2.11. Определение чистоты волокон

Цель работы. Изучение основных видов пороков и сорных примесей раз­личных волокон, методов определения их массовой доли (содержания) и правил учета при приемке и сдаче партий волокна.

Задание. 1. Ознакомиться с основными видами пороков и сорных при­месей хлопка, чесаного льна, мытой шерсти, шелка и химических волокон.

2. Методом выборки вручную определить раздельную и суммарную мас­совую долю пороков и сорных примесей в точечной пробе хлопкового во­локна.

3. По ГОСТ 3279—76* [2.8] определить соответствие массовой доли по­роков и сорных примесей нормам стандарта для сорта, к которому относится испытуемая проба.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

Чистота волокон, т. е. отсутствие в них пороков и сорных при­месей, имеет большое значение. Она оказывает влияние на про­цесс прядения волокон и качество пряжи.

В волокнах разных видов содержатся различные пороки и примеси. Так, например, в хлопковом волокне различают волок­нистые, балластные и особо вредные пороки.

К волокнистым порокам относятся:

жгутики — плотно спутанные пучки волокон, для растаски­вания которых требуется определенное усилие (рис. 2.36, а);

комбинированные жгутики — несколько жгутиков, стянутых в один узел (рис. 2.36,6);

пластики незрелых волокон — сильно уплотненные скопления незрелых волокон в виде пластинок с блестящей или матовой поверхностью (рис. 2.36, в).

К балластным порокам относятся:

незрелые семена — недоразвитые семена (улюк), опушенные незрелыми волокнами (рис. 2.36,г);

дробленые семена — крупные кусочки кожуры семян с во­локнами на поверхности;

сорные примеси — дробленые частицы листьев, стеблей, ство­рок коробочек хлопчатника, а также неорганические примеси в виде песка, земли (рис. 2.36, д).

При переработке в прядении балластные пороки почти пол­ностью (за исключением мелкого сора) удаляются из массы во­локна и снижают в итоге выход пряжи из хлопка.

К особо вредным порокам относятся:

кожица с волокном — мелкие (размером до 2 мм) частицы кожицы семени с находящимися на них пучками волокон (рис. 2.36, е);

узелки — очень мелкие скопления сильно спутанных между собой волокон с отходящими в разные стороны концами.

Особо вредные пороки и мелкий сор при переработке хлопка в прядении удаляются лишь частично и с большим трудом. Те же, что остаются, образуют в пряже засорения — галочки и узелки. Последние ухудшают протекание некоторых процессов прядильного производства и качество пряжи, вызывая ее повы­шенную неровноту и обрывность, а также осложняют режимы отделочного производства.

В чесаном льне различают следующие пороки:

шишки — уплотненные комочки спутанных, обычно корот­ких, волокон (рис. 2.37, а, б);

костру — мелкие кусочки древесины стебля, не связанные с волокном (рис. 2.37, б);

недоработки — жестко скрепленные с волокном на длине не менее 5 мм кусочки древесины стебля (рис. 2.37,г).

Эти пороки частично удаляются из массы волокна в процес­сах прядильного производства, уменьшая выход пряжи, а остав­шаяся часть приводит к повышенной засоренности пряжи.

В мытой - шерсти содержатся растительные примеси. По зна­чимости их можно разделить на следующие виды:

легкоудалимые (при переработке в прядении)—-кусочки сена, соломы, частицы не очень цепких растений;

трудноудалимые (цепкие) — кусочки ковыля, колючих плодов дикой люцерны и пилки репейника с мелкими крючкообразными зубцами (рис. 2.38). Трудноудалимые примеси, оставаясь в пря­же, попадают в ткань и другие изделия и вызывают необходи­мость их карбонизации, т. е. обработки растворами серной кислоты, в которой растительные примеси, содержащие целлю­лозу, обугливаются. Эта опе­рация трудоемка и, кроме того, приводит к уменьшению раз­рывной нагрузки волокон, тка­ней, трикотажа и др. примерно на 10%;

подстрижка — шерсть по­вторной стрижки овец, содер­жащая волокна короче 25 мм. В мытой шерсти волокна под­стрижки закатываются с раз­личной степенью уплотнения и образуют «мушки»;

и сорных перхоть — крупные роговид-

ные пленки, отделившиеся от эпидермального слоя кожи.

В химических волокнах в отличие от натуральных сорные примеси отсутствуют, по встречаются следующие пороки:

склейка — группа волокон (не менее 5 шт.), прочно склеен­ных по всей длине или на отдельных участках и не разделяю­щихся без обрыва (рис. 2.39, а);

грубые волокна —волокна с линейной плотностью, превы­шающей номинальную более чем в 3 раза —для волокон, ис­пользуемых в шерстяной, шелковой и льняной промышленности, и более чем в 5 раз —для волокон, используемых в хлопчато­бумажной промышленности (рис. 2.39,6);

роговидные волокна (колючки) —стекловидные жесткие об­разования различной величины и формы (рис. 2.39, в), мушки

непрорезанные волокна —волокна с длиной, превышающей в 2 раза и более номинальную;

разнооттеночность — масса волокон с разными оттенками по

цвету;

рассыпчатость — порок, учитываемый иногда при оценке ка­чества вискозного неизвитого волокна.

Для определения массовой доли пороков и сорных примесей в волокнах применяют различные методы.

Хлопковое волокно. Массовую долю пороков и сор­ных примесей определяют методом выборки вручную. Из общей пробы первого вида в соответствии с ГОСТ 3274.2—72* [2.13] отбирают среднюю лабораторную пробу массой тл, равной 50 г, если в хлопковом волокне содержится менее 5 % пороков и сор­ных примесей, или 10 г, если содержание пороков и сорных примесей превышает 5 %. Выборку осуществляют в три приема.

Первый разбор — выбирают пинцетом крупные пороки (жгу­тики, комбинированные жгутики, целые, дробленые и незрелые семена, пластики незрелого волокна и крупный сор). Каждый вид пороков или сорных примесей складывают в отдельные ста­канчики. Высыпавшийся при отборе мелкий сор добавляют в стаканчик с крупным сором. Пороки каждого вида, сорные при­меси и оставшееся волокно, содержащее кожицу с волокном, мелкий сор и узелки, взвешивают с погрешностью до 1 мг. Если общая масса их отличается от массы средней лабораторной пробы более чем на ±0,2 %, анализ повторяют.

Рис. 2.39. Пороки вискозных волокон

Второй разбор — из оставшегося после первого разбора во­локна отбирают пробу массой тд (равной ее '/₂о, если содер­жание пороков и сорных примесей менее 5%, или '/ю, если со­держание пороков и сорных примесей равно 5 % и более) для выборки кожицы с волокном и мелкого сора. После выборки их взвешивают с погрешностью до 0,1 мг, при подсчете содержания кожицы с волокном и мелкого сора в средней пробе массу их увеличивают соответственно в 20 или 10 раз.

Третий разбор — отбирают пробу массой m_Y, составляющей '/я массы волокна, оставшегося после второго разбора при массе исходной навески 50 г, или 1/2 — при массе исходной на­вески 10 г, для выборки узелков. Оставшееся чистое волокно и узелки раздельно взвешивают с погрешностью до 0,05 мг.

Массовую долю крупных пороков и сорных примесей, выде­ленных при первом разборе х_i(%), определяют по формуле

(2.5)

где m_i — масса каждого вида пороков или сорных примесей, г; т а — масса средней лабораторной пробы, г (в нее включается сор, высыпавшийся из об­щей пробы, при отборе средней лабораторной пробы).

Массовую долю кожицы с волокном и мелкого сора, выделен­ных при втором разборе х₂ (°/о), определяют по формуле

х₂ = m_iK_i* 100/m_A, (2.6)

где m_i— масса кожицы с волокном или мелкого сора, г; К_i — коэффициент, равный 20 при содержании пороков и сорных примесей менее 5 % и 10 — при содержании пороков и сорных примесей 5 % и более.

Массовую долю узелков, выделенных при третьем разборе хз (%), вычисляют по формуле

х₃ = mK₂* 100/m_A (2.7)

где т — масса узелков, г; Кг — коэффициент, равный 100 при содержании по­роков и примесей менее 5 % и 20 — при содержании пороков и примесей 5 % и более.

Суммарную массовую долю пороков и сорных примесей П (%) в средней лабораторной пробе хлопкового волокна опре­деляют по формуле

(2.8)

где X_I — массовая доля пороков каждого вида и сорных примесей, %; х — количество сора (%), определяемое в соответствии с ГОСТ 3274.0—72 по формуле

х = т* 100/m_об , (2,9)

где т — масса сора, высыпавшегося при составлении средней лабораторной пробы из общей пробы, взвешенная с погрешностью до 0,01 г; т₀б — масса общей пробы, из которой отбирали среднюю лабораторную пробу.

Чесаный лен. Массовую долю костры определяют выбор­кой вручную (пинцетом) из пробы № 2, состоящей из 20 прядей волокна массой 1,2 г каждая, а недоработки — из пробы № 1, состоящей из двух проб массой по 100 г каждая. Костру и недо­работки раздельно взвешивают с погрешностью до 0,01 г. Если первоначальная масса проб № 1 или 2 превысит массу чистого волокна, недоработки или костры, анализ следует повторить на вновь отобранных пробах. Массовую долю костры или недора­боток вычисляют по формуле (2.5).

Содержание шишек в чесаном льне определяют подсчетом их числа в 5 горстях, отбираемых из пробы № 5. Каждую горсть расстилают на застекленной поверхности стола размером 65X65 см, освещенного снизу электрическими лампочками. Зная число шишек в каждой из 5 горстей, рассчитывают сред­нее число шишек, приходящееся на 1 горсть.

Мытая шерсть. Из каждой лабораторной пробы мытой шерсти выбирают все растительные примеси раздельно по видам (репей-пилка, подстрижка, перхоть и др.) и собирают их в раз­ные бюксы. Затем примеси высушивают до постоянной сухой массы и взвешивают с погрешностью ±0,1 мг. Семена, выпав­шие из репья-пилки, присоединяют к легкоотделимым примесям.

Лабораторную пробу выбирают из общей пробы. Масса об­щей пробы из мытой шерсти — не менее 300 г, лабораторной — 50 и 100 г (для определения содержания перхоти).

Массовую долю растительных примесей в каждой лаборатор­ной пробе х (%) вычисляют по формуле

х = (т_i -т₂) 100/т_о,

где т_i, m_2, m₀—постоянная (сухая) масса соответственно репья-пилки, рас­тительных примесей без репья-пилки и лабораторной пробы до испытания, г.

Массовую долю репья-пилки в каждой лабораторной пробе х\ (%) определяют по формуле

x_i = т₁ 100/m₀.

Массовую долю подстрижки в каждой лабораторной пробе х₂ (%) вычисляют по формуле

х₂ = т₃ 100/m₀

где m₃ — постоянная (сухая) масса подстрижки, г.

Массовую долю перхоти в каждой лабораторной пробе х₃ (%) вычисляют по формуле

m₃ = m₄- 100/т_о,

где m₄ — масса выделенной перхоти, г.

Химические волокна. Содержание склеек, грубых и роговидных волокон определяют выборкой вручную с помощью пинцета из общей пробы массой 100 + 0,1 г, а непрорезанных волокон — из пробы массой 10 ±0,01 г. После взвешивания со­держание каждого из пороков вычисляют по формуле (2.5).

Разнооттеночность химических волокон определяют при есте­ственном освещении путем визуального сравнения штапельков волокон, изготовленных из всех 4 разовых проб, находящихся в натянутом состоянии, с образцом, утвержденным в установ ленном порядке. Так, при оценке качества вискозных волокон допускается незначительная разнооттеночность только в волок­нах II сорта.

МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

Ручная выборка пороков и сорных примесей из средней лабораторной пробы хлопкового волокна весьма трудоемка, поэтому можно использовать упро­щенную методику. На группу студентов выдается образец волокна извест­ного сорта массой 3 г. Студенты сообща выбирают из его в один прием пороки и сорные примеси раздельно по видам и взвешивают их.

После этого они вычисляют содержание пороков каждого вида и сор­ных примесей в отдельности, а затем определяют суммарное содержание их в образце. Перед взвешиванием следует проверить правильность отбора пороков, особенно крупных, например жгутиков и комбинированных жгути­ков, предварительно ознакомившись с отдельными видами пороков и сор­ных примесей по эталонам.

УКАЗАНИЯ ПО ОТЧЕТУ

Отчет должен содержать: сорт исследуемого волокна и массу пробы, взятой для выборки пороков и примесей; краткое описание основных видов пороков и сорных примесей, методику определения их содержания; результаты ана­лиза, записанные в виде таблицы (форма 2.11); заключение о соответствии содержания пороков и сорных примесей нормам ГОСТ 3279—76* [2.8].

Форма 2.11

Наименование пороков и сорных примесей

Масса, г

Массовая доля, %

Жгутики и комбинированные жгутики

Целые, битые, дробленые и незрелые семена

Крупный сор

Мелкий сор

Кожица с волокном

Узелки