Практическое занятие № 2. Практическое занятие №1

1 2 3 4 5 6 7

Практическое занятие №1

ВИДЫ ТЕКСТИЛЬНЫХ ВОЛОКОН И МЕТОДЫ ИХ РАСПОЗНАВАНИЯ

План занятия:

1. Изучить методы распознавания текстильных волокон.

2. Ознакомиться с устройством светового микроскопа и изучить правила работы с ним.

3. Определить и описать отличительные признаки основных видов волокон (внешний

вид, характер горения, продольный вид и поперечный срез, виды

растворителей и т.д.).

Основные сведения

Текстильное волокно в соответствии с ГОСТ 13784 — 94 представляет собой протяженное тело, обладающее гибкостью и тониной и пригодное для изготовления нитей и текстильных изделий.

В современном ассортименте текстильных материалов, применяемых при изготовлении одежды, используются различные виды волокон и их модификации. Это классические виды натуральных, или природных, волокон (хлопок, лен, шерсть, шелк), искусственные (вискозные, ацетатные, триацетатные, медноаммиачные и др.) и синтетические полиамидные (капрон, анид), полиэфирные (лавсан), полиакрилонитрильные (нитрон), поливинилхлоридные (хлорин) и т.д. Качественный и количественный волокнистый состав в значительной степени определяет показатели механических и физико-химических свойств материала, его износостойкость, размеростабильность и формоустойчивость. В связи с этим весьма важным является умение определять волокнистый состав текстильных материалов.

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. В зависимости от длины текстильные волокна подразделяют на штапельные волокна и элементарные нити, или филаменты. Штапельные волокна имеют ограниченную длину. Длина элементарных нитей, или филаментов, практически не ограничена. Хлопок, лен и шерсть представляют собой штапельные волокна, причем в массе встречаются волокна различной длины. В частности, волокна хлопка подразделяют по длине на коротковолокнистые (20—27 мм), средневолокнистые (27 — 35 мм) и длинноволокнистые (35 — 50 мм). Лен применяют в производстве материалов в виде комплексных волокон, состоящих из продольно соединенных между собой элементарных волокон, поэтому они отличаются значительной длиной (до 250 мм).

Длина волокон овечьей шерсти в зависимости от ее типа также колеблется в широких пределах (до 120 мм); волокна ангорской шерсти (ангора, мохер), верблюжьей шерсти (альпака) и кроличьего пуха имеют значительную длину (до 250 мм). Натуральный шелк чаще всего используют в виде комплексной нити, состоящей из двух склеенных серицином элементарных нитей, реже — в виде штапельного волокна. Ацетатные и триацетатные волокна применяют в виде филаментных нитей, вискозные и синтетические волокна — в виде элементарных нитей и штапельных волокон. Так как химические штапельные волокна чаще получают путем резки текстильного жгута, то в массе в объеме одного образца они могут иметь одинаковую длину.

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. При некоторых способах (гофрирования, трикотажном и т.п.) волокна одной пробы могут иметь одинаковую по форме и размерам извитость.

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. Например, нитрон по внешнему виду, извитости и туше напоминает шерстяные волокна; профилированные полиамидные волокна шелон по этим признакам схожи с натуральным шелком.

Заметное различие волокон проявляется при термическом воздействии на них, в частности при горении. Особенности в поведении пробы при внесении в огонь и вынесении из него, скорость ее горения, характер пламени, запах, выделяющийся при горении, и вид остатка связаны прежде всего с химическим составом полимера. Так, для всех видов гидратцеллюлозных волокон (хлопковых, льняных, вискозных, полинозных, сиблоновых, медно-аммиачных) характерно быстрое горение без плавления с запахом жженой бумаги и с легким летучим пеплом серого цвета. Белковые волокна (шерстяные, шелковые, казеиновые) горят медленно, неровным мерцающим пламенем с запахом жженого рога. Остаток после сгорания представляет собой черную пористую хрупкую массу, легко растирающуюся без остатка в порошок. Эфиро-целлюлозные волокна (ацетатные и триацетатные) легко плавятся, быстро горят с запахом уксусной кислоты и с образованием черного твердого шарика, который легко растирается.

Основные виды синтетических волокон (полиамидные, полиэфирные, полиакрилонитрильные, полипропиленовые и т.п.) при внесении в пламя плавятся и затем загораются. Полиамидные волокна (капрон, нейлон и т.п.) горят медленно, с запахом сургуча, образуя твердый шарик янтарного цвета, не раздавливаемый пальцами. Полиэфирные волокна (лавсан, полиэстер и т.п.) горят с выделением черного дыма с копотью и образованием круглого твердого нерастираемого шарика черного цвета. Полиакрилонитрильные волокна (нитрон, акрил и т.п.) также горят коптящим пламенем, но в отличие от полиэфирных волокон образующийся черный остаток можно растереть пальцами. Хлориновые волокна сгорают без плавления, издавая резкий запах хлора и выделяя дымок с копотью. Полипропиленовые волокна горят с образованием твердого нерастирающегося шарика желто-коричневого цвета.

Виды текстильных волокон. В зависимости от происхождения, способа получения и обработки текстильные волокна различаются по внешнему виду, характеру поверхности и структуре в продольном и поперечном направлениях.

Рис. 1.1. Продольный вид и поперечный срез хлопковых волокон разной степени зрелости

Рис. 1.2. Продольный вид и поперечный срез элементарного льняного волокна

Хлопковое волокно (рис. 1.1) в продольном виде представляет собой полупрозрачную сплющенную растительную клетку, скрученную вокруг продольной оси попеременно в обоих направлениях. Один конец волокна заостренный, закрывающий канал, другой — неровный, с рваными очертаниями. На поперечном срезе хлопкового волокна под микроскопом отчетливо виден канал. Степень сплющенности и скрученности волокна, размеры и форма поперечного сечения и канала зависят от степени зрелости волокна. По мере созревания хлопка стенки клетки утолщаются, а размеры канала уменьшаются за счет суточных отложений целлюлозы. Зрелость волокна характеризуется отношением его наружного диаметра D к внутреннему диаметру d. Хлопковые волокна бывают 11 степеней зрелости

от 0 у незрелого волокна (D/d = 1,05) до 5 у перезрелого волокна

с интервалом 0,5. Волокна, степень зрелости которых равна 4,5 — 5, представляют собой прямые трубки с круглой или эллипсовидной формой поперечного среза с толстыми стенками и небольшим каналом. Зрелые волокна со степенью зрелости от 2 до 4 имеют бобовидную форму поперечного сечения, различаются по толщине стенок и степени извитости. Наиболее пригодными для текстильной переработки считаются волокна со степенью зрелости 2,5 — 3,5.

Недозрелые (1,5), незрелые (0,5 — 1) и совершенно незрелые (0) волокна — сплющенные, лентовидные, с малой извитостью.

Льняные волокна используют в текстильном производстве в виде комплексных (технических) волокон, состоящих из продольно соединенных элементарных волокон. Элементарное волокно льна (рис. 1.2) представляет собой веретенообразную клетку с узким каналом и заостренными закрытыми концами. Поперечный срез имеет 5 — 6 граней с закругленными углами между ними и каналом в центре. На продольном виде элементарного волокна хорошо заметны темные поперечно расположенные штрихи-«сдвиги», следы изломов и изгибов волокон при их росте и механическом воздействии при первичной обработке. Длина элементарных волокон составляет в среднем 10—26 мм, диаметр — 15—20 мкм. Комплексные волокна льна представляют собой пучки из 15 — 30 элементарных волокон, склеенных в продольном и поперечном направлениях срединными пластинками. Средняя длина комплексных волокон 50 — 250 мм.

Шерстяное волокно, используемое в текстильном производстве, чаще всего является овечьей шерстью; в меньшем объеме используют шерсть коз, кроликов, лам. При изучении волокон шерсти под микроскопом хорошо видна чешуйчатая поверхность кутикулы — отличительная особенность шерсти. На некоторых видах волокон четко просматриваются более темные участки, соответствующие рыхлому сердцевинному слою, содержащему воздух между пластинчатыми клетками. Корковый слой волокна состоит из веретенообразных клеток фибриллярной структуры, соединенных межклеточным веществом. При химических воздействиях, например серной кислотой, межклеточное вещество разрушается в первую очередь.

В этом случае можно увидеть под микроскопом отдельные клетки коркового слоя. Поперечный срез шерстяного волокна имеет неправильную округлую форму и легко различимую трехслойную структуру.

Шерстяные волокна (рис. 1.3) в зависимости от особенности строения делят на четыре типа: пух, переходный волос, ость и мертвый волос, которые легко различимы при изучении их под микроскопом. Пух - тонкое (15 — 30 мкм) извитое мягкое волокно круглого сечения, состоящее из чешуйчатого и коркового слоев. Чешуйки поверхности имеют форму колец или полуколец, вложенных друг в друга. Переходный волос по сравнению с пуховыми

Рис. 1.3. Продольный вид и поперечный срез различных типов волокон шерсти: а – пух; б – переходный волос; в – ость; г – мертвый волос

волокнами имеет более толстые (25 — 35 мкм) и грубые волокна. Они имеют слаборазвитый сердцевинный слой, который расположен по центру отдельными участками.

Ость — волокно толщиной 40 — 90 мкм. Оно жесткое, мало извитое, с хорошо развитым сплошным сердцевинным слоем, который занимает от ⅓ до ⅔ диаметра волокна; поверхность ости покрыта черепицеобразными чешуйками. Мертвый волос представляет собой толстое (более 50 мкм) жесткое и грубое неизвитое волокно покрытое крупными пластинчатыми чешуйками. Корковый слой тонкий, большая часть поперечника

(почти 90 %) занята сердцевиной.

Коконная нить натурального шелка (рис. 1.4, а) представляет собой комплексную неровную по толщине нить, состоящую из двух элементарных нитей, склеенных серицином, который весьма неравномерно распределен по поверхности нити. Поперечный срез волокна имеет форму либо неправильного овала, либо треугольника со скругленными углами. После частичного удаления серицина натуральный шелк представляет собой отдельные филаментные нити (рис. 1.4, б).

Рис. 1.4. Продольный вид и поперечный срез натурального шелка: а –коконная нить; б –нить обесклеенная (шелковина)

Вискозные волокна (рис.1.5, а) имеют на поверхности множество часто расположенных продольных полос и сильно изрезанный слоистый поперечник. Это связано с особенностями формирования волокон в прядильном растворе. Отвердение начинается

с поверхности струйки, где образуется наружная оболочка («рубашка»), которая постепенно стягивается затвердевающей внутренней массой. Слоистость волокна связана с различием структуры слоев: в наружном слое образующиеся микрофибриллы целлюлозы более длинные и ориентированы вдоль волокна по сравнению с микрофибриллами внутреннего слоя. Структурно модифицированные вискозные волокна сиблон и полинозное (рис. 1.5, б) имеют гладкую цилиндрическую поверхность.

Ацетатные и триацетатные волокна (рис. 1.5, в, г) обладают поперечным срезом сложного контура с глубокими впадинами, которые возникают в результате испарения растворителя при формовании волокон.

Полиамидные (капрон, анид), полиэфирные (лавсан), полипропиленовые волокна имеют однородную структуру и гладкую цилиндрическую форму (рис. 1.6, а, в). В процессе вытягивания волокон при их формировании различные неплотности, пузырьки газов, возникающие в массе волокна, образуют вытянутые в продольном направлении поры, которые на поверхности выглядят как небольшие темные черточки, а на срезе - как точки. Профилированные капроновые нити (рис.1.6, б) имеют плоские грани, которые создают повышенный блеск.

Рис. 1.5. Продольный вид и поперечный срез искусственных волокон: а – вискозного (обычного); б –полинозного; в – ацетатного; г – триацетатного

Нитроновые и хлориновые волокна (рис. 1.6, г, д) обладают сложным поперечным сечением с впадинами различной глубины и формы, что отражается, в свою очередь, на продольном виде этих волокон.

Профилированные синтетические волокна имеют более сложную форму поперечного сечения по сравнению с обычными волокнами, например треугольную, гантелевид- ную, трехлепестковую, изрезанную и т.п. В матированных (неблестящих) химических волокнах в продольном направлении и на поперечном срезе под микроскопом заметны мелкие че-

рные точки — частички матирующего

Рис. 1.6. Продольный вид и поперечный срез синтетических волокон: а – капрон (обычный); б – капрон (профили-рованный); в – лавсан; г – нитрон; д – хлорин

вещества, чаще всего двуоксида титана (TiO₂).

Методика распознавания волокон:

Для распознавания текстильных волокон используют ряд методов: органолептический, метод горения, световую микроскопию, микрохимические испытания.

Для выполнения работы берут пробы различных видов натуральных и химических волокон в виде волокнистой массы, пучка элементарных нитей, нити из текстильных материалов, однородных по волокнистому составу. Перед началом анализа с волокон удаляют все посторонние вещества, такие как жир, замасливатели, отделочные препараты, покрытия, загрязнения и т.п. Для отмывания замасливателя волокна помещают в эфир или 95%-ный спирт или эстрагируют бензолом. Крахмал удаляют кипячением в дистиллированной воде или в 25%-ном растворе нейтрального мыла. При проведении анализа, особенно в случае применения метода цветных реакций, окрашенные волокна обесцвечивают водным раствором гипосульфита концентрации

2—3 г/л. Если этого недостаточно, волокна обрабатывают слабым раствором азотной кислоты, а затем промывают в горячей и холодной воде до полного удаления остатков кислоты и красителя.

Последовательность распознавания волокон такова:

органолептическое изучение;

испытание на горение;

микроскопическое исследование структуры;

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. При проведении испытания текстильных волокон на горение необходимо иметь спиртовую горелку, пинцет и подложку в виде пластинки из термостойкого материала. Из пробы волокон, предназначенных для анализа, изготовляют элементарную пробу в виде скрученного

жгута длиной до 50 мм. Один конец пробы зажимают пинцетом, другой подводят на короткое время к пламени сбоку, поджигая пробу. Если не удается поджечь пробу сразу, это действие повторяют несколько раз; процесс горения следует наблюдать вне пламени. По окончании горения остаток должен остыть, после чего его можно попытаться растереть пальцами. Весь процесс испытания на горение необходимо проводить над термостойкой пластиной.

Микроскопическое исследование структуры. Более точное распознавание текстиль-

ных 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 с помощью светового микроскопа готовят препараты продольного вида и поперечных срезов волокон. Препараты могут быть временными — для одноразового анализа и постоянными — для многократного использования. При приготовлении препаратов используют предметные и покровные стекла. Предметные стекла предназначены для размещения анализируемых объектов и представляют собой прямоугольные пластины толщиной 1 мм, шириной 26-90 и длиной 46 — 120 мм, изготовленные из прозрачного бесцветного силикатного стекла (ГОСТ 9284—75). Покровные стекла служат для покрытия исследуемых объектов, они имеют толщину 0,17 мм, ширину 9 —80 мм и длину 9—100 мм (ГОСТ 6672 — 75).

Для приготовления временных препаратов продольного вида на предметное стекло пипеткой или стеклянной палочкой наносят 1 — 2 капли дистиллированной воды или глицерина, не вызывающего набухание волокон (при исследовании шерсти и шелка). В жидкость помещают отрезки волокон, равномерно разделяя и распределяя их препаровальной иглой. Затем покрывают препарат покровным стеклом. Для этого, держа предметное стекло в левой руке, большим и средним пальцами берут за ребра покровное стекло, ставят нижним ребром на смоченный участок предметного стекла и, придерживая указательным пальцем покровное стекло, медленно опускают его на смоченные волокна. При этом необходимо следить, чтобы под покровным стеклом не образовывались пузырьки воздуха, которые мешают рассмотрению объекта. Излишек влаги удаляют с препарата фильтровальной бумагой.

Препараты поперечных срезов получают с помощью микротомов. Предварительно волокна должны быть помещены в среду, с которой они связываются в одно целое, приобретая при этом твердость и эластичность, необходимые для изготовления срезов. В качестве такой среды обычно используют коллодий, парафин, целлоидин, глицерин-камедь и др. Самым простым по устройству является ручной микротом (рис. 1.7). Объект в виде подготовленного пучка волокон вставляется снизу в одно из отверстий столика,

после чего столик надевают на стойку так, чтобы объект попал в зажим микротома. После закрепления объекта в зажиме столик фиксируется винтом на стойке. Выступающую над столиком часть объекта срезают вручную бритвой вровень с плоскостью столика. Чтобы получить срез определенной толщины, столик опускается поворотом гайки. За один оборот гайки столик опускается на 1 мм. Соединенная с гайкой шкала разделена на 50 частей; следовательно, при повороте гайки на одно деление столик опустится на 0,02 мм. Этой величиной определяется минимальная толщина среза. При срезании выступающей части объекта бритву держат с небольшим наклоном (под углом 12—15° к плоскости столика) и ведут на

Рис. 1.7. Ручной микротом: 1 — зажим; 2 — отверстия столика; 3 — столик; 4 — винт; 5 — стойка; 6 — шкала; 7 — гайка

себя. Поперечный срез волокон переносят с лезвия ножа на предметное стекло, накрывают покровным стеклом и под него вводят пипеткой или стеклянной палочкой дистиллированную воду или другую жидкость.

Постоянные препараты, предназначенные для многократного использования, должны быть устойчивыми к длительному хранению и не способствовать развитию микроорганизмов. В качестве среды для приготовления постоянных препаратов наибольшее распространение получила смесь глицерина с желатином, которая при повышенной температуре находится в жидком состоянии, а при охлаждении быстро затвердевает, оставаясь прозрачной.

При исследовании строения текстильных волокон чаще всего используют световые биологические микроскопы «Виолам» (С — студенческие, Р — рабочие, Д — дорожные). Микроскоп «Био-лам С-11» (рис. 1.8) устроен следующим образом.

На основании закреплена коробка, с одной стороны которой имеется паз для перемещения направляющей с тубу содержателем. В верхней части тубусодержателя укреплена головка револьверного устройства, имеющая гнезда, в которые ввинчиваются сменные объективы. Смена объективов осуществляется поворотом револьверного устройства; центрированное положение объектива обеспечивается фиксатором-защелкой, расположенным внутри револьвера. Подвижный тубус находится в верхнем гнезде головки и может поворачиваться вокруг вертикальной оси, выбранное положение насадки фиксируется винтом. На коробке жестко смонтирован предметный столик с пружинными держателями. Под предметным столиком располагается конденсор на кронштейне, который может перемещаться рукояткой 15 по направляющим коробки. Под конденсором находятся апертурная диафрагма, откидная линза и зеркало. Для грубой фокусировки используют рукоятку 2, для тонкой микрометрической фокусировки — диск 16.

Рис. 1.8. Микроскоп «Биолам С-11»:

1 — основание микроскопа;

2 — рукоятка грубой фокусировки;

3 — коробка; 4 — тубусодержатель;

5 — головка револьверного устройства;

6 — винт; 7 — тубус; 8 — гнездо объектива;

9 — объектив; 10 — предметный столик;

11 — конденсор; 12 — апертурная диафрагма;

13 — зеркало; 14 — кронштейн; 15 — рукоятка;

16 — диск тонкой фокусировки

К микроскопу прилагается набор сменных объективов: 8 × 0,2; 40 × 0,65; 90 × 1,25. В принятом обозначении первое число означает увеличение объектива, второе — его апертуру, характеризующую способность объектива изображать мельчайшие детали объекта. Увеличение компенсационных окуляров 7× и 15× указано на их оправах. Основными оптическими характеристиками микроскопа являются общее увеличение, разрешающая способность и поле зрения. Общее увеличение микроскопа является произведением числовых значений увеличения объективов и окуляров. Разрешающая способность микроскопа — это наименьшее видимое расстояние между двумя точками или линиями объекта. Поле зрения — диаметр освещенного круга, видимого в окуляр микроскопа.

Так как объектив 8×0,2 имеет небольшую разрешающую способность, но обладает значительным полем зрения, его используют в качестве поискового. Наблюдение и зарисовки строения текстильных волокон следует вести с помощью объективов 40 × 0,65 и 90×1,25.

Методика работы с микроскопом следующая. На предметный столик микроскопа помещают подготовленный препарат, закрепляя предметное стекло пружинными клеммами или в препаратоводителе.

Анализ строения волокон начинают при малом их увеличении, поэтому переводят в рабочее положение объектив 8×0,2 и вставляют в тубус окуляр 7×. Микроскоп располагают на рабочем столе таким образом, чтобы его зеркало было направлено в сторону источника света. Далее, поворачивая зеркало микроскопа плоской стороной к источнику света, добиваются равномерного, но не сильного освещения объекта. Затем открывают апертурную диафрагму, вводят в ход лучей откидную линзу и перемещают конденсор до такого положения, при котором поле зрения будет полностью освещено, и производят фокусировку микроскопа на объект. Для этого, смотря сбоку на микроскоп, вращением рукоятки 2 медленно опускают объектив почти до соприкосновения его с покровным стеклом. Далее, наблюдая в окуляр, медленно поднимают объектив вращением рукоятки в обратную сторону до появления изображения объекта. Окончательную фокусировку четкого изображения производят с помощью диска 16. При малом увеличении можно изучить не только видимую часть объекта, но и особенности его строения по всей протяженности. Для этого, наблюдая в окуляр и регулируя фокусировку, можно рукой или с помощью препаратоводителя перемещать покровное стекло на предметном столике.

Выбрав наиболее характерный участок объекта, переходят к его изучению при большем увеличении, для чего перемещают его в центр поля зрения. Далее поднимают рукояткой тубус, поворачивают револьверное устройство, устанавливая соответствующий объектив и окуляр 15×. Порядок работы с микроскопом при отыскании объекта в поле зрения при большом увеличении и его фокусировке аналогичен порядку работы при малом увеличении. Конденсор поднимают вверх до упора и регулируют отверстие апертурной диафрагмы так, чтобы получилось наиболее контрастное изображение. Далее делают зарисовку изображения.

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.

Результаты практического занятия представляют в виде таблицы, составленной по форме 1.1.

Форма 1.1

Воло-кно	Продо-льный вид	Попе-речный срез	Особенности горения	Раство-ритель
При внесении в пламя	В пламени	При удалении из пламени	Запах и характер остатка

Контрольные вопросы

1. Каковы отличительные признаки горения гидратцеллюлозных волокон?

2. Каковы характерные признаки горения белковых волокон?

3. Какие волокна горят коптящим пламенем?

4. Каковы отличительные особенности строения различных типов шерстяных

волокон?

5. Чем отличаются волокна хлопка разной степени зрелости?

6. Каким способом можно различить ацетатное и триацетатное волокна?

7. Какие волокна при горении плавятся?

8. Какова разница в строении элементарных и технических волокон льна?

9. По какому внешнему признаку легко отличить хлопковое волокно от элементарного льняного?

10.Какие искусственные и синтетические волокна имеют одинаковый вид под микроскопом?

Практическое занятие № 2

КАЧЕСТВЕННОЕ И КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОЛОКНИСТОГО СОСТАВА ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

План занятия:

1. Определение вида текстильных нитей.

2. Проанализировать волокнистый состав текстильных материалов.

3. Определить (по указанию преподавателя) количественное содержание волокон

в образце материала.

Основные сведения

В ассортименте современных материалов для одежды значительную долю занимают материалы, которые вырабатываются из нитей различного вида и волокнистого состава. Это один из способов получения материалов разнообразных по свойствам и внешнему виду. Наряду с этим выпускаются материалы однородные по строению текстильных нитей и волокнистому составу. Умение распознавать материалы по их строению позволяет в определенной степени прогнозировать их свойства и поведение при изготовлении и эксплуатации швейных изделий.

Для анализа студенту предоставляют пять-шесть образцов текстильных материалов (ткани, трикотажные полотна). Порядок выполнения работы следующий: вначале проводят анализ структуры всех текстильных нитей, используемых в образце, и определяют их вид по принятой классификации; затем осуществляют анализ волокнистого состава нитей; по указанию преподавателя для одного из образцов определяют количественный состав волокон.

Определение строения нитей. Нить извлекают из структуры материала: у ткани — по основе и утку, у трикотажа — роспуском переплетения. Если исследуется ткань из различных видов нитей, то анализируют каждый вид. Анализ проводят путем раскручивания нити, определяя направление крутки и число сложений, и ее визуального изучения с помощью увеличительной лупы или микроскопа при малой степени увеличения. В результате делают зарисовку структуры нити и составляют ее полное название по классификации.

Определение волокнистого состава нитей. Для распознавания качественного волокнистого состава используют органолептический метод, испытание на горение, микроскопические исследования и микрохимические испытания. Волокнистый состав всех извлеченных нитей устанавливают раздельно. Состав крученых и комбинированных нитей определяют отдельно по составляющим нитям.

Особенность анализа смешанной пряжи состоит в том, что практически невозможно разделить составляющие ее волокна. При микроскопическом исследовании можно установить однородность и неоднородность материала по волокнистому составу и количество компонентов. Определить вид волокон можно только при наличии характерных особенностей строения. При испытании на горение смешанной пряжи или неоднородных нитей могут проявляться признаки, характерные для каждого составляющего вида волокна.

Например, сжигание смешанной шерстолавсановой пряжи сопровождается копотью, запахом жженого пера и образованием темного ноздреватого комочка, при растирании которого остается твердый остаток на конце нити. Пряжа из волокон хлопка, вискозы или льна, смешанных с полиэфирными волокнами, при горении выделяет копоть, а на кончике образуется твердый черный нерастирающийся остаток с легким серым пеплом. При схожести признаков окончательно устанавливают вид волокна путем химических испытаний.

Определенные трудности возникают при анализе основовязаных трикотажных и вязально-прошивных нетканых полотен, так как они практически не распускаются. Поэтому для испытания на горение от пробы отрезают тонкие ленточки полотна. Для микроскопического анализа рекомендуется измельчать пробы (ГОСТ Р 50721-94).

Количественное определение волокнистого состава. Количественный анализ неоднородных или смешанных текстильных материалов состоит в определении массовой доли составляющих волокон и нитей в процентах к массе пробы. Так как текстильные материалы могут содержать жиры, аппреты, отделочные препараты, необходимо удалить эти вещества до проведения анализа. Для этого пробы эстрагируют в аппарате Сослета с помощью петролейного эфира в течение 1 ч с последующим промыванием в холодной и горячей воде (ГОСТ Р ИСО 18833 — 99). В зависимости от особенности строения материала и вида нитей применяют различные методы количественного анализа.

Метод разделения (распускания) пробы применяется в случае использования в структуре материала нитей разного волокнистого состава или неоднородных нитей и при условии возможности деления материала на нити (ткани, поперечновязаный трикотаж, нитепрошивные нетканые полотна и т.п.).

Для проведения анализа используют элементарные пробы размером не менее 100 × 100 мм. Если раппорт рисунка образуют нити разных видов, то при мелкоузорчатом переплетении размеры элементарной пробы должны быть кратны раппорту, при крупноузорчатом — по размерам раппорта. Из ткани элементарные пробы вырезают строго по нитям основы и утка, из трикотажного полотна — по петельным рядам и столбикам (ГОСТ Р 50721—94).

Элементарную пробу полностью разделяют (распускают) на нити, отделяя их по волокнистому составу. Если имеются комбинированные нити, их также разделяют на составляющие нити. Полученные пучки нитей выдерживают при нормальных атмосферных условиях согласно требованиям ГОСТ 10681—75, после чего сначала взвешивают раздельно каждый пучок, а затем все вместе. Массовую долю каждого компонента рассчитывают по формуле

Сi= lOOMi/Mo, (2.5)

где Сi — массовая доля i -го компонента, %; Mi — масса i -го компонента;

М_о — масса пробы.

Метод количественного химического анализа применяется для определения массовой доли волокон в материалах, изготовленных из смешанной пряжи, или в материалах, которые нельзя разделить на отдельные нити (основовязаные трикотажные полотна, нетканые материалы и т. п.). Сущность метода заключается в определении массовой доли волокон путем удаления одного из компонентов растворением. В первую очередь удаляют волокно, составляющее большую часть смеси. В многокомпонентной смеси последовательно растворяют каждое составляющее волокно в таком порядке: шерстяное, ацетатное, полиамидное, хлопковое (вискозное), полиэфирное (полиакрилонитрильное). При подборе растворителя можно воспользоваться рекомендациями стандартов

ГОСТ Р 50721-94, ГОСТ Р ИСО 1833-99, ГОСТ Р ИСО 5088-99 или табл. 2.1.

Для проведения анализа из предварительно очищенной точечной пробы материала вырезают элементарную пробу массой не менее 1г и измельчают ее. Затем высушивают в открытой стеклянной бюксе в термошкафу до постоянной массы, охлаждают в эксикаторе и взвешивают в закрытом стаканчике (стаканчик позднее взвешивают отдельно). Далее пробу обрабатывают соответствующим химическим реактивом (модуль ванны 1:50), который растворяет один из компонентов смеси. Раствор фильтруют, остаток промывают, высушивают до постоянной массы и взвешивают. Массовую долю нерастворившихся волокон определяют по формуле

Ci=100Mid/M₀ (2.6.)

где M_i — масса оставшихся волокон; d — поправочный коэффициент, учитывающий влияние растворителя на нерастворим компонент смеси (устанавливается экспериментально по Р ИСО 1833 — 99, Р ИСО 5088—99); М_о — масса исходной пробы ткани.

Метод комбинированного количественного анализа заключается в определении массовой доли волокон разделением или роспуском с последующим химическим анализом. Метод применяется для анализа материалов, в составе которых используется смешанная пряжа в сочетании с различными видами однородных и неоднородных нитей.

Результаты анализа строения нитей и волокнистого состава заносят в таблицу, составленную по форме 2.3.

Материал	Нить	Рисунок нити	Волокнистый состав
Признаки горения	Продольный вид	Вид волокна

Форма 2.3

Результаты количественного анализа волокнистого состава представляют в виде таблиц, составленных по формам 2.4 и 2.5.

Форма 2.4

Материал	Масса элементарной пробы Мо, мг	Волокнистый состав
Вид волокна	Масса пучка М1, мг	Массовая доля волокна С, %