Материаловедение. Натуральные растительные волокна

Материаловедение

Тема занятия: Натуральные волокна растительного происхождения хлопок и лен

Цель занятия:
дать определение термину волокно, текстильное волокно, познакомиться со свойствами хлопковых и льняных волокон;
научиться использовать знания о свойствах хлопчатобумажных тканей при изготовлении швейных изделий и ухода за ними.

Волокно – это гибкое, прочное тело, длина которого во много раз больше чем его поперечный размер.

Натуральные волокна– это волокна, которые образуются без вмешательства человека в природу.

Сырьём для изготовления нитей и тканей служат волокна
Натуральные волокна бывают:
- Растительного происхождения
- Животного происхождения

Изучая свойства растений, люди обнаружили, что лён, хлопок и другие волокнистые растения могут стать сырьём для изготовления прохладных, впитывающих влагу тканей и ваты.

Виды волокон

Натуральные

Химические

Шерсть

Растительного происхождения

Животного происхождения

Шёлк

Искусственные

Синтетические

Крапива

Хлопок

Вискоз ные

Ацетат ные

Капроно вые

Нитроно вые

Лавсано вые

Лён

В разных странах используют
листья и стебли растений
для получения волокна

Натуральные волокна растительного происхождения

Листья текстильных
пальм

Листья текстильных
агав

Стебли бамбука

хлопок

лен

Узбекистан

Россия

Хлопком называют волокна, растущие на поверхности семян растения хлопчатника, относящегося к семейству мальвовых. Различают следующие виды хлопчатника: -коротковолокнистый-средневолокнистый (волосистый) -тонковолокнистый. Коротковолокнистый хлопчатник даёт наиболее короткое волокно – менее 26 мм, которое в текстильной промышленности практически не используется. Промышленное значение имеют средневолокнистый и тонковолокнистый. Средневолокнистый хлопчатник дает волокно со средней длиной 30-35 мм. Он созревает через 130 – 140 дней со дня посева и является наиболее урожайным. Тонковолокнистый хлопчатник имеет более длительный период созревания и требует более благоприятных климатических условий, а также является менее урожайным по сравнению со средневолокнистым хлопчатником. Но он дает самое длинное, 35 – 45 мм, и более тонкое и прочное волокно, которое применяется для выработки наиболее высококачественной пряжи и изделий из неё.

Хлопчатник

Волокна хлопка белого цвета, находятся в семенной коробочке растения

Волокна хлопка

а б в

Строение хлопкового волокна различных степеней зрелости:
а - перезрелое; б – зрелое; в – не зрелое

Свойства хлопка Хлопок способен быстро впитывать влагу и быстро высыхать – это свойство называется гигроскопичностью. Под действием солнечного света хлопок постепенно теряет свою прочность. На ощупь волокна мягкие, создают ощущение тепла. Натуральный хлопок легко можно определить по реакции горения. Волокна хлопка горят ярко-желтым пламенем, образуя серый пепел. Во время горения ощущается запах жженой бумаги.

Свойства хлопкового волокнаДлина и толщина волокон зависит от сорта хлопчатника:-Коротковолокнистый хлопок имеет длину до 26 мм-средневолокнистый 28 – 34 мм-тонковолокнистый 35 – 50 ммТонковолокнистый хлопок перерабатывается в тонкую и гладкую гребенную пряжу для изготовления наиболее тонких и высококачественных тканей – батиста, маркизета, гребенного сатина Средневолокнистый хлопок идет на среднюю по толщине и пушистости пряжу для изготовления ситца, бязи, кардного сатинаИз коротковолокнистого хлопка вырабатывается толстая и пушистая пряжа для байки, фланели и бумазеи. Наиболее короткие (до 20 мм) волокна – хлопковый подпушек

Механические свойства
Прочность и удлинение волокон зависят от степени их зрелости, так как по мере вызревания хлопка происходит спиральное отложение молекул целлюлозы на стенках волокна, и зрелые волокна приобретают спиральную извитость. Доля пластической деформации в полном удлинении составляет 50%, поэтому хлопчатобумажные ткани сильно сминаются.
Гигроскопичность хлопка с увеличением влажности увеличивается и при 100 %-й относительной влажности воздуха составляет около 20%. Хлопок обладает способностью быстро впитывать влагу и быстро ее испарять, т.е. быстро высыхает. При погружении в воду волокна набухают и их прочность увеличивается на 10 – 20%.

Химические свойства хлопка
Хлопок устойчив к действию щелочей, но разрушается даже разбавленными кислотами. При длительном действии кислот волокна полностью теряют прочность. Концентрированная серная кислота обугливает волокна.
На способности хлопка набухать в холодных едких щелочах и повышать при этом прочность, окрашиваемость и приобретать шелковистость и блеск, основано проведение специальной операции отделки – мерсеризации. Горячие едкие щелочи при действии на хлопок вызывают окисление и деструкцию целлюлозы, поэтому волокна теряют прочность.
На способности хлопка растворяться в медно – аммиачном реактиве (растворе гидроокиси меди в нашатырном спирте) основано получение медно – аммиачного волокна.
Хлопок достаточно устойчив к действию восстановителей, применяемых при крашении и отбеливании (гидросульфит, ронгалит).Под действием окислителей, используемых для отбеливания (перекись водорода, персульфаты, пербораты и др.), происходит деструкция, окисление целлюлозы и снижение прочности волокна на 20 – 25 %. Органические растворители, применяемые при химической чистке, не влияют на свойства волокон.

Физические свойства хлопка
Светостойкость
Под действием светопогоды хлопок, как и все органические волокна, теряет прочность. Инсоляция (солнечное облучение) в течении 940 ч снижает прочность волокон на 50%.
Тепло- и термостойкость
При температуре более 150оС сухие волокна теряют прочность, появляется легкая желтизна, затем волокна буреют и при температуре 250оС обугливаются.
Волокна хлопка горят желтым пламенем, образуя серый пепел, ощущается запах жженой бумаги.
Благодаря наличию канала, открытого с одной стороны и относительно тонким стенкам хлопок хорошо окрашивается.

Волокна находятся в стебле

Лен - натуральное растительное волокно

серого цвета, длинные, жесткие, толстые

Волокна льна

Строение стебля льна

- 1покровная ткань
- 2 коровая паренхима
- 3 волокна льна;
- 4 тонкий слой камбия
- 5 мощный слой древесины
- 6 сердцевина
- 7полость стебля.

Лен – однолетнее травянистое растение, которое дает волокно того же названия. Волокно льна находится в стебле растения и может достигать 1 метра. Уборку льна производят в период ранней желтой спелости, полученное сырье для производства пряжи подвергается дальнейшей обработке.

Свойства льна Гигроскопичность льняного волокна больше чем хлопкового. Лен переносит больший нагрев утюга, чем хлопок. Стойкость волокон льна к свету немного выше, чем хлопка. На ощупь волокна льна жесткие, вызывают ощущение прохлады. Волокна льна горят ярко-желтым пламенем, образуя серый пепел. Во время горения ощущается запах жженой бумаги.

Свойства льняного волокна
Физико-химические свойства льна:
Гигроскопичность льна
Гигроскопичность высокая, при нагревании сухие волокна льна выдерживают высокие температуры,
Лен быстро впитывает и отдает влагу. В мокром состоянии прочность элементарных волокон увеличивается, а технических уменьшается, так как размягчаются пектиновые вещества и ослабляется связь между отдельными пучками волокон.
Теплопроводность высокая
Отбеливаются и окрашиваются волокна льна трудно
При кипячении в растворах СМС волокна становятся светлее и мягче, так как происходит вымывание пектиновых веществ. Органические растворители, применяемые при химической чистке, на лен не действуют.
Светостойкость льна высокая, потеря прочности на 50% происходит после инсоляции в течение 990 ч. Горит лен так же, как хлопок.

Льняные ткани имеют гладкую, блестящую поверхность, прочны, сильно сминаются, но хорошо утюжатся. Они отличаются высокими, гигиеническими свойствами, хорошо впитывают и отдают влагу, быстро и хорошо отстирываются.

Большое распространение получили волокна, вырабатываемые из стеблей растений, их называют лубяными. Волокна из стеблей большей частью грубые, прочные и жесткие – это волокна кенафа, джута, конопли и других растений.

Растения, из волокон которых получают текстильные волокна

Лубяные волокна конопли

Конопля

Лен

Джут

Кендырь

Кенаф

Жесткие и грубыеволокна растений

Практическая работаСравнительная характеристика волокон хлопка и льна

Материалы и инструменты: образцы тканей, учебник, рабочая тетрадь, спички, ёмкость с водой
Правила безопасности: надень спецодежду, аккуратно обращайся с огнем, спичку туши в ёмкости с водой.
Ход работы
Рассмотри кусочки хлопчатобумажной и льняной тканей.
Сравни их между собой по внешнему виду и на ощупь
Выдели из ткани нить, аккуратно подожги её, определи, как она горит, какой выделяет запах
Результаты запиши в таблицу

Характерный блеск

Матовая поверхность

Жесткое, ощущение прохлады

Мягкое, ощущение тепла

Ровное желтое пламя, серый пепел, запах жженой бумаги

Ровное желтое пламя, серый пепел, запах жженой бумаги

Домашнее задание: