Зміст та послідовність виконання роботи. 1. Використовуючи навчальну та методичну літературу, методичні рекомендації до виконання роботи, ознайомитись з основними видами текстильних волокон та ниток

1. Використовуючи навчальну та методичну літературу, методичні рекомендації до виконання роботи, ознайомитись з основними видами текстильних волокон та ниток, їх призначенням.

2. Вивчити схему „ Класифікації текстильних волокон і ниток”.

3. Ознайомитись по зразкам з основними видами текстильних волокон і ниток.

4. Згідно з ГОСТ 1378-70 вивчити терміни і означення, які відносяться до текстильних волокон.

5. Оформити звіт.

Матеріальне забезпечення

1. Методичні вказівки до виконання лабораторної роботи.

2. Схема „Класифікації текстильних волокон і ниток”.

3. Зразки волокон (ниток).

Зміст звіту

1. Назва та мета роботи.

2. Таблиця з класифікацією текстильних волокон.

3. Основні визначення видів текстильних волокон і ниток їх призначення.

4. Альбом зразків текстильних волокон та ниток за класифікацією.

Контрольні запитання

1. Назвати основні ознаки класифікації волокон і ниток.

2. Дати визначення волокну елементарному, комплексному, натуральному, хімічному, штучному, синтетичному.

3. Хімічний склад натурального шовку.

4. Які хімічні з’єднання є основою волокна шерсті?

5. Що є вихідною сировиною для одержання хімічних волокон?

6. Назвіть природні неорганічні волокна, їх призначення.

Рекомендована література

1. Мальцева Е.П. Лабораторный практикум по материаловедению текстильных и кожевенно-меховых материалов. – М.: Легпромиздат. – 1989.

2. Бузов Б.А. Материаловедение швейного производства. – М.: Легпромиздат. – 1986.

3. Труханова А.Т. Основи швейного виробництва. – К.: Освіта, - 1992, – 142 с.

Лабораторна робота ТМ-3

Мікроскопія натуральних текстильних волокон та ниток

Мета роботи. Освоїти методи мікроскопічного дослідження будови натуральних волокон. Вивчити особливості будови основних видів натуральних текстильних волокон.

Теоретичні відомості

Волокна рослинного походження. Основним полімером, з якого складаються природні волокна рослинного походження, є α − целюлоза, яка відноситься до класу полісахаридів. Елементарний ланцюг целюлози − С₆Н₁₀О₅. Макромолекули целюлози групуються в мікрофібрили бахромчастого типу (рис. 3.1.), з яких будуються крупні структурні утворення − фібрили.

 

Рис. 3.1. Мікрофібрили бахромчастого типу.

 

Найбільш розповсюдженими натуральними целюлозними волокнами є бавовняні та льняні волокна.

Бавовняне волокно − волокно, що покриває поверхню насіння хлопчатника. На протязі всього періоду дозрівання фібрили целюлози відкладаються на стінках волокна, утворюючи добові концентричні шари. Фібрили в окремих шарах розташовуються спірально під визначеним кутом (20 − 40°) до вісі волокна. Цей процес впливає на товщину стінок та ступінь звитості волокна, від чого залежить і якість волокна.

 

Рис. 3.2. − Еталони для оцінки зрілості бавовняних волокон порівнювальним методом

За ступінню зрілості бавовняні волокна поділяються на одинадцять груп: від 0 (незріле волокно) до 5 (максимальне зріле волокно) з інтервалом у 0,5. Найбільш придатні для виготовлення текстильних матеріалів волокна зі ступінню зрілості 2,5 − 3,5 (рис. 3.2.).

В залежності від довжини волокон розрізняють коротковолокнисту бавовну довжиною до 27 мм, середньоволокнисту довжиною 27 − 35 мм та довговолокнисту бавовну довжиною 35 − 50 мм.

Льняне волокно. У луб’яному шарі кори льону розташовуються клітини двох видів: паренхимні та прозенхимні. Паренхимні клітини мають запаси харчових речовин та служать для зв’язування усіх елементів кори.

 

Рис. 3.3. − Бавовняне волокно Рис. 3.4. − Елементарне волокно льону: (повздовжній вигляд) а) повздовжній вигляд
б) вигляд у поперек

 

Прозенхимні клітини мають властивість у процесі росту льону значно видовжуватись, вони розташовуються вздовж стеблини.

Елементарне волокно льону являє собою рослинну клітину веретеноподібної форми з товстими стінками, вузьким каналом, загостреними кінцями (рис. 3.5.). Довжина волокон льону 10 − 26 мм, поперечник 12 − 20 мкм.

Основним полімером льняного волокна э целюлоза (80 %); низькомолекулярні фракції складають 8,5 %, лігнін − 5,2 %, жировоскові речовини − 2,7 %, білкові і зольні − 3,2 %.

Елементарне волокно льону має первинну та вторинну стінки, в яких фібрили розташовані по спіралі з кутом нахилу до вісі волокна. Кут нахилу фібрил зменшується і може досягати 0°.

Основні властивості целюлозних волокон. З целюлозних волокон найбільше розривне навантаження та найменше розривне подовження має елементарне льняне волокно.

Наявність у целюлозі гігроскопічних груп забезпечує високі гігроскопічні властивості бавовняних та особливо льняних волокон. При змочуванні целюлозні волокна набрякають, збільшуючи свої розміри, при цьому міцність їх збільшується на 10-20 %.

Під час нагрівання до температури 150° целюлозні волокна не змінюють своїх властивостей. При підвищенні температури − руйнуються.

Бавовна та льон горючі волокна.

Під час дії світлопогоди знижуються механічні властивості (міцність, подовження).

Під дією кислот (особливо мінеральних) целюлозні волокна руйнуються. Більш стійка целюлоза до дії лугів.

Мікроскопія вовни та натурального шовку. Природні волокна тваринного походження складаються з білків − природних високомолекулярних з’єднань, до яких належать кератин (білкова речовина вовни), фіброїн та серицин (білкові речовини шовку).

Макромолекули природних білків складаються з різноманітних амінокислотних залишків (біля 20), з’єднаних у довгі полипептидні ланцюги за допомогою ковалентних пептидних зв’язків.

Вовняне волокно має складну багатоклітинну будову, воно складається з 3-х шарів: лускатого, коркового та серцевинного (рис. 3.5.).

 

Рис. 3.5. Будова вовняного волокна.

 

Лускатий шар, або кутикула 1, являє собою зовнішній шар волокна, який має захисне значення. Він складається з лусок, щільно прилягаючих одна до одної і прикріплених одним кінцем до стержня волокна. Товщина луски дорівнює приблизно 1 мкм.

Кожна луска покрита тонким шаром, який складається з хітину, воску та інших речовин, які володіють великою стійкістю до кислот, хлору та іншим реактивам.

Корковий шар, або кортекс 2, є основним шаром волокна, він складається з веретеноподібних клітин довжиною 80-90 мкм з поперечником 4-5 мкм. Веретеноподібні клітини утворені з фібріл кератину та з’єднані між собою міжклітинною речовиною.

В середині волокна знаходиться серцевина 3. Вона складається з висохлих пластинчастих клітин, розташованих перпендикулярно клітинам шару та заповнених повітрям. Присутність серцевинного шару підвищує товщину та жорсткість волокна.

По характеру будови вовняні волокна поділяються на чотири типа: пух, перехідний волос, вість, мертвий волос (рис. 3.6.).

Шовкова нитка. Шовк − продукт виділення особливих шовковіддільних желез деяких комах. Промислове значення має шовк, що одержується від гусениць тутового шовкопряда.

В момент утворення кокона гусениця виділяє крізь шовковіддільні протоки дві тонкі шовковини, які при виході на повітря застигають.

 

а- пуху;
б- перехідного волосу;
в- вісті;
г- мертвого волосу

 

 

а б в г

Рис. 3.6. Поздовжній вигляд та поперечний переріз волокон вовни.

 

Одночасно виділяється серицин, який склеює шовковини разом. Коконна нитка шовку довжиною від 500 до 1500 м являє собою дві елементарні шовковини склеєні разом серицином (рис. 3.7.). Поперечний переріз елементарної нитки нагадує форму трикутника з закругленими кутами або овалу і має поперечник 10-20 мкм.

 

а б

Рис. 3.7. Коконна нитка тутового шовкопряда:
а. шовковина,
б. поперечний переріз.

 

Мета первинної обробки шовку − розкрутити коконну нитку. Розмотування здійснюється на спеціальних кокономотальних автоматах, де декілька ниток з 4-9 коконів, складених разом, намотуються на мотовило.

Основні властивості білкових волокон. Вовняне волокно має порівняно невелику міцність та значне подовження, що забезпечується спіралеподібною формою макромолекул. Міцність шовку декілька вища, ніж міцність вовни. Білкові волокна володіють властивістю краще вбирати вологу, ніж целюлозні; при цьому знижується їх міцність і значно підвищується розтягування, особливо вовняного волокна.

Властивості білкових волокон не змінюються під час нагрівання їх до температури 110°С (шовк) та 130°С (вовна). Інтенсивне погіршення властивостей та руйнування волокон настає при температурі вище 170°С.

До дії світлопогоди білкові волокна не стійкі, особливо шовк.

Під час дії розчином лугу білкові волокна руйнуються, практично не змінюють властивостей під дією слабких розчинів мінеральних кислот та більш сильних органічних.