Химические волокна таблица. Химические волокна
Таблица волокон. Волокно. Формула. Свойства. Применение. Хлопок(хлопчатобумажная ткань). Шерсть. -----------. Натуральный шелк. -----------. Вискозное. Ацетатное. Лавсан. Капрон. (CH6H10O5)n. (C6H10O5)n. OCOCH3 (C6H7)---- OCOCH3 OCOCH3. (-C-C6H4-C-CH2-CH2-O-)n. (-N-(CH2)5-C-)n. Гигиенично, имеет высокую прочность, стойкость к стиранию, стирке, воздействию света, но не обладают необходимой упругостью, т. е. вытягивается и сильно мнется. Устойчиво к кислотам и щелочам. Изготовление разного вида одежды, полотенец, носовых платков, тканей для обивки мебели, портьер, а также марли, технической ткани различного назначения, тарной и упаковочной ткани, летних одеял, покрывал и скатертей. Обладает свойствами извитости, длины, прочности, растяжимости, упругости, жесткости, пластичности, эластичности, гигроскопичности, цвета, блеска. Не устойчиво к кислотам и щелочам. Изготовление различной ткани, трикотажа, ковров, валяльно-войлочных изделий, высококачественного бобрика, одеял, пледов. Обладает свойствами большой гигроскопичности, легкой накрашиваемости, приятного умеренного блеска. Обладает хорошими механическими свойствами. Малоустойчиво к действию щелочей, более устойчиво к действию минеральных кислот и органических растворителей. К действию света устойчивость шелка невелика. Изготовление платьев, сорочек, подкладок, плащей, костюмов, пальто, галстуков, предметов женского туалета, галантерейных изделий, а также платков, скатертей и покрывал. Высокая гигиеничность, гигроскопичность. Большая потеря прочности в мокром состоянии, легкая сминаемость, недостаточная устойчивость к трению и низкий модуль упругости, особенно в мокром состоянии. Малоустойчиво к щелочам и кислотам, более устойчиво к органическим растворителям. Выработка шелковых и штапельных тканей, трикотажных изделий, тканей различного назначения из смесей вискозного волокна с хлопком или шерстью, а также др. химическими волокнами. Высокая эластичность (низкая сминаемость), приятно на ощупь, мягко, пропускает ультрафиолетовые лучи; прочность при разрыве невысока, невысокая термостабильность, низкая устойчивость к истиранию и высокая электризуемость. Волокно малоустойчиво к действию даже разбавленных растворов щелочей и кислот; растворяется в некоторых органических растворителях. Изготовление товаров широкого потребления (верхней одежды, дамского нижнего белья, подкладочных и плательных тканей). Ацетатное штапельное волокно применяют для изготовления тонких сукон и некоторых трикотажных изделий. Высокая термостойкость. Растворяется в фенолах, частично (с разрушением) в концентрированных серной и азотной кислотах; полностью разрушается при кипячении в концентрированных щелочах. Устойчиво к действию ацетона, четыреххлористого углерода, дихлорэтана и др. растворителей, микроорганизмов, моли, плесени, коврового жучка. Невысоки устойчивость к истиранию и сопротивление многократным изгибам, более высокая ударная прочность. Сильная электризуемость, склонность к пиллингу, жесткость изделий. Используется при изготовлении транспортерных лент, приводных ремней, веревок, канатов, парусов, рыболовных сетей и тралов, бензо- и нефтестойких шлангов, электроизоляционных и фильтрованных материалов, в качестве шинного корда. Применяют в медицине. Текстильная нить идет на изготовление трикотажа, тканей типа тафты, крепов и др. В чистом или смешанном виде используют для изготовления искусственного меха, ковров. Обладает свойствами высокой термостойкости, высокой прочности при растяжении, отличной стойкости к истиранию и ударным нагрузкам. Устойчиво к действию многих химических реагентов, хорошо противостоит биохимическим воздействиям, окрашивается многими красителями. Растворяется в концентрированных минеральных кислотах, феноле, крезоле, трихлорэтане и др. Плохо устойчиво к действию света, особенно ультрафиолетовых лучей. Сильно электризуется. Используется в производстве товаров широкого потребления, шинного корда, резинотехнических изделий, фильтровальных материалов, рыболовных сетей, щетины, канатов и др. Большое распространение получили текстурированные (высокообъемные) нити из капрона.
Слайд 4 из презентации «Волокна»Размеры: 720 х 540 пикселей, формат: .jpg. Чтобы бесплатно скачать слайд для использования на уроке, щёлкните на изображении правой кнопкой мышки и нажмите «Сохранить изображение как...». Скачать всю презентацию «Волокна.ppt» можно в zip-архиве размером 1620 КБ.
Ткани
«Свойства химических волокон» - Мировое потребление основных видов текстильных волокон (в млн.т). По сухому методу формуют волокна из ацетата целлюлозы, сополимеров полиакрилонитрила и поливинилхлорида. Классификация синтетических волокон из синтетических высокомолекулярных органических соединений. Этапы формования химических волокон.
«Синтетическое волокно» - При производстве волокон в фильере может быть до 40 000 отверстий. Струйки, вытекающие из фильер, затвердевают, образуя нити. Сырье для искусственных волокон получают путем выделения из веществ, образующихся в природе. Вытягивание и термообработка волокна. После вытягивания нити подвергаются термофиксации.
«Виды тканей» - По цвету шкурка может быть натуральная и крашеная. Искусственный мех изготавливают на трикотажной или тканной основе. Утепляющие материалы. Ленты: атласная, жаккардовая, капроновая, декоративная. Механический способ. Вязально-прошивочный способ. Прокладочные материалы служат для придания жесткости деталям швейного изделия.
«Особенности тканей» - Пороки пряжи. Исследовательская работа. Полотняное переплетение. Размеры ткани. Геометрические свойства. Способность ткани изменять влагостойкость. Прорубаемость зависит от плотности ткани. Блеск. Скольжение. Воздухопроницаемость. Способность к формированию. Округлые складки. Возможность растянуть ткань под утюгом.
Разделы: Технология
Цели урока:
1. Ознакомить учащихся с классификацией
текстильных волокон.
2. Изучить понятия “пряжа”, “прядение”.
3. Дать краткие сведения о профессиях прядильного
производства.
4. Способствовать формированию и развитию
трудовых и эстетических качеств.
5. Воспитывать уважение к работающему человеку.
К уроку необходимо:
Инструменты и приспособления: ручки, тетради,
альбом, карандаши;
- пособие “волокна”.
Дидактическое обеспечение:
Слайды по теме “Материаловедение” 5 класс;
- материалы для контроля знаний учащихся:
карточки проверки знаний.
Методы обучения:
Словесные - загадки, беседа о профессиях;
- наглядные -
слайды, пособия “Хлопок”,
“Лён”;
- практические
- самостоятельные работы
учащихся по изучению свойств волокон.
Тип урока: урок приобретения учащимися новых знаний.
План урока
1. Организационный момент.
1. Приветствие.
2. Проверка явки учащихся.
3. Заполнение классного журнала.
4. Проверка готовности учащихся к уроку.
5. Сообщение темы урока.
2. Актуализация знаний учащихся, межпредметные связи.
3. Сообщение новых сведений:
1. Классификация текстильных волокон.
2. Получение волокон хлопка.
3. Получение волокон льна.
4. Свойства волокон растительного происхождения
5. Процесс получения пряжи.
4. Физкультминутка.
5. Практическая работа:
- выполнение схемы “классификация текстильных
волокон”;
- заполнение таблицы – “свойства волокон хлопка
и льна”.
6. Закрепление нового материала.
1. Что такое материаловедение?
2. Что такое волокно?
3. Получение волокон хлопка.
4. Получение волокон льна.
5. Свойства текстильных волокон.
6. Производственные этапы изготовления пряжи.
8. Подведение итогов урока.
Ход урока
Обратите внимание, на доске написаны две загадки.
Пушист, да не пух,
И бел, да не снег,
На поле растёт
Замечательный мех.
Голубой глазок, золотой стебелёк,
Скромный на вид, на весь мир знаменит,
Кормит, одевает, и дом украшает (приложение
1)
В процессе изучения нового материала вы сможете их отгадать.
Объяснение нового материала (слайд 1). Презентация
Чтобы правильно подобрать ткань для швейного изделия, и правильно за ним ухаживать, необходимо знать, из чего изготовлена ткань.
Швейное материаловедение изучает строение и свойства материалов, используемых для изготовления швейных изделий (слайд 2).
Известны три основных способа производства швейных материалов: способ ткачества; способ вязания; химический и механический способ.
Ткань вырабатывают из пряжи на ткацких станках, а пряжу – из волокон.
Волокно – это гибкое, прочное тело, длина которого во много раз больше, чем его поперечный размер (записи в тетради учащихся).
Текстильные волокна – это волокна, которые используют для изготовления пряжи, ниток, тканей и других текстильных материалов.
Текстильные волокна очень разнообразные, но все они делятся на две основные группы: натуральные и химические.
Натуральные волокна создаёт сама природа. Натуральные волокна – это волокна растительного, животного и минерального происхождения.
Химические - это волокна, которые получают химическим способом в заводских условиях (записи в тетради) (слайд 3, 4).
Получение волокон хлопка
Хлопчатник - однолетнее растение, плод – коробочка с большим количеством семян, покрыты длинными волосками, они и называются волокнами – хлопок (слайд 5, 6).
Хлопчатник выращивают в южных государствах, так как необходимо большое количество солнца и влаги: в Таджикистане, Узбекистане, Туркмении, Индии, Китае (записи в тетради учащихся).
Свойства текстильных волокон (заполнение таблицы учащимися) (слайд 7).
Свойства волокон хлопка (слайд 8)
Природный цвет – белый или кремовый. Хлопок характеризуется высокой прочностью, малой упругостью, поэтому ткани сильно сминаются, дают большую усадку при стирке. Хлопок быстро впитывает влагу, на ощупь мягкие и теплые.
Волокна хлопка горят ярко-желтым пламенем, образуя серый пепел и запах жженой бумаги.
Из хлопка вырабатывают ткани бельевые, платьевые, костюмные, изготавливают полотенца и постельное белье, швейные нитки и пряжу.
Получение волокон льна
Лен – однолетнее травянистое растение, дающее волокно такого же названия. Для получения волокон используют стебель растения льна – долгунец (слайд 9, 10, 11).
Цвет волокон – светло-серый, с блестящей и гладкой поверхностью, обладают большой прочностью и воздухопроницаемостью.
Гигроскопичность больше, чем у хлопка, выдерживает большую температуру нагрева утюга.
Используют льняное волокно для производства летних костюмных тканей, белья, скатертей, полотенец, для пошива рабочей одежды. Из льняного волокна получают различные ткани от брезента до батиста, широко используемые в технике и быту.
В семенах льна содержатся масла, имеющего важное техническое значение. Из него приготовляют олифу, лаки, масляные краски. Льняное масло и сами семена применяют и в медицине.
Выполнение практической работы №1
1. Используя наши коллекции “Волокна” вам нужно сравнить между собой волокна хлопка и льна по внешнему виду и на ощупь. Выполнить рисунок хлопчатника и льна - долгунца в тетради и заполнить таблицу.
| Свойства волокон | Хлопок | Лен |
| Воздухопроницаемость | ||
| Гигроскопичность | ||
| Прочность | ||
| Упругость |
2. В ходе самостоятельной работы учитель следит за правильностью выполнения работы. Если учащимися, допускается много ошибок или возникают затруднения в работе, проводится инструктаж.
Вы познакомились с хлопчатобумажными и льняными волокнами.
Получение пряжи и нитей
Процесс получения пряжи и нитей называется прядением (слайд 12).
Цель прядения – получение равномерной по толщине пряжи.
Для изготовления тканей различного назначения требуется разная пряжа. В одних случаях нужна пряжа тонкая и гладкая (костюмные или бельевые ткани), в других толстая и пушистая (фланель, байка).
Из истории прядения
Веретено, при помощи которого осуществлялось прядение – одно из самых древних орудий человеческой культуры. Затем появились прялки (слайд 13).
Прялка на протяжении веков была непременной принадлежностью крестьянского дома. Была она полностью деревянной, часто с узорами, вырезанными по дереву или нарисованными. И прядение, и ткачество были занятиями нелёгкими, утомительными. От пряхи требовалось и умение, и терпение, и усидчивость. Иначе нить получалась неровная, непрочная. Естественно, что и полотно из такой пряжи выходило далеко не первосортным. Отсюда и пословица: “Какова пряха, такова на ней и рубаха”.
Основные профессии прядильного производства
На прядильных фабриках работают рабочие различных профессий (слайд 14):
Оператор чесальных машин работает на чесальных машинах, производит загрузку волокон в машину, ликвидирует обрыв ленты при выходе из машины.
Оператор крутильного оборудования работает на крутильных машинах, следит за качеством кручения пряжи, производит смену бобин с пряжей, регулирует натяжение нитей, ликвидирует обрывы пряжи.
Оператор мотальной машины перематывает пряжу и нити на мотальных машинах, ликвидирует обрывы пряжи, следит за натяжением нити.
Оператор ровничного оборудования обслуживает ровничные машины, следит за качеством сходящей с машины ровницы.
Прядильщица работает на прядильных машинах, проверяет качество ровницы и нитей, поступающих на прядильные машины. Она наблюдает за качеством вырабатываемой пряжи, ликвидирует обрыв пряжи.
Рабочие всех профессий должны знать устройство машин, на которых они работают, причины возникающих неполадок, способы предупреждения и устранения брака в работе.
Все рабочие обязаны соблюдать правила безопасности труда и пожарной безопасности, следить за порядком на своих рабочих местах.
Вопросы для закрепления новой темы:
1. Какие текстильные волокна вам известны? (Мы
знаем волокна натуральные и химические)
2. Какие натуральные волокна мы сегодня изучили?
(Мы изучили волокна растительного происхождения
– хлопок и лён)
3. О чём говорится в загадках? (В одной загадке
говорится о хлопке, а во второй о льне)
Подведение итогов: выставление оценок по заполненным учащимися таблицам и рефлексия (приложение 2). (Слайд 15, 16)
Основные понятия материаловедения
Материаловедение – прикладная наука, изучающая строение и свойства материалов.
Ассортимент швейных материалов разнообразен, что позволяет изготавливать одежду для разных сезонов носки и обеспечивать необходимые функции изготавливаемых изделий. Существуют следующие группы материалов, используемых в швейном производстве:
Трикотаж;
Нетканые полотна;
Натуральный мех;
Натуральная кожа;
Искусственный мех;
Искусственная кожа;
Материалы с плёночным покрытием;
Плёночные материалы;
Комплексные материалы.
Виды материалов, составляющих пакет швейного изделия:
Основные материалы, или покровные, которые используются в качестве верха швейных изделий (текстиль, натуральные и искусственные кожа и мех, материалы с плёночным покрытием, плёночные и комплексные, т.е. составные, материалы);
Подкладочные материалы;
Прокладочные материалы;
Утепляющие материалы (вата, ватин, поролон, мех);
Скрепляющие материалы (швейные нитки, пряжа, клеевые материалы);
Прикладные материалы, используемые для укрепления, отделки или прикрепления деталей швейных изделий (тесьма, лента, кружева, шнуры, стропы и др.);
Фурнитура – вспомогательные изделия, которые служат для застёгивания одежды (пуговицы, крючки, петли, «молнии», кнопки, пряжки, текстильные застёжки «велкро», блочки).
Текстильные материалы, или текстиль – материалы или изделия, полученные из волокон и нитей. К ним относятся ткани, трикотаж, нетканые полотна, швейные нитки, пряжа. Нетекстиль : плёночные материалы, натуральные мех и кожа, металлическая фурнитура.
Все материалы, используемые в швейном производстве, в зависимости от целевого назначения принято разделять на группы:
для белья и сорочек, плательные, костюмные, для плащей и курток, пальтовые, мебельные, гардинные, технические. Чтобы правильно сделать выбор материалов для того или иного изделия, необходимо чётко представлять требования, которые предъявляют к изделию, и хорошо знать, какие из имеющихся материалов обладают нужными свойствами. Например, для сорочечной и бельевой группы материалов в первую очередь предъявляются гигиенические требования, так как изделия из них находятся в контакте с телом человека. Для плательных материалов важными являются показатели эстетичности, а для пальтовых – теплозащитные свойства. Пакет изделия формируют из разных материалов с учетом совместимости их свойств. Например, подкладка для пальто используется более плотная и менее воздухопроницаемая, чем для платья.
Классификация волокон
Текстильное волокно – протяжённое тело, гибкое и прочное, с малыми поперечными размерами, ограниченной длины, пригодное для изготовления пряжи и текстильных изделий. Волокна текстильные бывают элементарными и комплексными.
Элементарное волокно – одиночное волокно, которое не делится в продольном направлении без разрушения.
Комплексное (техническое) волокно – волокно, состоящее из нескольких элементарных волокон, скрепленных продольно. Скрепление элементарных волокон может быть склеиванием (лен, пенька, джут) или силами кристаллизации (асбест). Комплексное волокно может делиться на элементарные волокна без разрушения.
Текстильная нить отличается от волокна большей длиной. Нить, полученная путём прядения волокон, называется пряжей. Шёлковую нить получают, разматывая кокон тутового шелкопряда. Химические нити формируют из полимера.
В зависимости от происхождения текстильные волокна делятся на натуральные и химические . К натуральным относятся волокна, создаваемые природой без участия человека. Они бывают растительного, животного или минерального происхождения.
Натуральные волокна растительного происхождения получают с поверхности семян (хлопок), из стеблей (лён, пенька, джут, рами, кенаф), из листьев (сизаль, абака), из оболочек плодов (койр – из покрова скорлупы кокосовых орехов). Природный полимер, образующий растительные волокна – целлюлоза.
К натуральным волокнам животного происхождения относятся шерсть и шёлк. Шерсть – волосяной покров животных, волокнообразующий полимер – кератин. Шёлк – коконная нить тутового или дубового шелкопряда, волокнообразующий полимер – фиброин. Кератин и фиброин относятся к высокомолекулярным белковым соединениям.
Химические волокна подразделяют на искусственные и синтетические.
Искусственные волокна получают путём химической переработки природных полимеров растительного и животного происхождения. Сырьём для них служат древесина, семена, молоко и т.д. К искусственным относятся вискозное, ацетатное и триацетатное, медно-аммиачное волокна.
Синтетические волокна получают путём химического синтеза полимеров из более простых соединений, входящих в состав продуктов переработки нефти и каменного угля. Это полиамидные, полиэфирные, полиуретановые, полиакрилонитрильные (ПАН), поливинилхлоридные (ПВХ), поливинилспиртовые, полиолефиновые волокна.
Основные характеристики волокон и нитей
Геометрические свойства
1. Длина волокна L, мм характеризуется наибольшим расстоянием между его концами в распрямленном состоянии. Из более длинных волокон получают более тонкую и более прочную пряжу. Определяют длину волокон органолептическим способом путем промера одиночных волокон или измерением с помощью специальных приборов.
Извитость волокон придает им пушистость, объемность, способствует- увеличению цепкости волокон при переработке их в пряжу. Извитость характеризуется количеством извитков, приходящихся на единицу длины волокна. Важное значение имеют степень извитости и устойчивость извитков.
Чистота волокон является одним из свойств, характеризующих их однородность. Волокнистая масса может содержать сорные примеси и различные дефектные волокна в виде комочков, узелков, которые отрицательно сказываются на свойствах получаемой из этих волокон пряжи.
2. Толщина – измерение затруднено из-за сложной формы поперечного сечения, поэтому используют косвенные характеристики.
Линейная плотность Т, текс –, т.е. масса волокна длиной 1 км. Текс (от лат. texo - ткать)- единица линейной плотности (г/км), применяемая для измерения толщины волокон и нитей. Текс – масса единицы длины волокна, определяет массу в граммах одного километра нити или волокна. Текси - десять единиц текс. Децитекс – одна десятая текс
Т= m/L , где m – масса волокна
1 текс=1г/1км
Текси =10Тект, Децитекс=1/10 Текс
Миллитекс (мтекс) = мг/км.
Также в метрической системе пользуются номером нити (в м/г) - длина одного грамма нити (номер нити = 1000/текс). Номер метрический – характеристика тонины волокон и нитей, замененная в настоящее время противоположной характеристикой их толщины - линейной плотностью.. Номер метрический (Nm) определяется отношением длины отрезка волокна (нити) l к его массе g (мм/мг), м/г.
N m = l/g (мм/мг, м/г, км/кг).
Nm=1м/1г=1мг/1мм=1000/1Текс
1Nm это масса в граммах 1 метра нити или масса в мг 1 мм волокна. Чем больше номер, тем тоньше волокно или нить и наоборот.
Формула: 1000/Nm = tex или Nm * tex=1000
Например:
Текс (tex) = 1000*2 / 32 = 62 (или 31*2)
31*2 Текс (tex) означает, что пряжа состоит из двух скрученных нитей, и 1 км каждой весит 31г.
Таким образом, ТЕКС показывает массу в граммах одного километра пряжи.
Метрический номер № 32/2.
Но нас интересует метрический номер пряжи для машинного вязания № 32/2. Именно он(метрический номер пряжи) характеризует длину нити (м), вес которой равен 1 грамму, а также показывает количество одинарных нитей, из которых скручена эта пряжа.
Например, для пряжи № 32/2:
32 - это длина одинарной нити, вес которой равен 1 г.
2 - это число скрученных вместе одинарных нитей.
Номер 32/2 означает, что 1 грамм одинарной нити имеет длину 32 метра, но т.к. пряжа скручена из двух нитей, получается 16 м на 1 г (или1600м/100г). Чем выше номер, тем тоньше и легче нить.
Титр в текстильной промышленности служит для оценки толщины волокон и нитей (в основном шёлковых). Выражается произведением площади поперечного сечения волокна или нити на плотность их вещества (или отношением массы волокна или нити к их длине). Титр стали применять в XVIII веке; с 1900-х используют так называемый легальный титр , численно равный массе нити (в г) длиной 9 км. В СССР с 1956 года вместо титра был принят текс.
Ден (сокращённое от Денье) - внесистемная единица линейной плотности волокон или нитей, то есть отношение их массы к длине. 1 ден = 0,05 г/450 м (1 грамм на 9 километров или 0.00000011 кг/м). Таким образом, ден - чисто техническая характеристика плотности изделия (фактуры ткани или трикотажного полотна), зависящая от количества и качества эластичных волокон и их отношения к количеству нитей ткани или полотна. В основном применяется для чулочно-носочных изделий.
Самой популярной плотностью для каждодневной носки является 15 «den», 30 «den» признана офисным стилем, а 70 - для прохладной погоды. Сверхлёгкие (или очень прозрачные) колготки, плотность которых 15, 12 и 10 «den», подходят к вечерним платьям.
Титр=Ден=1/9 Текс
Механические свойства
3. Разрывное усилие Р р, с Н (гс), – наибольшее усилие, испытываемое волокном к моменту разрыва.
Прочность волокна определяется на динамометрах или разрывных машинах и выражается максимальной разрывной нагрузкой в ньютонах (к), грамм-силах (гс) или килограмм-силах (кгс) Иногда прочность волокон характеризуют разрывной длиной в разрывных километрах (ркм), которую рассчитывают по формуле:
L разр = 0,001NP (ркм),
где L разр - разрывная длина, ркм: N - номер волокна; Р - разрывная нагрузка волокна, гс.
Удельный вес - вес вещества волокна в единице объема. Размерность сн/см3. Обычно в товароведении под термином «удельный вес» подразумевают массу вещества в единице объема и используют такие размерности плотности, как мг/ммг, гс/см3.
4. Удлинение к моменту разрыва. Абсолютное разрывное удлинение l р, мм – увеличение длины волокна к моменту разрыва. Выражается в миллиметрах (абсолютное полное разрывное удлинение) или в процентах (относительно полное разрывное удлинение):
где L р – длина образца к моменту разрыва, L 0 – начальная длина образца
Относительное разрывное удлинение – какую часть от первоначальной длины образца составляет его абсолютное удлинение к моменту разрыва
e р =100 l р / L 0 ,%
5. Полная деформация e пол % – деформация, которую приобретает волокно к концу периода нагружения. Определяется при приложении растягивающих усилий меньше разрывных и последующей разгрузке и отдыхе.
e пол = e у +e э +e п
Упругая деформация e у % – часть полной деформации, которая практически мгновенно изчезает при прекращении действия внешней силы.
Эластическая деформация e э % – часть полной деформации, которая возникает при нагружении и изчезает после разгрузки постепенно.
Пластическая деформация e п % – неизчезающая часть полной деформации.
Эластичность волокна = e у +e э
6. Гигроскопические свойства – способность волокон поглощать влагу.
Фактическая влажность показывает, какую часть от массы сухого волокна составляет влага, содержащаяся в нём при данных атмосферных условиях:
W ф = 100(m-m с) / m с
где m – масса волокна до сушки, m с – масса волокна после сушки.
Волокно высушивают в сушильном шкафу до полного испарения влаги.
Кондиционная влажность W к % – влажность волокна при нормальных атмосферных условиях: t=20°C, относительная влажность воздуха y=65%, атмосферное давление 760 мм рт.ст. Время выдержки образца в н/у 24 часа.
Максимальная влажность (гигроскопичность) W 100 % – это влажность волокна при y=100% и t=20°C.
Гидрофильность – способность к взаимодействию с влагой.
Гидрофобность – отсутствие впитывания влаги полимером волокна.
7. Термические свойства волокон характеризуются их поведением при изменении температуры.
Теплостойкость – температура нагрева, при которой наблюдаются обратимые изменения механических свойств волокон. С понижением температуры эти изменения изчезают.
Термостойкость – температура, выше которой происходят необратимые изменения в структуре и свойствах волокон, волокнообразующий полимер разрушается.
8. Устойчивость к светопогоде – способность волокон сопротивляться разрушающему действию света, кислорода воздуха, влаги и тепла. Она оценивается по изменению механических показателей после длительного воздействия всех факторов светопогоды.
9. Электризуемость – способность накапливать статическое электричество. Электрический заряд возникает при трении поверхностей материалов. Знак заряда зависит от химического строения вещества волокна. Положительно заряжаются капрон, вискоза, природные волокна. Отрицательно – ПВХ, ПАН, фторлон, нитрошелк. Электризация у очищенных материалов выше, чем у неочищенных. Текстильные волокна являются диэлектриками, т.е. не проводят по себе электрический ток. Но наличие на поверхности волокна влаги или пыли (солей электролитов) повышает их собственную электропроводность и рассеивает электростатические заряды. Поэтому гидрофильные природные волокна электризуются меньше, чем гидрофобные синтетические.
В таблице показано, какую полярность приобретают материалы, указанные в головке таблицы, при трении о материалы, указанные в боковике. Одноименные материалы при трении незначительно электризуются, поэтому линию, показывающую трение однородных материалов, называют нейтральной. При трении о кожу человека максимально электризуются мех, шерсть (волокна приобретают – заряд), полипропилен, хлорин (волокна приобретают + заряд). При + заряде кожи человека возникает дискомфорт, а – заряд оказывает благоприятное воздействие на организм.
Химические свойства волокон характеризуются их устойчивостью к действию кислот, щелочей и различных реагентов, которые используются при производстве текстиля и при эксплуатации изделий (стирка, химчистка, действие воска и масел и т.д.).
Трибоэлектрический ряд материалов
| Материал | Мех натуральный | Шерсть | Шелк натуральный | Полиамидный | Ацетатный | Вискозный | Хлопок | Лён | Дерево | Кожа человека | Триацетатный | Пенополиуретан | Полиэфирный | Полиакрилонитрильный | Поливинилхлоридный | Полиэтилен низкого давления | Полипропиленовый | Хлориновый | |
| Мех натуральный | / | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
| Шерсть | - | / | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
| Шелк натуральный | - | - | / | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
| Полиамидный | - | - | - | / | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
| Ацетатный | - | - | - | - | / | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
| Вискозный | - | - | - | - | - | / | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
| Хлопок | - | - | - | - | - | - | / | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
| Лён | - | - | - | - | - | - | - | / | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
| Дерево | - | - | - | - | - | - | - | - | / | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
| Кожа человека | - | - | - | - | - | - | - | - | - | / | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
| Триацетатный | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | / | + | + | + | + | + | + | + | + |
| Полиэтилен высокого давления | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | / | + | + | + | + | + | + | + |
| Пенополиуретан | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | / | + | + | + | + | + | + |
| Полиэфирный | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | / | + | + | + | + | + |
| Полиакрилонитрильный | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | / | + | + | + | + |
| Поливинилхлоридный | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | / | + | + | + |
| Полиэтилен низкого давления | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | / | + | + |
| Полипропиленовый | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | / | + |
| Хлориновый | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | / |
ПРИМЕР: Кожа человека приобретает отрицательный заряд при трении о мех натуральный. Хлориновое волокно приобретает отрицательный заряд при трении о все виды материалов и кожу.
химический волокно полимер синтез
- А) Химические волокна в зависимости от исходного сырья подразделяются на три основные группы:
- - искусственные волокна получают из природных органических полимеров (например, целлюлозы, казеина, протеинов) путем извлечения полимеров из природных веществ и химического воздействия на них;
- - синтетические волокна вырабатываются из синтетических органических полимеров, полученных путем реакций синтеза (полимеризации и поликонденсации) из низкомолекулярных соединений (мономеров), сырьем для которых являются продукты переработки нефти и каменного угля;
- - минеральные волокна - волокна, получаемые из неорганических соединений.
- Б) По химическому составу волокна подразделяются на органические и неорганические волокна.
Органические волокна образуются из полимеров, имеющих в своем составе атомы углерода, непосредственно соединённых друг с другом, или включающие наряду с углеродом атомы других элементов.
Неорганические волокна образуются из неорганических соединений (соединения из химических элементов кроме соединений углерода).
Искусственные волокна
Искусственные волокна (нити) - это химические волокна (нити), получаемые химическим превращением природных органических полимеров (например, целлюлозы, казеина, протеинов или морских водорослей).
Многие путают искусственные и синтетические волокна. Синтетические волокна имеют химический состав, подобный которому не встретить среди природных материалов. Другое дело искусственные волокна. Искусственные волокна получают из полимеров, встречающихся в природе в готовом виде (целлюлоза, белки). Например, вискоза, это та же целлюлоза, что и в хлопке. Только вискозу прядут из древесных волокон. Чтобы получить из "дров" мягкие нити, необходимы разные химические процессы.
Следует, однако, подчеркнуть, что в общем объеме производства химических волокон доля искусственных волокон составляет сейчас менее 15%. Первой и основной причиной резкого снижения доли искусственных волокон в общем объеме производства химических волокон является необходимость использования в технологическом процессе получения основного искусственного волокна токсичного и взрывоопасного сероуглерода и возможность выделения этого вещества, а также сероводорода, в атмосферу, а высокотоксичных цинксодержащих соединений - в водные бассейны.
В то же время необходимо отметить, что из существующих видов химических волокон только искусственные, и прежде всего вискозные, благодаря их высокой гидрофильности и низкой электризуемости, обеспечивают возможность получения материалов с высокими гигиеническими характеристиками (ткани и трикотаж из вискозных нитей и пряжи и из смесей вискозных и синтетических полиамидных и полиэфирных волокон). Поэтому, несмотря на весьма динамичное развитие производства синтетических волокон, реальной альтернативы искусственным волокнам на основе целлюлозы нет. Вместе с тем совершенно очевидно, что дальнейшее развитие промышленности вискозных волокон может быть обеспечено только при условии успешного решения технологических и экологических проблем, что позволит снизить вредность этого производства.
Разделы: Технология
Цели урока:
Образовательная :
- Ознакомить учащихся с технологическим процессом производства химических волокон.
- Ознакомить учащихся со свойствами тканей из искусственных и синтетических волокон.
Развивающая :
- Способствовать формированию и развитию познавательного интереса учащихся к предмету.
- Способствовать формированию и развитию интеллектуальных качеств личности.
- Развивать логическое мышление.
Воспитательная :
- Воспитывать бережное отношение к одежде из натуральных и химических волокон.
- Воспитывать уважительное отношение к труду людей.
Методическое оснащение урока:
- cхема «Текстильные волокна»;
- схема получения химических волокон;
- образцы тканей из химических волокон;
- учебник, рабочая тетрадь;
- лупы;
- материалы для контроля знаний учащихся – тесты.
Методы обучения:
- словесные (объяснение с демонстрацией);
- наглядные (использование компьютера с проектором);
- практические (лабораторная работа по изучению свойств тканей из искусственных, синтетических волокон, шерсти, хлопка).
Ход урока
(В Приложении 1 представлена презентация.)
I. Организация урока
- Проверка готовности учащихся к уроку.
- Сообщение темы и цели урока.
II. Повторение, подготовка к изучению новой темы
- Назовите ткани из натуральных волокон. (Льняные, хлопчатобумажные, шёлковые, шерстяные. )
- Какие свойства тканей из натуральных волокон помогают спортсменам легче переносить нагрузки на тренировках? (Гигроскопичность и воздухопроницаемость, прочность и теплозащитность .)
III. Изучение нового материала
1. Словесно-иллюстративный рассказ
Учитель. Издавна, для производства тканей люди использовали те волокна, которые давала им природа. Вначале, это были волокна диких растений, затем волокна конопли, льна, а также шерсть животных. С развитием земледелия люди начали выращивать хлопчатник, дающий очень прочное волокно.
Но природное сырьё имеет свои недостатки, натуральные волокна слишком короткие, требуют сложной технологической обработки. И, люди стали искать сырьё, из которого можно было бы дешёвым способом получать ткань тёплую, как шерсть, лёгкую и красивую как шёлк, практичную, как хлопок.
Сегодня все текстильные волокна можно представить в виде следующей схемы:
Сейчас в лабораториях синтезируются всё новые и новые виды химических волокон, и ни одному специалисту не под силу перечислить их необъятное множество. Учёным удалось заменить даже шерстяное волокно – оно называется нитрон .
Производство химических волокон включает 5 этапов:
1. Получение и предварительная обработка сырья.
2. Приготовление прядильного раствора или расплава.
3. Формование нитей.
4. Отделка.
5. Текстильная переработка.
Хлопковые и лубяные волокна содержат целлюлозу. Было разработано несколько способов получения раствора целлюлозы, продавливания его сквозь узкое отверстие (фильеру) и удаления растворителя, после чего получались нити, похожие на шёлковые. В качестве растворителей использовали уксусную кислоту, щелочной раствор гидрооксида меди, едкий натр и сероуглерод. Полученные нити называются соответственно:
- ацетатными,
- медноаммиачными,
- вискозными.
На рисунке центрифугальная прядильная машина, где
1- центрифуга,
2 - фильера.
А сама фильера схематично выглядит так:
1 - прядильный раствор,
2 - фильера,
3 - волокна.
При формовании из раствора по мокрому способу струйки попадают в раствор осадительной ванны, где происходит выделение полимера в идее тончайших нитей.
Большую группу нитей, выходящих из фильер, вытягивают, скручивают вместе и наматывают в виде комплексной нити на патрон. Количество отверстий в фильере при производстве комплексных текстильных нитей может быть от 12 до 100.
При производстве штапельных волокон в фильере может быть до 15000 отверстий. Из каждой фильеры получают жгутик волокон. Жгуты соединяются в ленту, которая после отжима и сушки режется на пучки волокон любой заданной длины. Штапельные волокна перерабатываются в пряжу в чистом виде или в смеси с натуральными волокнами.
Синтетические волокна вырабатывают из полимерных материалов. Волокнообразующие полимеры синтезируют из продуктов переработки нефти:
- бензола
- фенола
- аммиака и т.д.
2. Сообщение ученицы
Изменяя состав исходного сырья и способы его переработки, синтетическим волокнам можно придавать уникальные свойства, которых нет у натуральных волокон. Синтетические волокна получают в основном из расплава, например, волокна из полиэфира, полиамида, продавливаемого через фильеры.
В зависимости от вида химического сырья и условий его формирования можно вырабатывать волокна с самыми различными, заранее намеченными свойствами. Например, чем сильнее тянуть струйку в момент выхода её из фильеры, тем прочнее получается волокно. Иногда химические волокна даже превосходят стальную проволоку такой же толщины.
Среди новых, уже появившихся волокон, можно отметить волокна – хамелеоны, свойства которых меняются в соответствии с изменениями окружающей среды. Разработаны полые волокна, в которые заливается жидкость, содержащая цветные магнетики. С помощью магнитной указки можно изменять рисунок ткани из таких волокон.
С 1972 года запущено производство арамидных волокон, которые разделяют по двум группам. Арамидные волокна одной группы (номэкс, конэкс, фенилон) используют там, где необходима стойкость к пламени, и термическим воздействиям. Вторая группа (кевлар, терлон) имеет высокую механическую прочность в сочетании с малой массой.
Высокую механическую прочность и хорошую устойчивость к химическим реагентам имеют керамические волокна, основной вид которых состоит из смеси оксида кремния и оксида алюминия. Керамические волокна можно использовать при температуре около 1250 o С. Они отличаются высокой химической стойкостью, а устойчивость к радиации позволяет применять их в космонавтике.
3. Ознакомление с различными свойствами текстильных волокон
Таблица «Классификация тканей по волокнистому составу» (Её можно распечатать по количеству учениц и раздать, для укрепления её в тетрадь, в целях экономии времени).
Наименование ткани |
Положительные свойства |
Отрицательные свойства |
Хлопчатобумажные ткани |
Обладают хорошей прочностью, лёгкостью, мягкостью. Они легко впитывают влагу, пропускают воздух, легко стираются и не осыпаются при раскрое. Легко разглаживаются. |
Они сильно сминаются |
Льняные ткани |
Обладают высокой прочностью. Они хорошо пропускают воздух, впитывают влагу и не осыпаются. Легко разглаживаются. |
Они жёсткие, толстые, сильно сминаются. |
Шерстяные ткани |
Очень тёплые, хорошо драпируются, мало сминаются. |
При замачивании изменяют свой размер, т.е. «садятся» |
Шёлковые ткани |
Прочные, они хорошо впитывают влагу, быстро высыхают, свободно пропускают воздух, мало сминаются. |
Они растягиваются и при раскрое сильно осыпаются. |
Искусственные ткани |
Прочные, они хорошо драпируются. Обладают гигроскопичностью. |
Сильно сминаются. В мокром состоянии теряют свою прочность. При раскрое – осыпаются. |
Синтетические ткани |
Обладают упругостью и прочностью. Не мнутся, не дают усадки, хорошо сохраняют форму. |
Они плохо впитывают влагу и сильно осыпаются при раскрое. |
IV. Лабораторно - практическая работа «Определение сырьевого состава материалов и изучение их свойств»
Инструменты и материалы: образцы тканей из искусственных и синтетических волокон, шерсти, хлопка; игла; сосуд с водой; тигели для поджигания нитей.
«Таблица свойств химических волокон»
Волокно |
Блеск |
Извитость |
Прочность |
Сминаемость |
Горение |
вискозное |
горит хорошо, пепел серый, запах жжёной бумаги. |
||||
ацетатное |
понижается во влажном состоянии |
меньше, чем у вискозного |
быстро горит жёлтым пламенем, остаётся оплавленный шарик |
||
очень малая |
плавится с образованием твёрдого шарика |
||||
очень малая |
горит медленно, образует твёрдый тёмный шарик |
||||
очень малая |
горит вспышками, образуется тёмный наплыв |
Ход работы
- Рассмотрите внешний вид образцов ткани. Определите, у каких из них поверхность блестящая, а у каких – матовая.
- Определите на ощупь степень гладкости и мягкости каждого образца.
- Определите сминаемость образцов: зажмите образец в кулаке на 30 секунд, а затем раскройте ладонь.
- Выньте 2 нити из каждого образца и по одной из них намочите. Разорвите сухую, а затем мокрую нить. Определите, как меняется при этом прочность нити.
- Выньте ещё по одной нити из каждого образца и подожгите её в тигле. Проанализируйте вид пламени, запах и оставшийся пепел после горения.
- Результаты опытов занесите в таблицу.
- На основании полученных данных и таблицы свойств химических волокон определите сырьевой состав каждого образца.
Признак ткани |
Образец №1 |
Образец №2 |
Образец №3 |
Образец №4 |
Гладкость |
||||
Мягкость |
||||
Сминаемость |
||||
Осыпаемость |
||||
Прочность в мокром состоянии |
||||
Сырьевой состав материала |
V. Итог урока
Закрепление изученного материала.
Вопросы
Почему люди стали искать новые способы получения волокон?
- О каких волокнах вы сегодня узнали на уроке?
- Что служит сырьём для производства искусственных волокон?
- Что служит сырьём для производства синтетических волокон?
Тест
1. Большая осыпаемость нитей в тканях:
А) хлопчатобумажные
Б) шерстяные
В) синтетические
2. Теплозащитные свойства выше у:
А) льна
Б) шёлка
В) нитрона
3. Какие ткани обладают большой гигроскопичностью и воздухопроницаемостью?
А) натуральные
Б) искусственные
4. Какие ткани теряют прочность в мокром состоянии?
А) натуральные
Б) синтетические
Выставление оценок, их аргументация.
(В Приложении 1 представлена презентация.)
