Значення довжини для різних видів волокна

Вид волокна	Розміри, мм
	L0	Ls	а
Бавовна середньоволокниста до 34/35мм	16	10	5
Бавовна тонковолокниста до 44/45мм	20	10	7
Штапельне волокно до 40мм	30	10	2
Штапельне волокно довше за 40мм	30	10	10

12. Отримані результати заносять у таблицю 2.2.

Таблиця 2.2

Результати проведених досліджень

Номер препарату	1	2	3	4	5	…	Загальна кількість волокно
Кількість волокон у препараті

13. Визначити лінійну щільність, номер і поперечні розміри досліджуваного бавовняного волокна.

Фактичну лінійну щільність обчислюють за формулою 2.16.

Площу поперечного перерізу волокон визначають за формулою:

(2.18)

Умовний і розрахунковий діаметри волокна:

(2.19)

, (2.20)

де і - табличні значення питомої та об’ємної ваги.

Кількість волокон в 1 мг бавовни:

, (2.21)

де m_к- маса кінців штапелю.

Контрольні питання

1. Який взаємозв’язок існує між довжиною волокна і його якістю?

2. Методи визначення довжини бавовняного волокна. Їх недоліки та переваги.

3. Характеристики довжини і нерівномірності волокон за довжиною.

4. Як можна побудувати штапельну діаграму та діаграму розподілу волокон за довжиною?

5. Довжина волокна та модальна довжина. Їх вплив під час оцінки волокон на рівномірність.

6. Назвіть основні характеристики товщини бавовняних волокон.

7. Якими методами визначають лінійну щільність і номер бавовняного волокна?

8. Сутність прискорених методів визначення товщини волокон.

9. Які фактори впливають на величину лінійної щільності волокон?

10. Яким чином оцінюють нерівномірність волокон за товщиною?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №3

Визначення ступеня заповнення волокон бавовни целюлозою

Мета роботи: освоєння визначення зрілості бавовни порівняльним методом і ознайомлення з іншими методами; визначення сорту волокна відповідно до ГОСТ.

Матеріальне забезпечення: лабораторні проби бавовняного волокна, мікроскоп МБУ-5, еталонні зразки волокна різного ступеня зрілості, торсійні ваги.

Нормативні документи: ГОСТ 3274.6-98. Волокно хлопковое. Методы определения зрелости; ГОСТ 3274.2 – 72. Волокно хлопковое Ускоренные методы определения сорта и линейной плотности.

3.1. Стислі теоретичні відомості

Зрілість характеризує ступінь заповнення волокон бавовни целюлозою. Час від появи волокон на насінні до повного їх дозрівання (70-80 днів) поділяються на два приблизно однакових за тривалістю періоди. У першому періоді волокна на насінні інтенсивно ростуть у довжину і представляють собою тонкостінні трубочки, які заповнені протоплазмою. До кінця першого періоду вони досягають максимальної довжини, і в подальшому їх ріст у довжину припиняється. Однак такі волокна непридатні для прядіння, так як їх міцність є незначною, а також не придатні до фарбування. У другому періоді починається процес дозрівання, тобто поступового відкладання шарів целюлози на внутрішніх стінках волокон, починаючи від периферії до їх центру. Зовнішній діаметр D волокон залишається незмінним, а діаметр каналу внаслідок потовщення стінок звужується і відношення d/D поступово зменшується. До кінця другого періоду завдяки висиханню стінки волокон зпадаються, а в результаті розміщення в стінках волокон пучків фібрил по гвинтовим лініям під кутом 20-45⁰ до осі волокон останні набувають звитості. Тому під час розглядання в мікроскоп подовжнього виду волокон можна побачити сплющені, більш або менш закручені стрічки. Поперечні зрізи волокон в залежності від зрілості також досить різноманітні: сплющені стрічкоподібні з широким каналом у незрілих волокон, бобоподібні з вузьким каналом у волокон середньої зрілості і майже круглі з ледь помітним каналом у дуже зрілих (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Схема розправлених поперечних перерізів волокон бавовни різних ступенів зрілості:

а – цілком незріле волокно;

б – середньої зрілості;

в – найбільшого ступеня зрілості.

У процесі дозрівання змінюється не лише будова, але й основні властивості волокон: підвищується міцність, пружність, гігроскопічність, лінійна щільність, тобто волокна стають грубішими. Таким чином, зрілість бавовни є комплексним показником, який виражає сукупність властивостей і будови в залежності від тривалості і умов дозрівання волокон. Тому під час оцінки якості бавовняного волокна вимогам ГОСТ віднесення його до високого або низького сорту проводиться із врахуванням зрілості, яка характеризується середнім коефіцієнтом зрілості .

Існує декілька методів визначення зрілості бавовни: за співвідношенням елементів структури, порівняльний метод, за інтерференційним забарвленням під час розглядання в поляризованому світлі та за набуханням або забарвленням волокон після обробки 18%-вим розчином їдкого натру.

Методики визначення зрілості волокон за співвідношенням елементів структури запропоновані проф. В.С. Федоровим і О.М. Соловйовим.

За даними проф. В.С. Федорова, у цілковито незрілих волокон з найменшим заповненням целюлозою . В цьому випадку на частку каналу припадає 0,95 і на частку двох стінок 0,05 поперечника. Такі волокна мають коефіцієнт зрілості . У найбільш зрілих волокон з максимальним заповненням целюлозою (рис. 3.1). У цьому випадку на частку каналу припадає 0,2 всього перерізу волокна і на частку двох стінок 0,8. Такі волокна мають коефіцієнт зрілості . Волокна, які знаходяться між цими крайніми групами, мають проміжні коефіцієнти зрілості з інтервалом 0,5.

Сплющені стрічки незрілих і недозрілих волокон мають неправильну форму поперечного перерізу, тому точне визначення розмірів зовнішнього діаметру волокон D і каналу d ускладнюється та потребує значної витрати часу (так як при цьому необхідно виготовляти поперечні зрізи волокон). Практично визначають на подовжньому виді волокна ширину стрічки Е і видиму ширину каналу сплюснутого волокна е (рис. 3.2) за допомогою окулярного мікроскопа. Досить просто визначити зрілість волокна за величиною відношення видимої ширини каналу до товщини подвійної стінки , використовуючи таблицю, розроблену О.М. Соловйовим (табл. 3.1), дані якої отримані із графіка залежності від z.

Рис. 3.2. Схема вимірювань під час визначення зрілості бавовни за співвідношенням поперечних розмірів волокна

Дані по коефіцієнту зрілості та співвідношенню окремих елементів структури волокон бавовни наведені в табл. 1.1 (додаток 1).

Під час визначення зрілості порівняльним методом волокна порівнюють з еталонними малюнками подовжнього виду волокон різного ступеня зрілості, які відповідають даним табл. 3.1 (рис. 3.3).

Таблиця 3.1

Співвідношення видимої ширини каналу і товщини подвійної стінки волокна

Коефіцієнт зрілості	0,0	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	4,0	5,0
Співвідношення	16-29	8-15	4-7	3	2	1	0,5	дуже мало

За ступенем зрілості волокна розбиті на 11 груп з інтервалом коефіцієнта зрілості 0,5. Якщо волокно, яке розглядається за ступенем зрілості однаково близьке до двох сусідніх, його оцінюють середнім коефіцієнтом зрілості з точністю 0,25 і визначають за формулою 3.1.

5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0

Рис. 3.3. Еталони для оцінки зрілості волокон бавовни порівняльним методом

(3.1)

Метод визначення зрілості за інтерференційним забарвленням волокон, які розглядають у поляризованому світлі, полягає в тому, що при вивченні у цьому світлі волокна бавовни з різним ступенем зрілості і різною товщиною подвійної стінки мають різну орієнтацію макромолекул і надмолекулярних структурних елементів вздовж їх подовжньої осі. Тому в поляризованому світлі вони набувають різного інтерференційного забарвлення. За даними Е.Т. Ейгейс, волокна з різним забарвленням поділяються за ступенем зрілості на чотири групи (табл. 1.2, додаток 1).

Відсотковий вміст волокон кожної групи зрілості і в кожному препараті розраховують за формулою:

, (3.2)

де - кількість волокон кожної групи зрілості;

- загальна кількість волокон, які розглядаються.

Сорт волокна визначають за відсотковим вмістом волокон першої групи зрілості і за коефіцієнтом зрілості, користуючись нормами ГОСТ 3274.6-98. Волокно хлопковое. Методы определения зрелости.