план-конспект урока по материаловедению швейного производства "Натуральные волокна растительного происхождения. Их свойства"
план-конспект урока на тему

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Текст к презентации 1.1 Хлопок и лен

(слайд 1) тема под запись

(слайд 2) К волокнам растительного происхождения относятся волокна хлопка, льна, джута, кенафа, канатника, кендыря и др. Основной составной частью растительных волокон является α-целлюлоза, которая относится к классу высших углеводов. Наряду с целлюлозой в волокнах содержатся в небольших количествах так называемые вещества-спутники, которые могут увеличивать жесткость и ломкость волокон, а также снижать их способность окрашиваться. Соотношение содержания целлюлозы и спутников в разных волокнах растительного происхождения различно. Это в значительной степени определяет и различия в их свойствах.

(слайд 3) фильм о хлопке

Хлопковое волокно

Хлопком называют волокна, покрывающие семена однолетнего растения хлопчатника. Хлопчатник - растение теплолюбивое, потребляющее большое количество влаги. Произрастает в жарких районах.

Известно много видов хлопчатника, но промышленное значение имеют главным образом два вида: средневолокнистый и тонковолокнистый.

(слайд 4) Средневолокнистый хлопчатник созревает через 130-140 дней с момента посева, дает волокно длиной 25-35 мм. От длины волокна зависит возможность получения более тонкой и одновременно прочной пряжи.

Тонковолокнистый хлопчатник имеет более длинный период созревания, меньшую урожайность, но дает более длинное (35-45 мм), тонкое и прочное волокно, которое применяется для выработки высококачественной пряжи.

Линейная плотность волокон хлопчатника колеблется в пределах 0,17-0,2 текс.

Тонина (поперечный линейный размер) зависит от длины волокна. Чем длиннее волокно, тем оно тоньше. Средняя тонина хлопкового волокна – от 0,015 до 0,025 мм.

В первые два месяца формируется куст хлопчатника, затем после короткого цветения начинается развитие его плодов-коробочек. Внутри развивающихся коробочек образуются семена, на поверхности которых появляются волокна - тонкостенные трубочки. Сначала волокна растут в длину, а в последний месяц происходит их созревание - постепенное послойное отложение целлюлозы на стенках волокон. Созревание коробочек происходит последовательно, начиная с нижних веток куста. Поэтому сбор хлопка осуществляют в несколько приемов: сначала собирают нижние коробочки, а затем - растущие выше.

(слайд 5) Волокна на семенах в конце периода созревания приобретают вид скрученных (извитых) сплющенных ленточек со стенками определенной толщины и каналом внутри. Толщина стенок и степень извитости характеризуют зрелость волокна, которая в свою очередь определяет его качество. По степени зрелости волокна хлопка подразделяются на 11 групп. На рисунке даны примеры эталонов, используемых для оценки зрелости хлопка сравнительным методом.

Незрелые тонкостенные волокна обладают малой прочностью, низкой эластичностью и плохо окрашиваются. Они не пригодны для текстильного производства.

Перезрелые волокна имеют толстые стенки, повышенную прочность и блеск, но при этом значительно увеличивается их жесткость, уменьшается гибкость и цепкость, т.к. извитости нет. Эти волокна также не пригодны для текстильной переработки.

Под микроскопом незрелые волокна плоские, лентовидные с тонкими стенками и широким каналом внутри (см. рис. 0-2). По мере созревания толщина стенок волокна растет, а канал становится узким. Зрелые волокна представляют собой сплющенные трубочки с характерной спиральной извитостью и проходящим внутри волокна каналом (см. рис. 3-4). Перезрелые волокна имеют цилиндрическую форму, толстые стенки и узкий канал (см. рис. 5).

Зрелое волокно хлопка содержит более 95% целлюлозы, остальное представляет собой сопутствующие вещества (жиры, воски, азотистые и минеральные вещества и др.)

Природная окраска хлопка – белая или кремоватая; в некоторых случаях она может быть бежевой или зеленоватой. На ощупь волокна мягкие, теплые. Волокна хлопка не имеют блеска, т.е. матовые.

(слайд 6) Степень зрелости волокон хлопка влияет на их прочность и удлинение.

Прочность нормального зрелого волокна определяется разрывной нагрузкой 4,8 – 5 кг (в мокром состоянии увеличивается до 20%).

Его разрывная длина 24-35 км, предел прочности 25-35 кг/мм2.

Удлинение хлопкового волокна при разрыве 7-8 %.

(слайд 7) Гигроскопичность. При нормальных условиях (т.е. температуре 200С и относительной влажности воздуха 65%) зрелое хлопковое волокно содержит 8% влаги. При большей влажности окружающего воздуха оно может впитать до 23% влаги. Впитывает влагу хлопок быстро и почти так же быстро высыхает.

Под действием светопогоды хлопок, как и все органические волокна, теряет прочность, происходит его ослабление. При освещении неотделанных тканей в течении 940 часов прямыми солнечными лучами их прочность понижается  на 50%.

Горячая вода температурой до 1500С свойств хлопка не ухудшает. Благодаря этому х/б ткани легко переносят многократные стирки.

Нагревание хлопкового волокна до 1500С не влияет на него отрицательно. Допускается нагрев сверх указанной нормы, но при условии влажного состояния волокна и быстрого движения нагревающей поверхности. При температуре свыше 2000С происходит подпаливание волокна, и оно приобретает темно-коричневый цвет.

(слайд 8) Волокна хлопка устойчивы к действию щелочей. При обработке 18-20%-ным раствором щелочи (операция мерсеризация) его прочность повышается, волокно приобретает блеск; кроме того, улучшается способность его к окрашиванию.

Кислоты – неорганические или минеральные (серная, соляная, азотная) в разбавленных растворах разрушают хлопковые волокна при высыхании. Концентрированные кислоты могут растворять и обугливать хлопковое волокно.

(слайд 9) Распознать волокна можно органолептическим способом (с помощью органов чувств: зрения, осязания и обоняния) и лабораторным (с помощью микроскопов и химических реактивов). Лабораторный способ дает более точный результат, чем органолептический. Но в практике волокнистый состав тканей чаще определяется органолептическим способом как более доступным.

Поверхность волокна рыхлая шероховатая матовая, теплая на ощупь, ткань сминается. Волокна хлопка горят желтым пламенем, при этом образуется серый пепел и ощущается запах жженой бумаги. Если во время горения погасить пламя, то обгоревший конец будет яркой подвижной искоркой.

(слайд 10) Хлопковое волокно перерабатывают в пряжу, из которой изготовляют ткани, трикотажные и нетканые полотна, швейные нитки и др. Тонковолокнистый хлопок перерабатывают в тонкую и гладкую гребенную пряжу, предназначенную для наиболее тонких и высококачественных тканей - батиста, маркизета. Средневолокнистый хлопок предназначен для средней по толщине пушистой пряжи, из которой производится ситец, бязь, сатин. Из хлопкового пуха (коротких волокон, непригодных для прядильного производства) получают эфиры целлюлозы, используемые для выработки искусственных волокон (ацетатного, триацетатного), а также целлюлозу для получения пленок, пластмасс и т.п. Кроме того, непригодные для прядильного производства волокна идут на производство нетканых полотен.

(слайд 11) Лен

Волокна льна относятся к так называемым лубяным волокнам, т. е. волокнам, получаемым из стеблей растений. Волокна льна являются наиболее ценными из всех лубяных благодаря высокой прочности, гибкости и хорошим сорбционным свойствам.

В семействе льняных насчитывается 330 видов, самыми распространенными из которых является лен-кудряш и лен-долгунец. Из первого получают преимущественно льняное масло, из второго – волокно. Лен-долгунец имеет прямой неветвистый стебель длиной до 90 см.

(слайд 12) Поверхность стебля льна покрыта кожицей, за которой следует слой первичной коры. Далее располагается лубяной слой, который состоит из отдельных растительных клеток, вытянутых  и заостренных к концам. Клетки, составляющие лубяной слой, называют элементарными волокнами.

Через 12 недель после посева семян в стебле льна заканчивается образование пучков волокон. При уборке льна в этот период получают наиболее высокий урожай хорошего по качеству волокна.

 (слайд 13) Элементарные волокна льна имеют веретенообразную форму с толстыми стенками, узким каналом и закрытыми заостренными концами. Длина этих волокон колеблется от 15 до 20 мм. Элементарные волокна, собранные в пучки по 15-20, равномерно распределены по окружности стебля под его покровной тканью. Поперечный разрез волокна имеет вид пяти или шестигранного многоугольника со следом канала в центре. Под микроскопом элементарное волокно льна в продольном виде представляет собой цилиндр с коленообразными сдвигами и утолщениями.

Пучки элементарных волокон, выделяемые из стебля льна в процессе его обработки, образуют техническое волокно. Элементарные волокна удерживаются в этом пучке благодаря последовательному вклиниванию заостренных кончиков одних волокон в промежутки между другими. Чтобы выделить техническое лубяное волокно, необходимо сначала разрушить или значительно ослабить связи лубяного слоя с тканями,  окружающими волокнистую часть стебля. Это можно сделать, если стебли пропарить в горячей воде или в слабых растворах щелочей с добавлением мыла, растительных масел и др.

(слайд 14) Свойства технического лубяного волокна в основном определяются строением и свойствами элементарных волокон, а также наличием различных примесей, которые в лубяных волокнах присутствуют в значительно больших количествах, чем в хлопке.

Длина технического льняного волокна соответствует длине стебля растения и колеблется в пределах 400-700 мм, а элементарного 10-100 мм.

Тонина технического волокна очень разнообразна и зависит от тонины элементарных волокон и их количества в пучке. Тонина элементарных волокон приблизительно такая же, как у хлопка, т.е. 0,015-0,025 мм.

(слайд 15) Прочность волокон льна в несколько раз превышает прочность хлопка, а их растяжимость, наоборот, меньше. Поэтому льняные ткани лучше сохраняют форму изделия, чем хлопчатобумажные.

Доля пластической деформации в полном удлинении льняного волокна больше, чем хлопкового, и составляет 60-65%. Этим объясняется еще большая сминаемость льняных тканей по сравнению с хлопчатобумажными.

(слайд 16) По отдельным физико-механическим свойствам льняное волокно, как и другие лубяные волокна, имеет много общего с волокном хлопка.

Ценное свойство льняного волокна -  гигроскопичность. Нормальная влажность для него установлена 12 %. Льняное волокно быстро впитывает влагу и быстро ее отдает, т.е. высыхает.

Действие влаги. Во влажном состоянии прочность элементарных волокон льна, как и хлопка, растет, а технических, наоборот, уменьшается. Объясняется это тем, что под действием воды клейкие – пектиновые – вещества в пучке размягчаются и связи между элементарными волокнами делаются слабее, что, естественно, приводит к уменьшению прочности пучка.

Следует указать, что льняное волокно является несколько более стойким к воздействию солнечных  лучей, чем это отмечалось для хлопкового волокна. Прочность льняного волокна в неотделанной ткани понижается на 50% при освещении его прямыми солнечными лучами в течение 990 часов.

При нагревании сухие волокна льна выдерживают более высокую температуру, чем хлопок, вследствие своей высокой гигроскопичности.

(слайд 17) Действие на волокна льна кислот и щелочей  примерно такое же, как на волокна хлопка.

 (слайд 18) Поверхность волокна гладкая, лоснящаяся, прохладная на ощупь. Ткани сильно сминаются. Горит лен с проявлением тех же признаков, что и хлопок.

(слайд 19) Льняное волокно окрашивается с большим трудом, чем волокно хлопка. Лен более теплопроводен, чем хлопок, не обладает высокими теплоизолирующими свойствами, поэтому для изготовления зимних одежных тканей не применяется.

Ассортимент из  льняного волокна включает в себя скатерные полотна, тонкие плотные бельевые ткани, купальные простыни и полотенца, стойкие к действию растяжения прокладочные бортовые ткани, разнообразную парусину и др.

Кроме льна в текстильной промышленности используют другие лубяные волокна – пеньку, джут, кенаф, канатник, кендырь, коноплю.

(слайд 20) Джут — однолетнее травянистое растение, достигающее высоты 3...4, а в отдельных случаях 6 м. Волокна, полученные из джута отечественных сортов, отличаются высокими показателями: прочностью, мягкостью, тониной. Длина элементарного волокна джута 4 мм, а технического — 2,5 м. Используется джут почти исключительно для изготовления мешочных тканей. Существенным недостатком этого волокна является его малая стойкость к действию влаги и быстрое старение при воздействии атмосферных условий.

(слайд 21)  Кенаф — однолетнее растение, произрастающее на Северном Кавказе. По строению и свойствам элементарного волокна кенаф близок к джуту и используется по тому же назначению

(слайд 22)  Канатник — однолетнее травянистое растение высотой до 2,5 м у диких форм и до 4,5 м у культурных. Стебель канатника по строению аналогичен кенафу и джуту. Техническое волокно канатника, уступающее по мягкости волокну кенафа и джута, используется для изготовления шпагата, веревок, канатов.

(слайд 23) Кендырь — многолетнее полукустарниковое растение. Длина стебля кендыря достигает 5 м. Волокно кендыря характеризуется высокой прочностью, легкой расщепляемостью на хлопкообразное волокно, высокой стойкостью к действию влаги (малой за-гниваемостью).

(слайд 24) Конопля – статья «Ткань из конопли. Уникальные свойства»

(слайд 25) Таблица «Эксплуатационные свойства ткани из конопли в сравнении с традиционными материалами»

(слайд 26) источники информации

(слайд 27) спасибо за внимание

.