 1 % élasthanne versus 67 % coton, 22 % polyester, 10 % rayonne et 1 % élasthanne

Polyester Synthèse: 1. Estérification de l’acide téréphtalique et de l’éthylène glycol à l’aide d’un catalyseur et d’un adjuvant 2. Produit transformé en granulés 3. Les granulés sont fondus et la pâte est envoyée à travers une filière 4. De longs filaments très fins sont mis ensemble -> fils 5. Ajout de propriétés particulières (ennoblissement)

Polyester

Dacron et Tergal Fibres de polyester Obtenus par condensation de l'acide téréphtalique et de l’éthylène glycol Polyesters de qualité Étoffes d'aspect soyeux, résistantes et infroissables Utilisation pour les habits des pompiers et des astronautes

Polyamide Polymère avec des fonctions amides Polycondensation de fonctions acides carboxyliques et amines Structures semi-cristallines Point de fusion augmente avec la concentration d’amide Sensible à l’humidité à cause des groupes polaires

Kevlar Poly(p-phénylènetéréphtalamide) (PPD-T) Polymère thermoplastique avec des noyaux aromatiques (benzènes) séparés par des groupes amides Famille des aramides Utilisation: équipements sportifs, protections balistiques (gilets pare-balles), vêtements des cracheurs de feu, etc. Ténacité forte (38 à 190 cN/tex) Pourcentage d’allongement à la rupture très variable (3 à 30%)

Kevlar Forte résistance à la traction (3 100 MPa) Module d’élasticité moyen (70 à 125 GPa) Comparaison avec la fibre de carbone: résistance à la traction de 7 000 MPa et module d’élasticité de 520 GPa Liaisons hydrogènes entre les chaînes grande rigidité Densité des fibres de carbone > densité kevlar > densité de l’acier https://www.youtube.com/watch?v=CDfehw6LIR0

Nylon Thermoplastique de la famille des polyamides Faible pouvoir absorbant tissu qui sèche rapidement Fil plat non texturé : blouses, tabliers, imperméables, etc. Fil texturé : bas, collants, chaussettes, maillots de bain, etc. Ténacité forte (40,6 à 51,2 cN/tex) Résistance à la traction forte: 4 550 à 5 950 kg/cm2 Pourcentage d’allongement à la rupture moyen (26-32%)

Acrylique Polymérisation de l’acrylonitrile (CH2=CH-CN) Doux, soyeux, infeutrable, léger et infroissable Ne nécessite pas de repassage et sèche vite Bon isolant thermique Ténacité forte (35,3 à 36,2 cN/tex) Forte résistance à la traction (3500 à 5250 kg/cm2) Pourcentage d’allongement à la rupture moyen (30 à 36%)

Élasthanne Excellente élasticité (pourcentage d’allongement à la rupture: 600 %)  Retour à la forme originale après étirement  Toujours combiné à un autre matériau textile Séchage rapide

Élasthanne Vêtements sportifs : maillots de bain, collants de danse, combinaisons de ski, shorts des cyclistes, gants, etc. Vêtements moulants: chaussettes, sous-vêtements, pulls, pantalons, etc. Habits de grossesse

Les teintures Colorants pour matières naturelles: colorants acides, colorants à mordants, colorants réactifs, colorants de cuves, colorants métallifères, colorants basiques, colorants directs, etc. Colorants pour matières artificielles: colorants directs, colorants réactifs, colorant au soufre, colorants indigo, colorants de cuves, colorants leuco-dérivés des colorants de cuves, les naphtols, etc. Colorants pour matières synthétiques: colorants cationiques et dispersés pour fibres acryliques et fibres polyesters et colorants acides, métallifères dispersés pour les polyamides

Les teintures Plusieurs opérations préparatoires à la teinture Les différentes opérations de teinture: Par empaquetage : bourres et écheveaux  Par pulvérisation d'une solution de colorant Par points de contact  Par épuisement avec des machines à écheveaux à l'air libre ou en armoires  Par épuisement avec des machines pour bobines

Les teintures Dans des barques à palettes (panneaux) Par pulvérisation et vaporisage (bas nylon) Dans des machines à tambours (machines à laver industrielles) (vêtements)  Dans des barques à tourniquets (tricots) Plusieurs opérations de finissage ou spécifiques à la matière utilisée

Les teintures Produits utilisés pour teindre: Nonylphénol Acides: Acide acétique, acide chlorydrique, etc. Bases: soude caustique, carbonate de sodium, etc. Sels: Sulfate de sodium et sulfate d’ammonium, etc. Agents oxydants: peroxyde d’hydrogène, bromite de sodium (eau de javel), etc. Agents réducteurs: hydrosulfite de sodium, glucose, etc.   Des adjuvants et de l’eau sont aussi nécessaires

Enseignement au secondaire Principalement: Chimie: recherche sur les éléments chimiques qui composent un matériau textile (la structure de la matière, propriétés chimiques caractéristiques, propriétés physiques caractéristiques, propriétés des solutions, la nature des liaisons chimiques, etc.) Conscientisation écologique Les teintures : acidité/basicité et pH Possibilité de faire de l’intégration avec d’autres matières (exemple: évolution des vêtements et des matériaux des vêtements en histoire, costumes traditionnels selon la région du monde en géographie, etc.)

Conclusion Possibilité d’approfondir tous les sujets abordés et d’autres encore Textiles écologiques Textiles intelligents Étiquettes

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