Микроскопия текстильных волокон
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 волокон.
Отчет по работе
. 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 1350х.
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
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.
текстильный волокно микроскоп
строение
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 неплотности и пузырьки газов, имеющиеся в их толщине, образуют
вытянутые в осевом направлении поры.
а) вискозное; б) ацетатное; в)
капроновое, лавсановое (блестящее и матированное)
Для получения мотированных
(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
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.
. 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.
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
. 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.
. Зрелое волокно хлопка более
скручены благодаря определенной толщине стенок и каналу внутри. Оно обладает
достаточной прочностью и эластичностью, чего нет у незрелого волокна.
. 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.
. По сравнению с хлопком, лен
имеет более плотную и ориентированную структуру и совсем не имеет извитости.
Из-за этого лен более жесткое волокно, менее эластичное и менее прочное.
. Хлопковые и льняные волокна
используются для широкого ассортимента изделий бытового назначения, а также для
изготовления различной одежды и прокладочных материалов.
. 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.