Технология волокнистых материалов

Опыты показали, что хлопки более толстые имеют большую  силу сцепления, и также, что хлопки с равномерной извитостью имеют  большую силу сцепления, чем с  неравномерной извитостью.

ДЛИНА ВОЛОКНА

Методы определения  длины волокна.

Самый примитивный, но в то же время довольно распространенный метод измерения длины волокна  – это непосредственное измерение  линейкой штапеля, вытащенного из клочка хлопка руками. Этот метод измерения  длины быстрый, но неточный. Результат  зависит от навыков и умения испытателей. Кроме того, длина штапеля зависит  и от влажности хлопка, так как  сухие волокна более извиты и  короче, тогда как влажные –  всегда прямее и длиннее.

Существуют более точные методы для измерения длины волокна, но они более кропотливые; они  применяются в лабораториях. Это  измерения на различных приборах.

Здесь приводится метод, предложенный американским физиком Чандлером. По этому методу из хлопкового штапеля делают вырезки длиной 10 мм, а потом взвешивают и эти вырезки, и эти штапели. Тогда среднюю длину штапеля можно найти по весовому соотношению:

L/l=G/q          L = l*G/q

 

L – средняя длина волокна

l – длина вырезки, равная 10 мм

G – вес всего штапеля

q – вес вырезки.

Этот метод получил  название весового.

Также длину волокна можно  определить с помощью штапельных диаграмм, диаграмм частот и другими  методами.

Длина волокна  разных хлопков

По длине штапеля все  хлопки подразделяются на коротковолосые (до 19 мм), средневолосые (19 – 31 мм) и  длинноволосые (более 31 мм).

Длина островного хлопка колеблется от 40 до 60 мм, нижне-египетского –  от 35 до 45 мм, верхне-египетского –  от 34 до 38 мм, нагорного – от 25 до 32 мм, индийского, персидского –  от 12 до 24 мм.

ЗРЕЛОСТЬ ХЛОПКОВОГО ВОЛОКНА

Развитие хлопкового волокна и его структура

Рост и развитие волокна  начинается сразу же после оплодотворения цветка, когда начинает развиваться  завязь. За первые 25 – 30 дней происходит рост волокна в длину, а потом  начинается заполнение трубочки клетчаткой. Весь период развития занимает около 60 дней.

Отложение клетчатки идет слоями: каждый день, по наблюдениям  ботаников, откладывается один слой. Зрелыми волокнами называются те, у которых клетчатки отложилось много. С возрастом волокна увеличивается  толщина его стенок.

Толщина стенок волокна для  различных возрастов

Возраст волокна в днях после цветения	23	28	33	38	43	68
Толщина стенки волокна, мкм	0,92	2,33	3,73	3,99	4,94	6,34

 

 

Методы для  определения степени зрелости волокна

Ранее методика определения  зрелости волокна состояла в том, что, рассматривая волокно под микроскопом, его по наружному виду относили к  различным степеням зрелости: нулевая  зрелость – самое зрелое волокно, мало извитое, затем 1-ая, 2-ая, 3-ья, 4-ая, 5-ая степень означала совсем незрелое или мертвое волокно, мало извитое  и прозрачное.

Зрелость волокна выражается через коэффициент зрелости, то есть соотношение диаметров волокна  и канала; это соотношение колеблется от 1,05 у незрелого волокна до 5 у самого зрелого.

ТОНИНА ВОЛОКНА

Методы определения

Обычно под тониной  волокна подразумевают поперечник волокна, который виден под микроскопом.

Такое определение верно  лишь для тех волокон, у которых  форма поперечного сечения близка к кругу, как, например, у натурального шелка.

Для волокон же с некруглым  поперечным сечением тониной следует  назвать диаметр круга, площадь  которого равна площади поперечного  сечения волокна.

Самый примитивный метод  определения тонины волокна –  это оценка его руками на ощупь.

Общепринятый метод определения  тонины волокна – это измерение  под микроскопом, снабженным окулярным  микрометром. Результаты измерения  выражаются в микронах. Но при таком  измерении хлопка получается не тонина, а ширина хлопка.

Самым удобным методом  определения тонина волокна считается  метод взвешивания, посредством  которого определяется метрический  номер волокна. Этот метод заключается  в следующем: под микроскопом  считают количество волокон в  пучке, затем из этого параллелизованного пучка делают вырезку заданной длины, эту вырезку взвешивают и определяют метрический номер волокна по формуле:

N_m=l*n/G

 где

l – длина вырезанного отрезка

n – число волокон в пучке

G – вес вырезанного отрезка

Площадь поперечного сечения находится  по формуле:

мкм

Увеличение тонины волокна (а, соответственно, повышение метрического номера) повышает прядильную способность.

ИЗВИТОСТЬ

Когда коробочка лопается, волокна соприкасаются с воздухом, сильно высыхают, стенки волокна спадаются, причем волокно закручивается вокруг своей оси. Закрученность изменяется по своему направлению, она идет то влево, то вправо. Число завитков или  поворотов ленточки называют извитостью. Извитость определяется путем подсчета числа завитков под микроскопом.

Извитость колеблется и изменяется на одном волокне. Если извитость  более равномерна, то сила сцепления  волокон будет больше. Извитость  волокон зависит от степени зрелости.

Извитость для  разных хлопков (число завитков на 1 дюйм)

Сорт хлопка	Максимальная извитость	Минимальная извитость	Средняя извитость
Островной	360	240	30
Египетский	280	175	228
Бразильский	260	158	210
Американский	240	144	192
Индийский	190	120	150

 

 

Число завитков на 1 сантиметр

Сорт хлопка	Извитость
Островной	73,9
Американский	67,8
Брочь	50,3
Бенгальский	46,8

 

 

КРЕПОСТЬ ВОЛОКНА

Под крепостью волокна  обычно подразумевают разрывное  усилие, которое определяется на динамометрах. Существует множество систем динамометров для волокна.

Абсолютная крепость разрыва  волокна не может служить мерилом  добротности хлопка, так как разные хлопки имеют разную тонину. Испытания  показывают, что грубые хлопки имеют  большую крепость, тогда как высокосортные  хлопки слабы.

Величины крепости волокна для разных хлопков

Сорт хлопка	Крепость, г
Китайский	8,40
Бенгальский	7,14
Американский	6,51
Сакелляридис	6,16
Островной	5,92

 

 Вместе с изменением относительной  влажности воздуха изменяется и  крепость хлопкового волокна. С увеличением  относительной влажности воздуха  крепость хлопкового волокна также  увеличивается и достигает максимума  при 70-80%, после чего начинается падение  крепости.

Вместе с изменением относительной  влажности воздуха изменяется и  коэффициент трения хлопкового волокна  по волокну. При сухом воздухе  этот коэффициент равен 0,24, а при  влажном – 0,32, вот почему при влажном  воздухе пряжа становится крепче.

Ясную картину ценности хлопков  можно получить только в том случае, если крепость будет относиться к  площади поперечного сечения. Такую  относительную крепость называют «специфической»  или «субстантивной», то есть крепостью  вещества, из которого состоит волокно.

, где

R – это субстантивная крепость, кг/мм²

P – абсолютная крепость, кг

F – площадь поперечного сечения, мм.

РАСТЯЖИМОСТЬ

Растяжимость определяется как полное удлинение при разрыве  и выражается в процентах к  первоначальной длине, например, если было зажато 10 мм волокна в динамометре, а к моменту разрыва оно  удлинилось на 1 мм, то растяжимость будет  равна

.

Величины удлинения волокна  разных хлопков при разрыве

Сорт хлопка	Удлинение, %
Островной	12,14
Нижне-египетский	10,10
Верхне-египетский	9,34
Американский	8,79
Китайский	8,30
Брочь	7,43

ЦВЕТ ИЛИ ОКРАСКА

Цвет хлопка бывает белый  и желтый с разными оттенками (до бурого).; если этот цвет есть природное  свойство волокна, то он не влияет на качество, различные же оттенки уничтожаются при отбеливании. Если же желтый цвет хлопка появился как результат порчи  от дождя, росы, туманов и т.д., если волокно от сырости начало перепревать, то такой цвет есть признак плохого  качества, так как прелое волокно  всегда слабее, и в этом случае, чем  гуще желтая окраска, тем хуже хлопок.

БЛЕСК ХЛОПКА

Блеск хлопка – хороший  признак, так как лучшие сорта  хлопка обладают блеском, тогда как  плохие сорта имеют тусклый или  матовый вид. Блеск определяет на глаз.

ШЕЛКОВИСТОСТЬ

Шелковистость также присуща  хорошим сортам с тонкими волокнами, тогда как грубость или шерстистость наблюдается у хлопков с грубыми, толстыми волокнами. Шелковистость  определяется на ощупь.

РОВНОСТЬ ВОЛОКНА

Одинаковость длины волокна  в хлопке также определяется практически  при выщипывании штапеля. Определяется классификаторами на ощупь при приготовлении  штапеля путем вытягивания и  при разрыве штапеля руками.

СОРНОСТЬ ХЛОПКА

Сорность влияет на ценность хлопка как товара, так как при  обработке более сорных хлопков  будет выделяться больше угаров, следовательно, будет меньше выход пряжи.

При классификации сорность определяется на глаз, но, кроме того, на фабриках хлопок испытывают на выход  ленты, пропуская его через трепальные и чесальные машины.

Процент выхода чесальной  ленты будет до некоторой степени  характеризовать сорность хлопка.

Из хлопка первого сорта  выходит 90,4 % чесальной ленты, из нормального  – 89,6 %, из сорноватого – 88,4 %, из сорного  – 87,5 %.

ВЛАЖНОСТЬ

Хлопок – гигроскопический материал, то есть он довольно сильно впитывает  в себя влагу. Количество влаги, содержащейся в хлопке, постоянно изменяется в  зависимости от влажности окружающего  воздуха. В сильно увлажненном воздухе  хлопок может впитывать в себя до 27 % влаги от своего веса. Чтобы  определить содержание влаги в хлопке его подвергают высушиванию в  особом приборе. В него закладывается  партия хлопка (300-500 г), воздух внутри прибора  нагревается до 105°С. Прибор снабжен  точными весами. Сушку ведут до постоянного веса, и разность весов  сырого и сухого хлопка определяет количество влаги, которая, отнесенная к весу сухого хлопка в процентах, называется влажностью хлопка.

Опыты показали, что различные  виды хлопка при одной и той  же температуре и при одной  и той же относительной влажности  воздуха имеют различное содержание влаги. С понижением температуры  хлопок впитывает больше влаги.

Метеорологические элементы так влияют на процесс адсорбции:

1. С увеличением относительной  влажности воздуха влажность  хлопка растет.

2. С увеличением температуры  влажность хлопка уменьшается.

3. С увеличением давления  влажность хлопка увеличивается.