Микроскопия текстильных волокон

Размещено на http://www.allbest.ru/

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Микроскопия текстильных волокон

Приборы и материалы. Микроскопы, предметные и покровные стекла, препаровальные иглы, фильтрованная бумага, пузырьки с пипетками, наполненные дистиллированной водой, образцы различных волокон, постоянные препараты с поперечными срезами волокн.

1. Устройство микроскопа и правила работы на нем

Современные отечественные микроскопы биологические типа «Биолам» выпускаются в различных вариантах. На рисунке представлен микроскоп «Биолам СП». На основании 1 укреплена коробка 3 с механизмом микрометрической фокусировки. С одной стороны коробки находится направляющая, по которой перемещается кронштейн 14 конденсора //.

Под конденсором расположены апертурная диафрагма 12, откидная линза и зеркало 13. С другой стороны коробки 3 имеется паз для перемещения направляющей с тубусодержателем 4. Для грубой фокусировки микроскопа служит ручка 2, для тонкой микрометрической фокусировки -- диск 16.

Жестко по отношению к коробке 3 смонтирован предметный столик 10. Сменные объективы 9 ввинчены в гнезда револьвера 8. В верхней части тубусодержателя укреплена головка 5 для револьвера, которая имеет также гнездо для монокулярной насадки 7, закрепляемой винтом 6. К микроскопу дается набор сменных объективов и окуляров, обеспечивающих увеличение от 50 до 1350^х.

При работе с микроскопом прежде всего приступают к настройке освещения. Для этого на предметный столик микроскопа укладывают препарат, ставят в рабочее положение объектив, а в тубус микроскопа вставляют окуляр 7. Затем открывают апертурную диафрагму 12 (см. рис.), вводят в ход лучей откидную линзу и ручкой 2 фокусируют микроскоп на препарат. Установкой зеркала по отношению к источнику света добиваются максимальной, но равномерной освещенности объекта. Зеркало должно быть повернуто к свету плоской стороной. Вогнутой стороной зеркала пользуются в очень редких случаях и только при работе со слабыми объективами.

2. Приготовление препаратов продольного вида текстильных волокон

микроскоп синтетический волокно текстильный

При исследовании строения текстильных волокон с помощью светового микроскопа готовят препараты продольного вида и поперечных срезов волокон.

Препараты продольного вида готовят путем нарезания на среднюю часть чистого предметного стекла коротких (длиной 1--2 мм) отрезков волокон. При этом необходимо следить, чтобы отрезки волокон не лежали плотным пучком, в случае необходимости их разъединяют препаровальной иглой. При рассмотрении волокон в водной или масляной иммерсии на предметное стекло сначала капают предварительно воду или глицерин, а потом уже нарезают волокна. Иногда, если необходимо рассмотреть продольный вид волокна на сравнительно большой его длине (например, при исследовании хлопка), волокна не режут, а укладывают на предметном стекле тонким слоем. Сверху препарат накрывают покровным стеклом.

3. Вид и поперечное сечение синтетических волокон. Особенности их строения

Синтетические волокна, формуемые из расплавов (капрон, лавсан и др.), имеют поперечное сечение круглой формы. Строение волокон сравнительно однородно, поверхность довольно гладкая. Поскольку эти волокна при формовании подвергаются сильному вытягиванию, различные не плотности и пузырьки газов, имеющиеся в их толщине, образуют вытянутые в осевомнаправлении поры.

а) вискозное; б) ацетатное; в) капроновое, лавсановое (блестящее и матированное)

Для получения матированных (неблестящих) волокон в растворы или расплавы, их которых их формуют, добавляют мелкий порошок двуокиси титана. Частицы порошка, оказавшись на поверхности волокон, делают ее более шероховатой и рассеивают световые лучи, в результате чего блеск волокон уменьшается. При рассмотрении матированных волокон под микроскопом как на продольном, так и на поперечном срезе отчетливо видны мелкие черные точки - частички порошка двуокиси титана.

4. Вид и поперечное сечение искусственных волокон. Особенности их строения

Вискозные волокна имеют частые продольные полосы, представляющие собой грани зазубрин и извилин. Причина появления зазубрин -- неодновременное отвердение вискозных струек по поперечному сечению при формовании волокна. Отвердение начинается с поверхности струйки, после чего застывшая твердая оболочка струйки стягивается постепенно затвердевающей внутренней массой. При рассмотрении поперечных срезов вискозных волокон обнаруживается неравномерность структуры наружного и внутреннего слоев. Это объясняется тем, что при формовании структурные элементы (микрофибриллы), расположенные на поверхности струйки, ориентируются вдоль волокна в большей степени в результате трения о края отверстия фильеры, а микрофибриллы внутреннего слоя ориентированы меньше.

У ацетатных волокон также обнаруживаются характерные продольные полосы, правда, менее частые, чем у вискозных волокон. Поперечные срезы волокон имеют сложный контур с глубокими впадинами. Эти впадины возникают в результате испарения растворителя в процессе формования волокон.

5. Вид и поперечное сечение нормального зрелого, недозрелого и перезрелого волокон хлопка. Особенности их строения

а) совершенно незрелое (мертвое); б) незрелое; в) недозрелое; г и д) зрелое; е) перезрелое

Хлопковое волокно имеет вид трубочки, сплюснутой в той или иной степени в зависимости от толщины стенок, которая увеличивается по мере созревания волокна. При рассмотрении волокна под микроскопом отчетливо виден канал-- характерная особенность всех растительных волокон. Хлопковое волокно скручено вокруг продольной оси, причем витки крутки идут попеременно в обоих направлениях.

Скрученность волокон хлопка объясняется тем, что микрофибриллы и фибриллы целлюлозы, лежащие послойно в стенке волокна, располагаются по винтовым линиям, поднимающимся под углом 20--45° к оси волокна. Поскольку волокно растет на семени, от которого его потом отрывают, один конец волокна неровный, с рваными очертаниями, а другой -- заостренный, закрывающий канал. Канал волокна заполнен протоплазмой, которая у оторванного от семени волокна высыхает, в результате чего поперечный срез волокна приобретает сплюснутую форму. У незрелых волокон поперечный срез имеет сильно сплюснутую лентовидную форму, у среднезрелых -- бобовидную, у очень зрелых эллипсовидную, иногда почти круглую.

6. Вид и поперечное сечение льняных волокон. Особенности их строения

Элементарное волокно льна под микроскопом

Элементарные волокна льна имеют заостренные концы и поперечное сечение в виде неправильного пятиугольника с узким каналом или почти овальной формы с более широким и слегка сплюснутым каналом (у более грубых волокон, в частности, расположенных в нижней части стебля). При рассмотрении продольного вида волокон хорошо заметны темные штрихи, расположенные поперек волокна. Эти штрихи называются «сдвигами».

Элементарные волокна имеют в среднем длину 10--26 мм. Техническое волокно, выделяемое из стебля льна при его первичной обработке, представляет собой сложный комплекс пучков элементарных волокон, склеенных между собой срединными пластинками, которые состоят из пектиновых веществ и лигнина. Средняя длина технического волокна колеблется от 50 до 250 мм.

7. Вид и поперечное сечение отваренной шелковины, коконной нити и нити шелка-сырца. Особенности их строения

Строение шелковых нитей

а) шелк тутового шелкопряда; б) шелк дубового шелкопряда; 1,3) коконная нить; 2) нить обесклеенная (шелковина)

Шелк, полученный при разматывании коконов шелкопряда, представляет собой тонкие нити. При рассмотрении коконной нити под микроскопом отчетливо видно, что она состоит из двух элементарных нитей -- шелковин, расположенных параллельно друг другу. Шелковины, состоящие из фиброина, склеиваются слоем серицина. Коконная нить неравномерна по толщине (при рассмотрении продольного вида наблюдаются складчатость, местные наплывы серицина), достаточно тонкая, в поперечном сечении имеет две шелковины в виде треугольников со скругленными углами, склеенные между собой серицином. При разматывании коконов несколько коконных нитей склеиваются вместе в одну нить. Серицин придает нити жесткость, поэтому шелк-сырец часто подвергают специальной обработке для растворения серицина. После обработки обесклеенный шелк содержит только фиброиновые шелковины.

8. Вид и поперечное сечение волокон шерсти. Особенности их строения

Волокна овечьей шерсти в зависимости от строения делятся на четыре типа:пух, переходный волос, ость и мертвый волос. Пух -- наиболее тонкое извитое волокно, имеет круглое поперечное сечение и состоит из двух основных слоев: наружного -- чешуйчатого и внутреннего -- коркового. Чешуйки у пуха подобны кольцам с неровными краями, вставленными друг в друга. Корковый слой состоит из веретенообразных клеток фибриллярной структуры длиной 80--90 мкм. Клетки расположены вдоль оси волокна и склеены межклеточным веществом, которое при химических воздействиях распадается раньше, чем кератин веретенообразных клеток.

Строение шерстяных волокон различных типов:

а) пух;

б) переходное волокно;

в) ость;

г) мертвый волос

Веретенообразные клетки коркового слоя можно наблюдать под микроскопом, воздействовав на шерстяное волокно серной кислотой (Н₂5О₄).

У переходного волоса в отличие от пуха, кроме чешуйчатого и коркового слоев, имеется еще и третий слой -- сердцевинный. Он находится в середине волокна и встречается лишь на коротких участках. Рыхлый сердцевинный слой заполнен пластинчатыми клетками, лежащими одна над другой и расположенными перпендикулярно веретенообразным клеткам коркового слоя. Между ними имеются промежутки, заполненные воздухом (вакуоли), жировыми веществами и пигментом.

Ость значительно толще и грубее пуха, почти не имеет извитости. Чешуйки, покрывающие волокно, имеют форму отдельных пластинок.

Наряду с чешуйчатым и корковым слоями ость содержит достаточно развитый сердцевинный слой, проходящий по всей длине волокна.

Мертвый волос -- наиболее грубое неизвитое волокно. Оно покрыто крупными пластинчатыми чешуйками и имеет узкое кольцо коркового слоя и очень большую сердцевину. Поперечное сечение ости и мертвого волоса имеет неправильную овальную форму.

Ответы на вопросы для самопроверки

1. Для изготовления материалов для одежды используется большое количество волокон и нитей, различающихся по химическому составу, строению и свойствам. Вид текстильного волокна, его свойства - важнейшие факторы, определяющие основные физико-механические свойства, внешний вид, износостойкость текстильных материалов и влияющие на параметры технологического процесса изготовления швейных изделий из этих материалов, на качество готовой продукции.

2. Зрелое волокно хлопка более скручены благодаря определенной толщине стенок и каналу внутри. Оно обладает достаточной прочностью и эластичностью, чего нет у незрелого волокна.

3. Технические волокна льна - это пучки отдельных элементарных волокон, соединенных между собой пектиновым веществом и легнином. В пучке, т.е. в техническом волокне содержится 15-30 элементарных волокон. Благодаря этому, технические волокна длинее элементарных. Их длина составляет в среднем 170-250 мм, поперечник равен 150-250 мкм. Длина же элементарного волокна льна в среднем 10-26 мм, а перечник 12-20 мкм.

4. По сравнению с хлопком, лен имеет более плотную и ориентированную структуру и совсем не имеет извитости. Из-за этого лен более жесткое волокно, меннее эластичное и менне прочное.

5. Хлопковые и льняные волокна используются для широкого ассортимента изделий бытового назначения, а также для изготовления различной одежды и прокладочных материалов.

6. Синтетические волокна и нити подразделяются на гетероцепные и карбоцепные. Гетероцепные волокна образуются из полимеров, в основной молекулярной цепи которых кроме атомов углерода содержатся атомы других элементов. Карбоцепными называют волокна и нити, которые получают из полимеров, имеющих в основной цепи макромолекулы только атомов углерода.

Размещено на Allbest.ru