Распознавание волокон оптическим и другими методами

Микроскопическое исследование проводят с помощью биологического микроскопа с увеличением в 250-300 раз.

Для приготовления препаратов используют предметные стекла. На чистое стекло наносят несколько капель воды, помещают исследуемые волоконца, расправляют их, накрывают покрывным стеклом так, чтобы не допустить образования пузырьков воздуха. Излишнюю влагу удаляют фильтровальной бумагой. Готовый препарат переносят на предметный столик микроскопа и с помощью микрометрического винта находят фокус, рассматривают и зарисовывают увиденные волокна. Обращают внимание на равномерность толщины волокна, наличие шероховатости поверхности, его извитость, прозрачность и др. признаки и сравнивают свои наблюдения с фотографиями типовых волокон, приведенных в литературных источниках).

Вторая часть микроскопического исследования происходит с использованием некоторых реактивов. Для этого вместо воды берут несколько капель реактива, накрывают покрывным стеклом и наблюдают за изменением волокон.

Реактив Швейцера (медно-аммиачный раствор) вызывает набухание хлопка, лубяных и других целлюлозных волокон, некоторые из них могут растворяться. Фиброин шелка также растворяется.

Реакция с хлорцинкйодом проводят следующим образом: на предметное стекло наносят несколько капель 1-го раствора, добавляют каплю 2-го раствора, помещают несколько волоконец и наблюдают за изменениями под микроскопом. Целлюлозные волокна окрашиваются в синий цвет, ацетатные и полиакрилонитрильные волокна растворяются. Полиамидные и ацетатные волокна дают желтую окраску, полиэфирные не изменяются.

Если к хлорцинкйодному раствору добавить спирт, то у полиамидов можно увидеть появление шероховатой чешуйчатой поверхности.

Подобные исследования рекомендуется применять для анализа смесей волокон.

 

 

2.2 Обработка результатов качественного анализа полимеров

 

Кроме вышеописанных методов для идентификации волокон проводят определение плотности. В рамках данной работы можно рекомендовать следующий способ оценки. Известно, что плотность воды составляет 1000 кг/м³, а глицерина – 1261кг/м³. Вначале нужно налить в стаканчик или пробирку воду, поместить волокно, гранулы или фрагменты полимера в нее и, перемешивая, добиться удаления пузырьков воздуха. После чего следует понаблюдать за образцом. Если он погружается в воду, то его плотность выше 1000 кг/м³, если всплывает, то ниже.

Сухой образец, плотность которого выше 1000кг/м³ следует с теми же предосторожностями поместить в глицерин и определить новый диапазон плотности. Затем определить из данных таблиц 6,7 и др. источников соответствие наблюдаемой и ожидаемой плотности.

Для идентификации волокон рекомендуется также изучить их гигиенические и физико-механические свойства.

После проведения испытаний, необходимо все экспериментальные данные занести в таблицы 1 и 5 (в вашем отчете их нумерация будет 1 и 2). Следует внести в них те справочные данные, которые указывают на ожидаемый результат. Следующий этап – сравнение ожидаемого и фактического результата. Если они близки, то это нужно отметить в отчете, если различаются, то нужно объяснить причину расхождения. Подобный анализ выполняется по всем опытным данным, что позволит, аргументировано установить природу исследуемых полимеров. Рекомендуется отобрать наиболее убедительные факты, и сформулировать вариант вывода по работе с учетом следующих фактов:

1-й полимер растворился в ___________________________ растворителях),

(перечислить каких)

в пламени горелки ____________________________________________________,

(указать особенности поведения)

с п- фуксином_________________________________________________________,

(указать особенности окрашивания и растворения)

с реактивом Либермана-Шторха-Моравского проявил себя__________________

(указать как)

Для волокон указать особенности оптических свойств, плотность в сравнении с плотностью воды.

Подобные свойства характерны для полимера_________,

(указать какого)

следовательно, первый полимер является__________________________________

(указать каким).

Далее нужно прочесть вывод, отобрать наиболее характерные признаки полимера, поработать над стилем и изложить его кратко и четко.

Таким же способом следует установить природу всех исследуемых полимеров.

 

 

Таблица 6 – Плотность полимеров и волокон на их основе

 

Выпускная форма полимера	Плотность, кг/м^3	Выпускная форма полимера	Плотность, кг/м^3
Искусственные Вискозные	Поливинилспиртовые
Текстильная нить		Техническая нить	1260-1320
Техническая Нить		Волокно	1260-1320
Волокно Обычное		Полиуретановые	1000-1300
Волокно высокомодульное
Волокно полинозное	1500-1510	Галогенсодержащие	1380-1390
Ацетатные	Полиамид	1100-1140
Диацетатное		Полиметилметакрилат	1180-1190
Триацетатное		Поливинилацетат	1020-1030
Синтетические Полиэфирные		1260-1280
Текстильная нить	1380-1400	Фенолформальдегидная смола	1140-1220
Техническая нить		Полиуретаны
Полиамидные		2250-2270
Текстильная нить		Дивиниловый каучук	1010-1020
Техническая нить		Бутадиенстирольный каучук	900-1030
Полипропиленовые	Белковые волокна
Жгутовая нить		Шерсть
Пленочная нить		Шелк

 

Содержание отчета к лабораторной работе №1

 

Отчет по лабораторной работе №1 должен содержать следующую информацию:

- наименование работы;

- цель работы;

- краткую характеристику свойств и способов получения исследуемых полимеров;

- краткое изложение способов выполнения анализов;

- экспериментальные результаты по форме, приведенной в таблицах 1, 5 и микроскопические исследования волокон в тексте отчета;

- обсуждение результатов и выводы по работе;

- литературные ссылки.

 

Оформление лабораторной работы №1

Отчет выполняется на одной стороне листа формата А4 с соблюдением параметров страниц. Титульный лист выполняется для всех лабораторных работ в соответствии с приложением 2, список литературы должен быть, составлен в соответствии со стандартом. Примеры библиографического описания (приведены в приложении 3).

 

Лабораторная работа №2

«физико-механические свойства полимеров»

Цель работы: Изучение методов оценки деформационно-прочностных, свойств полимерных пленок, характера остаточной деформации, методов косвенной оценки структуры полимеров.

 

Порядок выполнения работы.

Приборы и материалы:

1. Образцы полимерных пленок;

2. Линейка;

3. Ножницы;

4. Толщиномер;

5. Разрывная машина РМ-5.

 

В начале занятий следует получить у преподавателя образцы полимерных пленок. Далее из справочника [3] необходимо выписать их общую характеристику в соответствии с нормативными документами на данный вид пленок, указать номер стандарта [3, с 77-78 и др. источники]. Затем нужно выписать значение толщины пленок, значение разрушающего напряжения в продольном направлении и относительного удлинения в том же направлении (для декоративно-хозяйственных пленок в [3, с 83]). Ваша цель – оценить соответствие перечисленных показателей пленок требованиям нормативных документов.

 

Подготовка образцов полимеров к исследованию

Прежде всего, просмотрите полимерные пленки. Разнотолщинные пленки, пленки с различными включениями отбраковываются. Из отобранных пленок необходимо вырезать по 2 параллельных образца размером 1см х 6см (0,01м х 0,06м), которые не должны отличаться по толщине более чем на 10%. Лучше, если толщина всех пленок будет одинаковой. Далее обозначьте ручкой длину рабочего участка, равную 4см. С обоих концов образца остаются сантиметровые отрезки, которые затем закрепляются в зажимах разрывной машины.

После этого с помощью толщиномера измерьте толщину рабочего участка пленки в трех точках и возьмите наименьшее значение.

 

Пример расчета. Допустим, при измерении толщины пленки индикатор толщиномера остановился на трех отметках 1,5; 2; 2 деления. Выбираем отметку 1,5 деления. Цена одного деления индикатора толщиномера соответствует 0,1мм (1 х 10^-4м), следовательно, толщина образца равна: 1,5х1х10^-4м = 1,5х10^-4м. (Пересчетный коэффициент обязательно должен быть равен 10^-4. Это удобно для дальнейших расчетов).

Линейные размеры образца записывайте в таблицу 8.

Для того, чтобы легче было проводить обработку результатов, отбирайте параллельные образцы с одинаковой толщиной.

Расчет площади поперечного сечения образцов (S) полимеров производится по формуле (I):

 

S = в х δ, м² (I)

 

где в – ширина образца, м

δ – толщина образца, м

 

Полученные результаты занесите в таблицу 7, графу 7:

 

Таблица 7. Линейные размеры образцов пленок

 

Наименование полимерной пленки	№ образца	Ширина	Толщина	Площадь поперечного сечения х 10^6м^2
см	м	мм	м

Пример расчета:

Если ширина образца составляет 1см (0,01м), толщина 0,15мм (1,5х10^-4м), то площадь поперечного сечения S будет равна:

S = 1 х 10^-2 х 1,5 х 10^-4 = 1,5 х 10^-6м²