6.2. Экспериментальная часть

1. По государственным стандартам изучить терминологию, ассортимент нитей; рассмотреть образцы химических нитей и определить вид нити (капроновые, вискозные, диацетатные, триацетатные и др.), вид отделки (матированные, блестящие, крашеные), комплексные, мононити или модифицированные. Также по государственным стандартам изучить методы определения основных свойств химических нитей.

5. Основные характеристики химических нитей и волокон изучить по каталогу и записать показатели свойств в таблицу следующей формы:

Таблица 6.2

Свойства	Показатели свойств различных химических нитей
	Вискозные	Ацетатные	Триацетатные	Капроновые, полиэфирные
Плотность, г/см3
Линейная плотность, текс
Равновесная влажность при влажности среды 65 и 95%, %
Удельная разрывная нагрузка, сН/текс
Усадка после мокрой обработки, %
Степень эластичности, %
Устойчивость к многократной деформации, число циклов
Температурная область(размягчение-плавление-кристаллизация), 0С

3. Проанализировать показатели свойств и сделать выводы по отдельным видам нитей.

Контрольные вопросы:

1. Почему возникла необходимость получения химических волокон и нитей?

2. На какие два класса разделяются химические нити?

3. Какие нити относятся к классам гетероцепных и карбоцепных?

4. На основе каких документов рассортировываются химические нити и по каким признакам?

5. Каковы основные свойства, характеризующие химические нити?

Лабораторная работа № 7.

Изучение внешнего вида и структуры текстильных волокон и нитей

Цель работы - изучение особенностей исследования структуры волокон и нитей методами световой и электронной микроскопии, практическое освоение метода световой микроскопии при изучении строения основных химических волокон.

7.1. Краткие теоретические сведения.

Для изучения особенностей строения текстильных волокон широко применяется микроскопия. Микроскопией называют метод исследования мельчайших объектов с помощью светового, электронного или других микроскопов для зарисовки; фотографирования или просто рассмотрения их в увеличенном виде.

7.1.1. Сущность метода световой микроскопии.

Световая микроскопия использует для освещения объектов дневной свет, а также свет от различных источников освещения. При исследовании строения текстильных волокон чаще всего пользуются биологическими микроскопами, предназначенными для изучения прозрачных объектов в проходящем обыкновенном свете.

Оптическая схема биологического микроскопа (рис. 7.1.) делится на две системы: осветительную, включающую в себя зеркало 1 и конденсор 4 с апертурной ирисовой диафрагмой 3 и откидной линзой 2, и наблюдательную, состоящую из объектива 5, призмы 6 и окуляра 7. Осветительная система формирует пучок света, попадающего на объект. Свет от источника падает на зеркало, которое отражает его к диафрагме, проходит через конденсор, исследуемый объект и попадает в объектив. В наблюдательной системе микроскопа происходит двухступенчатое увеличение объекта: первая ступень осуществляется объективом, вторая - окуляром.

Объектив - это система из нескольких соединённых вместе линз, обращенная к рассматриваемому объекту и дающая его действительное обратное увеличенное изображение.

Окуляром называется система линз, обращенная к глазу. По принципу работы она аналогична обычной лупе, но, кроме того, дополнительно увеличивает действительное изображение, даваемое объективом.

Призма служит для отклонения пучка лучей от вертикали на 45, что удобно при работе с микроскопом.

1 - зеркало; 2 - откидная линза; 3 - диафрагма; 4 - конденсор;5 - объектив; 6 - призма; 7 - окуляр.

Рис. 7.1. Оптическая схема биологического микроскопа.

На рис. 7.2 представлена оптическая схема электрического микроскопа МЕТАМ – Р1, предназначенного для изучения структуры материалов в отраженном свете. При наблюдении лучи от источника света 1 проходят через коллектор 2, теплофильтр 3, осветительную линзу 4, диафрагму 5, отражаются от плоскопараллельной полупрозрачной пластины 6 и напрвляются через объектив 7 на объект 8.

Лучи, отраженные от поверхности объекта, снова проходят через объектив, который совместно с линзой 9 проецирует изображение объекта в фокальную плоскость окуляров 10. С помощью призмы 11 изменяется направление оптической оси микроскопа. Призменный блок 12 бинокулярной насадки разделяет пучок лучей и обеспечивает возможность бинокулярного наблюдения объекта.

Разрешающая способность микроскопа - это наименьшее расстояние между двумя точками или линиями объекта, которые ещё могут быть видимы раздельно. Разрешающую способность объектива и микроскопа рассчитывают по приближенным формулам:

где - длина волны света, нм (для обычного света = 589 нм);

А- апертура объектива;

А_о.ч. - апертура осветительной части микроскопа.

1. Источник света

2. Коллектор

3. Теплофильтр

4. Осветительная линза

5. Диафрагма

6. Отражающая пластина

7. Объектив

8. Объект

9. Линза

10. Окуляр

11. Призма, изменяющая направление оптической оси микроскопа

12. Призменный блок бинокулярной насадки

13. Диафрагма

14. Кольцевое зеркало

15. Параболический конденсор

16. Анализатор

17. Поляризатор

Рис. 7.2. Оптическая схема микроскопа МЕТАМ — Р1

Апертура объектива является числовой характеристикой разрешающей силы объектива, т. е. его способности изображать мельчайшие детали объекта, и определяется по формуле:

где n - показатель преломления среды между препаратом и объективом (для воздуха равен 1, для воды 1,33, для глицерина - 1,47);

- угол отклонения крайнего луча, ещё попадающего в объектив от точки, находящейся на оптической оси.

Чтобы достигнуть наибольшей разрешающей способности микроскопа с объективом данной апертуры, необходимо, чтобы и осветительная система имела такую же апертуру. Однако апертура осветительной системы не должна превышать апертуры объектива; в противном случае на препарат будет попадать излишний свет, который не попадёт в объектив, а это приведёт к уменьшению контрастности изображения.

Разрешающую способность и апертуру можно увеличить применением иммерсии, т. е. заменой воздушной среды между объективом и препаратом жидкостью с большим коэффициентом преломления. Однако, следует помнить, что объектив, рассчитанный для жидкой иммерсии, можно применять, только помещая препарат в жидкую среду.