2.2. Експериментальна частина

Вживані прилади та матеріали: зразки немитої вовни, трафарет – сітка, посуд для замочування зразка, мийні бачки, мило, сода, сушильна установка, мікроскоп з окуляром для вимірювання товщини волокон, гребінний аналізатор, розривна машина ДШ – 3М.

Порядок виконання роботи:

1. Вивчити принципи та методи контролю якості вовни, яка надходить у виробництво та відбір кіп для контрольного класування.

2. Визначити вихід чистої вовни із забрудненої, провести промивання зразків. Перед промиванням середній зразок немитої вовни поміщають у розчин кальцинованої соди, яка вміщує 1 г/л соди, підігрітої до 38-40 ^оС. Зразок замочують протягом не менше 30 хв.

Після замочування зразок віджимають та поміщують до корзини. Розчин, в якому замочувався зразок, проціджують через сітку або сітчасту корзину а затримане волокно вовни приєднують до зразка.

Зразок після замочування та віджимання, послідовно промивають у трьох перших бачках з мильно – содовим розчином: 3 г/л господарчого мила та 3 г/л кальцинованої соди, а у двох останніх – прозора м'яка вода (загальна жорсткість до 2,9 мгекв/л ). У три перші бачки наливають не менше 15 л розчину, у четвертий та п’ятий бачки - 30 л води. Час промивання у кожному бачку 5 – 6 хв. Температура розчину у першому бачку 40 – 45 ^оС, у другому та третьому 48-50 ^оС, у четвертому бачку 38-40 ^оС, у п’ятому 20-25 ^оС. З бачка в бачок зразок переносять разом з сітчастою корзиною, у якій він знаходиться. Під час промивання поміщений у розчин зразок перемішують лопаточкою, шматки забруднень та ділянки сильно забрудненої вовни розділяють для кращого омилення.

2.1. Проводять визначення постійної сухої ваги зразка, використовуючи сушильні шафи і кондиційні апарати. При температурі 80оСвовна досягає повітряно – сухого стану за 40 – 60 хв.

2.2. Розрахунок виходу чистої вовни виконують за формулою (2.1).

3. Визначити фізико – механічні показники немитої вовни.

3.1. Порядок відбору зразків. Для визначення товщини, довжини, міцності вовни на певній ділянці руна від цієї ділянки відбирають середній зразок у вигляді декількох штапелів загальною масою 100 - 130 г.

Для визначення довжини, товщини, міцності не рунної вовни відбирають за допомогою трафарету – сітки пучками 10 - 20 г вихідний зразок не менше 2 кг та не більше 5 кг.

Для визначення вологості вовни з різних кіп партії або з верхнього та нижнього слоїв відбирають клаптики вагою 20 г, загальна кількість вовни – середній зразок – вагою 200 г. Відбирати та зважувати зразки необхідно як найшвидше, щоб уникнути втрати вологи. Зважують зразки на технічних вагах з точністю до 0,1 г.

3.2. Визначення товщини волокон вовни. Робочу пробу двічі промивають у мильно-содовому розчині при температурі 45-50 ^оС (3-4 г/л кальцинованої соди та 3-4 г/л 40 % -вого мила), протягом 2 – 3 хв, декілька разів занурюють зразок вовни у розчин, віджимають його та знову занурюють. Потім зразок висушують при атмосферних умовах або у сушильній шафі при температурі 60 - 70 ^оС.

Після висушування з проби готують три наважки по 20 г кожна; одна – основна, друга – паралельна, третя – контрольна.

Кожну із трьох наважок по 20 г прочісують валиком діаметром 300 мм та шириною 500 мм, який обтягнутий голковою стрічкою і обертається зі швидкістю 0,33 сек . Загалом з кожної наважки отримують дві – чотири стрічки. З десяти місць кожної стрічки ножицями вирізають ділянки довжиною 2 мм, котрі збирають до скляних стаканчиків об’ємом 15 см . Відрізки волокон заливають гліцерином, перемішують до зваженого стану. Після цього піпеткою з вхідним отвором діаметром 3 мм або скляною паличкою беруть декілька крапель суміші та наносять по одній краплі на предметні скельця, покривають їх покривними скельцями. Таким чином, отримують препарати, у котрих промірюють усі відрізки волокон.

Результати вимірювань товщини окремих волокон записують до таблиці 2.2, причому волокна розсортовують за класами товщини з проміжком рівним одній поділці шкали окулярного мікроскопа.

Табдиця 2.2

Класи товщини в поділках окулярного мікроскопа	Число волокон у даному класі	Відсотковий вміст числа волокон у даному класі, %
2,5-3,5 3,5-4,5 4,5-5,5 5,5-6,5 6,5-7,5 7,5-8,5 8,5-9,5 9,5-10,5
Усього

Потім визначають середню товщину волокна М_сер, мкм, середнє квадратичне відхилення волокон за товщиною , мкм, коєфіцієнт варіації волокон за товщиною С, % за наступними формулами:

(2.3)

(2.4)

(2.5)

де А_о - напівсума меж класу найбільш тонких волокон мінус класовий інтервал на діленнях окулярного мікроскопа;

n – число зміряних волокон;

К – класовий проміжок в мкм (дорівнює ціні поділки шкали окулярного мікроскопа);

S – сума числа волокон у даному класі.

3.3. Визначення довжини волокон вовни. Для цього із середніх зразків вовни відбирають наважки вагою 20 г кожна. Одна з них є запасною. Дві інших власноруч розділяють на окремі пучки та відбирають з кожного пучка або косиці четверту частину волокон.

Вовну вагою близько 5 г розчісують окремими частинами (по 1 – 2 г.) протягуючи через один металевий гребінець. Потім волокна кожної з цих частин розпрямляють та паралелизують за допомогою гребінного аналізатора. Далі отриманий штапель власноруч розділяють на групи (класи) волокон за довжиною.

До першого класу відносять волокна довжиною до 10 мм, до другого – від 10 до 20 мм і так далі.

Волокна кожного класу зважують з точністю до 0,001 г та визначають з точністю до 0,1 % відсоток волокна даного класу по відношенню до сумарної ваги волокон усіх класів.

Середню довжину волокон l_сер у наважці визначають за формулою (2.6):

(2.6)

де Р_і - відсоток вмісту волокон кожного класу;

l_i - середня довжина волокон даного класу, мм (півсума меж класу).

Коєфіцієнт варіаії волокон за довжиною С, % визначається за формулою:

(2.7)

Довжину вовни визначають як середнє арифметичне результатів випробувань обох наважок. Якщо l_сер обох наважок відрізняється більш ніж на 20 %, то випробовують запасну наважку та визначають довжину зразка як середнє арифметичне результатів випробувань усіх трьох наважок. Значення довжини визначають з точністю до 1 мм.

3.4. Визначення міцності вовни. Перед випробовуванням робочий зразок вовни промивають та висушують як при визначенні товщини волокна. Потім з різних місць зразка відбирають штапельками дві наважки вагою 20 г. З кожної наважки для випробовування готують 25 пучків вагою від 3 до 4 мг та довжиною 25 мм, які складаються із паралелізованих та розпрямлених волокон.

Підготовлені пучки вовни перед випробовуванням витримують на покритій оксамитом дощечці протягом 3 - 4 годин у приміщенні лабораторії.

Міцність пучків на розрив визначають на розривній машині ДШ – 3М. Начальна відстань між затискачами повинна дорівнювати нулю, а швидкість спускання нижнього затискача - 240 мм/хв.

Після розриву 25 пучків, зважують разом усі зібрані із затискачів волокна на торсійних вагах з точністю до 0,1 мг та визначають питоме розривне навантаження вовни Р_в в сН/текс за формулою:

(2.8)

де l – довжина волокна у пучку (тут l = 25мм);

n – кількість розірваних пучків (n= 25);

Р_сер - середнє арифметичне значення розривного навантаження випробуваних пучків, сН;

M – загальна маса пучків, мг.

За питому міцність вовни приймають середнє арифметичне значення результатів випробовувань двох наважок з точністю до 0,01 сН/текс.

Більшість випускаючих до нашого часу розривних машин проградуйовані у грам – силах або кілограм – силах, використання системи одиниць СІ зумовлює необхідність перерахунку одиниць виміру. Усю статистичну обробку первинних даних, отриманих на приладах, необхідно вести в одиницях градуювання шкали навантажень і лише остаточні результати переводити в систему одиниць СІ: сантиньютони (сН) або деканьютони (даН), виходячи із наступних співвідношень: 1Н ≈ 102гс; 1сН ≈ 1,02гс; 1даН ≈ 1,02кгс; 1кгс ≈ 9,81Н; 1гс ≈ 0,98сН.

3.5. Визначення вологості вовняного немитого волокна. Для визначення вологості зразки волокна вагою по 200 г розрихлюють, розщеплюючи на великі шматки над аркушем паперу. Мінеральні або рослинні домішки, що при цьому випадають, збирають та поміщають до корзини кондиційного апарату разом із зразком, який випробовують. Висушують при температурі 100 – 105 ^оС до тих пір, поки різниця між двома послідовними зважуваннями з інтервалом 15 хв, буде не більше 0,1 г.

Вологість зразка W_ф у відсотках визначають за наступною формулою:

(2.9)

де g – початкова вага зразка вовни, г;

g₂ - вага зразка при останньому зважуванні, г.

Якщо значення вологості паралельно випробуваних середніх зразків вовни розходяться більш, ніж на 1 % (абсолютний), то випробовують третій зразок, а потім вологість вовни розраховують як середнє арифметичне результатів випробовувань усіх трьох зразків.