31. Отличительные особенности разных видов волокон при органолептическом (горение) и микроскопическом исследованиях.

Изучение волокон органолептическим методом.

В процессе горения волокон, а также некоторое время после его прекращения можно ощутить или сильный и весьма характерный запах, или слабый и неопределенный.

К характерным запахам относят запах жженого рога, появляющийся при горении шерсти и шелка; запах жженой бумаги при горении целлюлозных волокон — хлопка, льна, других лубяных волокон, а также вискозного и медноаммиачного. Запах при горении ацетатных волокон близок к запаху жженой бумаги, но отличается от него сильным кислым (уксусным) оттенком.

При горении на конце пучка волокон образуется комочек, который у некоторых волокон представляет собой расплавленный полимер. Если им быстро прикоснуться к холодной металлической поверхности, можно наблюдать прилипание полимера и последующее вытягивание его в тонкие нити.

После окончания горения (через 7—10 с) можно рассмотреть и потрогать пальцами остывший комочек, который обычно имеет черный цвет. Остаток после горения у одних волокон практически отсутствует (в процессе горения образуется легкий серый пепел, который уносит поток горячего воздуха), у других имеет вид черного блестящего или матового комочка. Черный комочек, образовавшийся после сжигания, бывает твердый (не растирается пальцами) или хрупкий, легко растирающийся пальцами.

Для пробы на сжигание следует брать по одной разновидности каждого волокна, так как они имеют одинаковый характер горения — горение у тонкой, полутонкой, полугрубой и грубой шерсти на всех стадиях сжигания одинаково.

Изучение строения волокон с помощью лабораторного метода.

I — хлопок:

а — продольный вид;

б — поперечный срез;

II — лен:

а — продольный вид (элементарное волокно);

б — поперечный срез (техническое волокно);

III — шерсть:

а — продольный вид;

б — поперечный срез

(1 — пуховые волокна; 2 — переходные волосы; 3 — ости; 4 — мертвый волос);

IV — шелк:

а — продольный вид;

б — поперечный срез

(1 — коконная нить; 2 — элементарные нити после отваривания)

При исследовании строения волокон обращают внимание на особенности, которые позволяют идентифицировать отдельные волокна. К таким особенностям относятся размеры поперечника, их постоянство вдоль длины одного волокна и у разных волокон одного вида, характерность окончаний (у природных волокон), а также «штопорообразная» извитость хлопка, чешуйчатое строение поверхности шерсти, наличие «каналов» в средней части волокон и др. (рис. 1.1, 1.2).

а — вискозное;

б — ацетатное;

в — медно-аммиачное;

г — полиамидное и полиэфирное;

д — полиакрилонитрильное

натуральные волокона:

Волокна хлопка на 96 - 98% состоят из альфа - целлюлозы со степенью полимеризации от 5000 до 10000. Целлюлоза имеет аморфно - кристаллическое строение. Хлопковое волокно полое, имеет канал, первичную и вторичную стенки. Конец волокна за­остренный, а другой, в месте отрыва, тупой. Обе стенки образованы фибриллами, расположенными под различными углами, в зависимости от толщины волокон. Волокна скручены вокруг своей продольной оси.

В зависимости от степени зрелости хлопковые волокна имеют различное строение. Чем более зрелое волокно, тем больше толщина его стенки и, соответственно меньше канал

Незрелые волокна имеют лентовидную форму с тонкими стенками и оно малоскрученное. Волокна средней зрелости имеют фасолевидную форму с развитыми стенками, и они довольно сильно скручены.

Перезрелые волокна обладают круглым сечением, с очень узким каналом и не имеют скрученности. Длина волокон хлопка 2550 мм, толщина 0,01 - 0,025 мм.

Лен состоит на 80% из альфа целлюлозы со степенью полимеризации 20000 - 30 000, остальные 20% содержат азот, белковые, жировые вещества, лигнин и другие.

Отдельное элементарное волокно льна представляет собой вытянутую клетку с развитыми стенками и узким каналом. На продольном виде волокна хорошо видны поперечные штрихи, которые называют «сдвигами». Поперечное свечение имеет неправильную пятиугольную форму с закругленными углами.

Длина технического волокна льна достигает 700мм, толщина 0,040 - 0,085мм.

Шерстяное волокно состоит из трех слоев: наружного чешуйчатого, основного - коркового, и сердцевинного. По строению шерстяные волокна делят на четыре типа: пух, переходный волос, ость, мертвый волос.

Пух - наиболее тонкое (d=0,014 - 0,025 мм). извитое волокно, состоящее из двух слоев - чешуйчатого и коркового. В попе­речнике имеет круглую фирму. Волокно наиболее гибкое и имеющее наибольшую относительную прочность по сравнению с другими типами шерсти.

Переходный волос - более толстое (d=0,025 - 0,035 мм), извитое, более длинное волокно, имеющее кроме чешуйчатого и корко­вого, прерывистый, малоразвитый сердцевинный слой, придающий волокну большую, жесткость.

Ость - значительно более толстое (d =0,035 - 0,060мм), более грубое волокно, почти не имеющее извитости. Сердцевинный слой достаточно хорошо развит и занимает значительный объем в волокне.

Мертвый волос - самое толстое (d > 0,060 мм) грубое, обладающее наименьшей относительной прочностью. Сердцевинный слой занимает практически весь объем волокна. Форма поперечного сечения неправильная овальная.

Длина тонкой и полутонкой шерсти 50 - 100 мм, грубой и полугрубой 50 - 200 мм.

Толщина тонкой и полутонкой шерсти 0,014 - 0,031 мм, а грубой и полугрубой 0,035 - 0,080 мм.

Шелковая коконная нить состоит из двух параллельно расположенных элементарных нитей (шелковин), склееных между собой серицином. В поперечном сечении шелковины имеют форму неправильных треугольников с закругленными вершинами или овальную.

Толщина элементарной шелковины d=0. 02 - 0,040 мм

Волокна асбеста представляют собой кристаллы природных магниевых силикатов, минерального происхождения. Элементарных волокна, выгнутой формы, объединены в комплексы называемые техническими волокнами.

Химические волокна:

Искусственные волокна.

Вискоза. Поперечное сечение - изрезанной формы, а на продольном виде под микроскопом отчетливо видны частые продольные полосы. Степень ориентации и плотность структурных элементов в наружном слое волокон и нитей больше, чем во внутреннем. У волокон вискозы длина 38 - 120 мм, в зависимости от длины натуральных волокон в смесках с которыми они используются, толщина от 0. 17 текс до 0,7 текс, а у нитей длина неограниченна.

Ацетатные нити. Поперечное сечение овальное или округлое с крупными выступами, а на продольном виде под микроскопом видны редкие продольные полосы. Ацетатные нити производятся толщиной от 11 до 22 текс.

Синтетические волокна.

Полиамидное волокно (капрон). Капроновые волокна и нити сравнительно неоднородны по слоям, но имеют высокую упорядоченность и ориентацию структурных элементов вдоль оси. Волокна довольно неравномерны по толщине. Форма поперечного сечения круглая. Длина волокон составляет 35 - 110 мм, толщина от 0. 3 до 1,0 текс.

Полиэфирные волокна (лавсан). Лавсановые волокна и нити имеют сравнительно неоднородное строение внешнего и внутренних слоев, а элементы структуры хорошо ориентированы и имеют высокую степень упорядоченности. Поверхность волокон гладкая, а по толщине они очень равномерные, форма поперечного сечения круглая и по. виду под микроскопом их не отличишь от капроновых. Лавсановые волокна производятся длиной 36 - 90 мм, а толщиной 0,2 - 0,7 текс.

Полиакрилонитрильные волокна (нитрон). Волокна сравнительно однородные, форма поперечного сечения неправильно - удлиненная, дугообразная или округлая с крупными выступами. Нитроновые волокна имеют длину 36 4 - 95 мм, толщиной 28 текс.