Перспективные направления развития современных технологий

Практическая работа №5

Виды текстильных волокон и методы их распознавания

Цель работы: освоение методов распознавания текстильных волокон. Изучение отличительных признаков и особенностей строения основных видов текстильных волокон.

Задачи работы:

1. Изучить основные сведения.

2. Описать органолептическим методом образцы волокон.

3. Рассмотреть в микроскоп образцы волокон и зарисовать их продольный вид.

4. Результаты работы представить в виде таблицы 5.1.

5. Выполнить анализ результатов работы, сформулировать выводы.

Вопросы для самоподготовки:

1. Какие волокна относятся к натуральным?

2. Основные отличительные особенности продольного вида натуральных волокон от химических под микроскопом?

3. Назовите методы распознавания волокон.

4. С помощью какого прибора проводят микроскопическое исследование волокон?

5. В чем суть микрохимического метода распознавания волокон?

6. Чем отличаются волокна по способу горения?

7. На какие группы делятся химические волокна?

8. Каковы отличительные признаки синтетических волокон?

Основные сведения:

Для изготовления текстильных материалов используют самые разнообразные волокна и нити, поэтому целесообразно классифицировать их с учетом происхождения, химического состава и других признаков.

В основу классификации текстильных волокон и нитей положено два основных признака: происхождение (способ получения) и химический состав (рис. 1). Различают следующие виды волокон и нитей:

1. натуральные – волокна, которые образуются без непосредственного участия человека и состоят (за исключением асбеста) из органических природных высокомолекулярных соединений:

• натуральные волокна растительного происхождения – состоят из целлюлозы. Их получают с поверхности семян растений (хлопок), из стеблей (лен, пенька, джут), из листьев (манильская пенька, сизаль, генекен), из оболочек плодов (в частности, кокосового ореха — койр) и др.;

• натуральные волокна животного происхождения – состоят из белков кератина (шерсть различных видов животных) или фиброина (шелк тутового или дубового шелкопряда);

• натуральные волокна минерального происхождения – асбест, залегающий в виде жил и прожилок в горных породах;

2. химические – волокна и нити, создаваемые в заводских условиях путем формования их из природных или синтетических полимеров:

• искусственные – волокна и нити, получаемые из высокомолекулярных соединений, встречающихся в природе в готовом виде (вискоза, ацетат);

• синтетические – волокна и нити, получаемые из высокомолекулярных соединений, синтезируемых из низкомолекулярных веществ. Делятся на гетероцепные, образуемые из полимеров, в основной молекулярной цепи которых кроме атомов углерода содержатся атомы других элементов (капрон, лавсан, спандекс), и карбоцепные, получаемые из полимеров, имеющих в основной цепи макромолекул только атомы углерода (нитрон, полиэтилен);

• минеральные – металлическое волокно, стекловолокно.

Рисунок 5.1 - Классификация текстильных волокон и нитей

Различия между текстильными волокнами. Текстильные волокна различаются по размерам, форме, внешнему виду, блеску и туше (впечатление, возникающее при изучении волокон на ощупь), что можно заметить и при простом их рассматривании.

Толщина текстильных волокон колеблется в широких пределах — от нескольких до нескольких сотен микрон (лен, мононити). Для натуральных волокон в массе характерна неравномерность по толщине; кроме того, заметное различие толщины вдоль волокна наблюдается у льна и натурального шелка.

По форме волокна могут быть прямыми или в различной степени извитыми. Среди натуральных волокон природной извитостью обладает шерсть, причем степень извитости зависит от вида и типа волокна; наибольшей извитостью обладают пуховые волокна, меньшей — остевые, мертвый волос, мохер, альпака и т.п. Искусственную извитость синтетическим волокнам (полиамидным, полиэфирным и полиакрилонитрильным) придают в процессе их получения механическим, физико-химическим и химическим способами.

Различать волокна можно по блеску: характерным мягким блеском обладает натуральный шелк, более сильный блеск имеют вискозные, ацетатные и синтетические филаментные нити; резкий блеск характерен для плоскопрофилированных, пленочных и металлизированных нитей. Матовая поверхность присуща натуральным волокнам (хлопку, льну и шерсти) и матированным химическим волокнам.

Некоторые волокна обладают определенным туше, или грифом. Так, натуральный шелк обладает характерно мягким, нежным туше; шерсть — шероховатым, теплым; ацетатное волокно — гладким, скользким, иначе говоря, мыльным и т.д. Для хлопка же характерна некоторая бумагоподобность.

Однако следует помнить, что органолептические методы позволяют весьма приблизительно отнести волокна к тем или иным группам. Это связано, во-первых, с субъективностью оценки, во-вторых, с применением различных видов модификации химических волокон для имитации свойств натуральных волокон.

Для распознавания текстильных волокон используют ряд методов:

- органолептический,

- метод горения,

- световую микроскопию,

- микрохимические испытания.

Органолептическое изучение. Пробы волокон рассматривают, ощупывают, проводя предварительную оценку их размеров, формы, извитости, равномерности в массе, блеска и туше и делая приблизительные выводы о принадлежности волокон к той или иной группе. Для детального рассмотрения можно использовать лупу.

Испытание на горение. Этот метод изучения основан на анализе характерных признаков при горении пробы волокон, а именно: поведение при внесении и вынесении из огня (загорание, обугливание, плавление), скорость горения, цвет и форма пламени, запах горения, вид и цвет остатка, его способность к растиранию.

Микроскопическое исследование структуры. Более точное распознавание текстильных волокон по сравнению с испытанием на горение дает микроскопическое исследование, которое позволяет с помощью светового микроскопа выявить особенности строения волокон, измерить, зарисовать или сфотографировать их продольный вид и поперечный срез. При исследовании строения текстильных волокон чаще всего используют световые биологические микроскопы.

Микрохимические испытания. Этот метод распознания волокон включает испытания на растворимость и цветные реакции, позволяет сравнительно легко различать волокна, имеющие примерно одинаковые признаки при органолептическом изучении волокон, испытании их при горении и микроскопическом исследовании. Поэтому микрохимические испытания применяют как контрольные, когда нет уверенности в правильности выводов проведенного анализа рассмотренными выше методами.

Таблица 5.1 – Результаты работы по распознаванию волокон

Волокно	Продольный вид (рисунок)	Описание волокна (органолептический метод)

Содержание отчета:

1. Оформленный титульный лист практической работы

2. Заполненная таблица 5.1.

3. Выводы по работе.

Практическая работа №6