"Материаловедение" по специальности 29.01.34 "Оператор оборудования швейного производства". Часть вторая
план-конспект урока

Конспект

к дисциплине «Материаловедение»

по специальности 29.01.34 «Оператор оборудования швейного производства».

Тема № 1. Текстильные материалы.

Составитель, мастер производственного обучения, СПБ ПОУ «Обуховское училище №4»

Вешенский Сергей Григорьевич

Вторая часть.

Тема урока:

ХЛОПОК: СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА, ПЕРВИЧНАЯ ОБРАБОТКА

Хлопок — волокно растительного происхождения, покрывающее семена растения хлопчатника. Это один из основных видов сырья в текстильной промышленности.

Строение хлопкового волокна

Каждое волокно представляет собой одну растительную клетку, развивающуюся из кожуры семени. Оно имеет вид тонкой удлиненной трубочки, закрученной вокруг своей оси.

Основные части строения:

Кутикула — тонкая защитная оболочка, покрывающая волокно снаружи. По химическому составу отличается от клеточной целлюлозной стенки большей устойчивостью к воздействию различных реагентов (щелочей, отбеливателей и т. д.), но неустойчива к кислотным обработкам.

Клеточная целлюлозная стенка — неоднородна и имеет сложное строение. Состоит из большого количества концентрических слоёв («слоёв роста»). Процесс откладывания целлюлозы происходит непрерывно, но скорость его зависит от температуры и условий освещения. В отдельных слоях фибриллы целлюлозы могут располагаться спирально под углом 20–40° к оси волокна.

Канал — полая полость, проходящая по всей длине волокна. В незрелом волокне канал заполнен протоплазмой, в зрелом — содержится только её остатки.

Строение зависит от степени зрелости волокна:

Незрелые волокна — сплющенные, лентовидные, с тонкими стенками и широким каналом внутри. Обладают малой прочностью, низкой эластичностью, плохо окрашиваются.

Зрелые волокна — в продольном виде представляют собой сплющенные трубочки с характерной спиральной извитостью. Это объясняет высокую ценность хлопка как прядильного материала.

Перезрелые волокна — имеют цилиндрическую форму и узкий канал внутри. Отличаются толстыми стенками, повышенной прочностью, прямой (не извитой) формой и сравнительно большой жёсткостью.

Толщина хлопкового волокна может составлять от 10 до 25 мкм. Длина волокна варьируется в зависимости от сорта хлопчатника — от 5 до 60 мм.

Строение и свойства натуральных волокон - Студопедия

Свойства хлопка

Прочность. Относительно высокая прочность (17–38 сН/текс).

Гигроскопичность. Средняя гигроскопичность — 18–20%. Хлопковое волокно может впитывать до 20% влаги от своего веса, но оставаться сухим на ощупь.

Малая упругая деформация. Из-за этого изделия из хлопка сильно сминаются.

Устойчивость к действию щелочей. При обработке 18–20%-ным раствором щёлочи прочность хлопка повышается, волокно приобретает блеск и улучшается его способность к окрашиванию. Под действием кислот хлопок разрушается.

Чувствительность к свету. Под длительным воздействием света прочность имеет тенденцию к пожелтению.

Термопластичность. Способен «запоминать» форму после нагревания, что позволяет добавлять хлопок в костюмные ткани из синтетических волокон для улучшения свойств.

Горение. Горит ярким пламенем со специфическим запахом жжёной бумаги, образуя серую, легко рассыпающуюся золу.

Первичная обработка хлопка

Первичная обработка хлопка включает несколько основных операций:

Очистка от сорных примесей. Удаляют листья, ветки, коробочки и другой мусор, попавший в хлопок во время сбора. Для этого используют специальные машины — очистители хлопка с системой барабанов с шипами или зубьями.

Отделение волокон от семян (джинирование). Осуществляется на машинах-джинах. Существуют пильные и валичные джины. Пильный джин использует ряд вращающихся пил, которые захватывают волокна и протягивают их через узкие щели, не пропускающие семена. Валичный джин использует вращающийся валик, обтянутый кожей или другим материалом, который захватывает волокна и отрывает их от семян.

Очистка от пыли и мелких примесей. Для этого могут применяться воздушные сепараторы, вибросита, магнитные уловители и другие устройства.

Прессование. Очищенное и подготовленное к транспортировке волокно прессуют в кипы для облегчения хранения и перевозки.

Также в процессе первичной обработки могут проводиться дополнительные операции, например, удаление коротких волокон (линтера), прочёсывание и гребенное чесание для выравнивания волокон.

Тема урока:

ЛЁН: СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА, ПЕРВИЧНАЯ ОБРАБОТКА

Лён — однолетнее травянистое растение, из стеблей которого получают лубяные волокна.

Строение стебля льна

Стебель льна имеет сложное строение. Его можно разделить на несколько частей:

Эпидермис (кожица) — наружная покровная ткань, состоящая из одного ряда клеток. Снаружи эпидермис покрыт кутикулой — жирообразным веществом (кутином), которое защищает растение от излишнего испарения.

Коровая паренхима — соединительная ткань из тонкостенных клеток, которые связывают остальные ткани стебля. В паренхиме находятся клетки лубяных волокон, которые могут располагаться отдельно или быть собраны в лубоволокнистые пучки.

Лубяные пучки — механическая ткань, придающая прочность стеблю.

Ситовидные трубки — проводящая ткань, по которой от листьев к другим органам растения передвигаются органические вещества.

Камбий — вторичная образовательная ткань в виде сплошного тонкого кольца. К моменту созревания растения камбий полностью отмирает, что облегчает отделение луба от древесины при переработке льносырья.

Древесина — состоит из клеток с утолщёнными стенками, придаёт стеблю прочность.

Сердцевина — центральная часть стебля, состоящая из непрочных тонкостенных клеток. У созревшего растения клетки сердцевины разрушаются, и внутри стебля образуется полость.

Элементарное волокно — вытянутая клетка веретенообразной формы с заострёнными концами и узким каналом. Оно имеет первичную и вторичную стенки, в которых фибриллы расположены по спирали с углом наклона к оси волокна 8–12°. Длина элементарного волокна зависит от его расположения в стебле: наиболее толстые и короткие располагаются у основания стебля, а в направлении верхушки они становятся тоньше и длиннее.

Отдельные элементарные волокна соединяются в пучки с помощью срединных пластинок, состоящих из пектиновых веществ и лигнина. Обычно в пучке содержится 15–30 элементарных волокон, а в стебле — 20–25 пучков.

Свойства льна

Прочность. Волокна льна — самые прочные из натуральных волокон, они превышают по прочности волокна шерсти и хлопка.

Гигроскопичность. Лен быстро впитывает и отдаёт влагу, его гигроскопичность выше, чем у хлопка.

Теплопроводность. Из-за высокой теплопроводности на ощупь волокна всегда холодные.

Воздухопроницаемость. Льняные волокна обладают высокой воздухопроницаемостью.

Антибактериальные и антигрибковые свойства. В волокнах содержится диоксид кремния (кремнезём), который предотвращает процессы гниения и брожения.

Гипоаллергенность. Лён не вызывает аллергических реакций.

Сминаемость. Лён сильно мнётся, это его характерная особенность.

Светостойкость. Потеря прочности на 50% происходит после инсоляции в течение 990 часов.

Первичная обработка льна

Первичная обработка льна состоит из нескольких механических, физических и химических процессов, цель которых — выделить из стебля пучки волокон. Основные этапы:

Мочка. Разрушение пектиновых (клеящих) веществ, соединяющих лубяные пучки с неволокнистыми тканями стебля. Происходит в результате деятельности микроорганизмов, которые развиваются при намокании стебля.

Сушка тресты. Снижение влажности.

Мятьё тресты. Раздавливание и частичное удаление древесины стеблей.

Трепание. Очистка от костры (измельчённой древесины) и разделение волокнистых пучков на более тонкие технологические волокна.

Прессование льноволокна в кипы. Каждая партия льна прессуется в кипы и отправляется на переработку. Переработка партий ведётся раздельно.

В процессе первичной обработки образуется большое количество волокнистых отходов, которые эффективно используются при производстве технических и тарных тканей, а также модифицированного льняного волокна (котонина), нетканых изоляционных материалов, композиционных материалов, высококачественной бумаги, нитроцеллюлозы и пр.

Тема урока:

ШЕРСТЬ: СТРОЕНИЕ И СВОЙСТВА, ПЕРВИЧНАЯ ОБРАБОТКА

Шерсть — это волосяной покров животных (овец, коз, верблюдов, кроликов и других), который используется для производства текстиля, валяльно-войлочных изделий и других материалов.

Строение шерстяного волокна

Шерстяное волокно состоит из трёх слоёв, каждый из которых выполняет определённую функцию:

Чешуйчатый слой (кутикула) — наружный защитный слой, состоящий из ороговевших клеток, расположенных ступенчато, подобно черепице. От размера, формы и расположения чешуек зависит блеск шерсти. Чем крупнее и плотнее расположены чешуйки, тем сильнее проявляется блеск. Чешуйчатый слой предохраняет волокно от механических, химических и биологических воздействий.

Высокопрочные, термостойкие и негорючие волокна и нити( фенилон, внивлон, оксалон, армид, углеродные и графические): состав, стр

Корковый слой (кортекс) — основной слой, составляющий до 90% массы волокна. Состоит из длинных веретенообразных клеток, соединённых между собой межклеточным веществом. Этот слой определяет прочность, растяжимость, упругость, гибкость и мягкость волокна. В клетках коркового слоя содержится пигмент, определяющий природный цвет шерсти.

Сердцевинный слой (медулла) — внутренний канал, заполненный клетками различной формы и воздушными пространствами. Этот слой есть не во всех типах шерсти. Чем больше сердцевинный слой, тем грубее волокно и хуже его свойства. В тонких и полутонких волокнах этот слой может отсутствовать.

В морфологическом строении шерстинки также выделяют три части: луковицу (нижняя часть, расположенная на волосяном сосочке), корень (часть в коже) и стержень (часть, выходящая на поверхность кожи).

Свойства шерсти

Некоторые свойства шерсти:

Прочность. Зависит от тонины (толщины) волокна, его строения и других факторов.

Растяжимость. Способность шерстинок при растягивании удлиняться после исчезновения извитости.

Упругость и эластичность. Упругость — способность восстанавливать первоначальную форму после механического воздействия, эластичность — скорость восстановления.

Гигроскопичность. Способность поглощать влагу (в нормальных условиях — 13–17% влаги от массы).

Терморегуляция. Извитость волокон создаёт воздушные карманы, которые работают как естественный термоизолятор.

Валкость. Способность волокон после определённой обработки при высокой температуре и влажности легко перепутываться и тесно примыкать друг к другу, образуя плотную массу — войлок.

Термостойкость. При температуре 100–110 °C волокна становятся ломкими и жёсткими, а при температуре выше 110 °C прочность снижается.

Устойчивость к органическим растворителям. Вступает во взаимодействие с кислотами и щелочами.

Первичная обработка шерсти

Первичная обработка — это совокупность производственных процессов, направленных на получение мытой шерсти. Основные этапы:

Сортировка. Шерсть разделяют на части, однородные по качеству, чтобы получить партии, подходящие для определённого номера пряжи.

Разрыхление и трепание. Цель — разъединить крупные клочья на более мелкие и удалить часть землистых и растительных примесей.

Промывка. Проводится для удаления жиропота и других загрязняющих примесей с помощью мыльно-содового раствора или синтетических моющих средств.

Сушка. После промывки шерсть высушивают.

Упаковка. В кипы по 150–180 кг и отправка на прядильные фабрики.

В зависимости от степени загрязнения и типа шерсти могут применяться дополнительные операции, например, карбонизация (обработка 5% раствором серной кислоты с последующей термообработкой при температуре 110 °C для разрушения растительных примесей).

Первичную обработку осуществляют на отдельных предприятиях или в цехе прядильной фабрики.