Определение степени набухания волокон

Набухание в щелочи. Волокна целлюлозы набухают в щелочи. Их объем увеличивается и проходит через максимум, который зависит от концентрации щелочи и температуры. Степень набухания может быть определена весовым и объемным методами, замером ширины волокна или планиметрированием поперечного среза отдельного волокна. Сато нашел, что замер поверхности поперечного среза набухшего волокна и определение изменения длины волокна являются наилучшими методами для определения степени набухания отдельных волокон. [c.121]

Для определения степени набухания обычно достаточно провести 20 замеров. Неравномерность набухания волокна в продольном и поперечном направлении вычисляется по обычной формуле [c.34]

Переход красителя из раствора в волокно. С определенной степенью приближения любой волокнистый материал можно представить в виде модели, которая состоит из волокон, пронизанных системой субмикроскопических пор, и межволоконных пространств. При погружении волокнистого материала в красильную ванну в первый момент происходит впитывание раствора и заполнение им межволоконных пространств. Одновременно начинается расширение субмикроскопических пор в волокне вследствие его набухания. Из раствора, непосредственно прилегающего к поверхности волокна, краситель постепенно проникает внутрь волокна через раскрывающиеся при набухании субмикроскопические поры. В результате поверхностный микрослой раствора обедняется красителем, и для успешного протекания процесса крашения его необходимо непрерывно пополнять молекулами красителя путем диффузии их из внешнего раствора или конвективного обмена путем перемешивания. Чем эффективнее перемешивание, тем менее важна стадия диффузии красителя в растворе. [c.53]

Реакционная способность является важной характеристикой структуры волокна. Разработано несколько методов определения этой характеристики для хлопкового волокна, каждый из которых, разумеется, относится только к конкретным условиям измерения. Вероятно, самый элегантный и наиболее точный метод— это дейтерирование (в сочетании с инфракрасной спектроскопией), которое представляет собой парофазную реакцию и протекает в отсутствие растворителя, способного вызывать набухание волокна и, следовательно, изменять степень его упорядоченности. Впервые данный метод был использован при изучении пленок из регенерированной и бактериальной целлюлозы. Обработка специально приготовленных пленок из хлопковой целлюлозы парами ОгО сопровождается дейтерированием всех реакционноспособных гидроксильных групп. В результате этого [c.300]

Величина усадки зависит от степени вытягивания. Невытянутый полиамидный шелк набухает при обработке водой (обратимое набухание). При низких степенях вытягивания это обратимое набухание по величине даже больше, чем необратимая усадка при более высоких степенях вытягивания величина необратимой усадки становится больше, чем величина набухания. При определенной степени вытягивания (около 100%) структура волокна становится такой, что уже не имеют места ни усадка, ни набухание нити [31]. [c.401]

Определение способности целлюлозы к набуханию имеет большое практическое значение. Между степенью набухания целлюлозы и ее способностью к размолу и, следовательно, свойствами получаемой бумаги существует тесная взаимосвязь [1]. Известно, что волокна неразмолотой целлюлозы являются относительно жесткими и хрупкими. При использовании целлюлозы для изготовления бумаги большое значение имеет повышенная пластич-ность и гибкость волокон. Эти свойства волокон в значительной степени связаны со способностью их к набуханию, так как значительное набухание волокон способствует меньшему их повреждению в процессе размола, что в свою очередь отражается на свойствах бумаги [2]. Способность целлюлозы к набуханию имеет особенно большое значение в производстве искусственного волокна. Это свойство целлюлозы определяет ее поведение при мерсеризации, при ксантогенировании щелочной целлюлозы, а также при различных других химических реакциях. Набухание целлюлозы при мерсеризации способствует удалению из нее низкомолекулярных фракций. В набухшую целлюлозу лучше диффундирует сероуглерод в процессе ксантогенирования. Формование и вытяжка волокон также связаны с процессом набухания. [c.180]

Точное определение эластической деформации затруднительно. В зависимости от продолжительности и условий обработки (температура, степень набухания полимера) и структуры волокна релаксационные процессы осуществляются в различной степени и с различной скоростью и соответственно изменяется величина эластической деформации. В природном или химическом волокне всегда имеется набор макромолекул с различным периодом релаксации, что обусловлено различной скоростью перераспределения связей в макромолекулах. Величина периодов релаксации в волокне может изменяться от нескольких секунд до нескольких дней. [c.110]

Если обработать высушенную вискозную нить некоторыми реагентами яри определенном значении pH среды, в которой происходит набухание волокна, и соответственно уменьшить интенсивность межмолекулярного взаимодействия, то при последующем прогреве этой нити в отсутствие реагентов, вызывавших его набухание, повышается степень кристалличности и заметно увеличивается прочность волокна. Так, например, в результате набухания вискозной нити в разбавленном растворе уксусной кислоты при pH = 2,9—3,5 и последующего прогрева ее при 70—75 °С в течение 1 ч прочность возрастает с 15,5 до 20—21 ркм. Одновременно повышается удлинение с 16 до 18% и степень кристалличности волокна (на 3—5%) . Дальнейшее повышение температуры прогрева не изменяет свойств волокна. [c.515]

Волокна и пленки из поликарбоната на основе бисфенола А могут выдерживать степень вытяжки до 4 1 и показывать определенную предельную степень вытяжки при температурах около 186° С. Полученные ориентированные кристаллические материалы обладают очень хорошими механическими свойствами (стр. 153), сильно пониженной растворимостью и степенью набухания в органических растворителях и более высокими температурами плавления. Ориентированное состояние сохраняется несмотря на нагревание до температуры, близкой к температуре плавления. Особенно быстрая и полная кристаллизация после вытяжки наблюдалась у поликарбонатов [c.148]

Для целлюлозы из лиственных пород древесины линейное давление в зазоре, необходимое для достижения определенной степени отжима, меньше, чем для целлюлозы из хвойных пород. Маттес показал, что давление набухания, противодействующее отжиму, у еловой целлюлозы выше, чем у буковой (рис. 4.10). Из этого следует, что важную роль играет не только длина волокна, но и другие морфологические факторы. Размол целлюлозы или высокое содержание нулевого волокна ухудшают способность целлюлозы к отжиму. Плохая способность к отжиму характерна также для влажной целлюлозы и целлюлозы после интенсивной отбелки . [c.84]

Одним из них является двойное лучепреломление, вызванное случайными напряжениями, которые возможно были накоплены в волокне во время его естественного роста или производственной обработки. Надлежащими методами отпуска, набухания и т. д. в большинстве случаев можно до такой степени снизить это случайное двойное преломление, что оно не будет мешать определению внутренне присущего волокну двойного преломления. [c.138]

Важной характеристикой для строения стенок клеток целлюлозных волокон является их субмикроскопическая пористость, проявляющаяся, например, в том, что плотность хлопкового волокна (1,05), вычисленная из измеренного микроскопическим методом объема волокна, приблизительно на 30% меньще, чем плотность (1,55 или больше), определенная методом пловучести. " При погружении волокна в воду оно подвергается поперечному набуханию ( 25% для хлопка и 50—70% для вискозы), в то время как его длина остается практически неизмененной (набухание по длине составляет 1 % для хлопка и 2—5 % для вискозы). По способности к набуханию и по другим свойствам, например оптическим, волокно является анизотропным. 2 В целлюлозных волокнах имеются каналы, достаточно большие для того, чтобы в них могли проникать молекулы красителя кроме того, диффузия красителя в волокно облегчается вследствие набухания, и скорость проникновения красителя зависит от степени набухания и величины молекулы красителя. Рентгенографическим методом невозможно определить диаметр вгкуол в волокне, и эти определения были сделаны только косвенным путем. На основании изучения отношения хлопка к влажности установлено, что диаметр наименьших пор равен [c.1436]

Таким образом, если бы при увлажнении бумаги сохранялись неизменными контактные связи между волокнами, то следовало ожидать снижение прочности не более, чем на 50% от исходной прочности в сухом состоянии. Но, как видно из предыдущего изложения, контактные связи возникают за счет монолитизации продуктов деструкции целлюлозы на поверхности волокна в результате перехода в пластическое состояние и частичного растворения низкомолекулярных фракций при повышенных температурах. При повторном набухании целлюлозы в области этих контактных связей вновь восстанавливается пластичность (способность течь при невысоких нагрузках), и может сохраниться лишь незначительная доля прочности, обусловленная в определенной степени взаимным механическим зацеплением волокон и. той небольшой энергией контактной связи, которая Присуща упруговязким телам. Действительно, прочность замоченных в воде бумаг составляет не выше 10% от исходной прочности в сухом состоянии. При высоких температурах. вязкость пластичных полимерных материалов, ак известно, резко снижается. Кроме того, происходит полное растворение низкомолекулярных фракций целлюлозы, участвовавших в образовании монолитных контактов. При кипячении бумаги распад на отдельные волокна происходит даже при незначительных механических воздействиях. Введение проклейки лишь замедляет скорость проникновения воды в бумагу, но не сказывается существенным образом на прочностных свойствах последней. [c.196]

Обстоятельная работа, в которой объясняются различия в накрашивании волокна, выполнена Магелем . Различие в накрашивании внешних и внутренних слоев волокна обусловлено различной величиной пор, которые должны иметь большие размеры, чтобы могла происходить сорбция красителя волокном. При промывке поперечного среза водно-диоксановой смесью уменьшается набухание волокна и поры соответственно становятся уже. Когда поры сужаются до такой степени, что краситель не может больше вымываться, соответствуюш,ая зона волокна остается окрашенной. В другом случае краситель вымывается полностью, и эта часть волокна оказывается неокрашенной. Если поперечный срез получается неокрашенным, то это значит, что поры были слишком малы и краситель не мог проникнуть в волокно или они, напротив, были слишком велики и при обработке среза водно-диоксановой смесью сужаются не в такой степени, чтобы удержать частицы красителя. Следовательно, срез волокна, не окрашивается только при определенном размере пор. Этим можно объяснить тот факт, что различные слои поперечного среза могут иметь разную толщину в зависимости от способа крашения и особенно способа промывки. [c.281]

Вотерс изучал зависимость между эффективностью переносчиков и их химическим строением. Все исследованные соединения, оказавшиеся эффективными для указанных целей, вызывали также усадку териленового волокна, которую рассматривают как меру набухания волокон. Однако эти явления— степень окрашивания и усадка—не являются параллельными. По-видимому, эти вещества делятся на два класса, действия которых различны. Фенольные соединения и амины, вероятно, адсорбируются с образованием водородных связей на сложноэфирных группах и могут способствовать набуханию волокна в воде. Углеводороды и простые эфиры могут адсорбироваться путем соединения с п-фенилеиовой связью и могут действовать просто как смазка или пластификатор для молекул волокна в аморфных областях, облегчающий диффузию красителей. Такими же свойствами могут обладать и вещества первого класса. Вотерс считает, что распределение агентов между волокном и водной красильной ванной является важным критерием в определении их эффективности, и этим объясняется недейственный характер соединений, содержащих группы, способные к ионизации или улучшающие растворение. [c.484]

Изменения морфологии даже аморфных участков, вызываемые обработкой водой, заметно влияют на реакционную способность целлюлозы, при этом имеет значение не только количество влаги в препарате, но и его предыстория — подвергался образец сушке или увлажнению, является ли он препаратом очищенной целлюлозы или нет. Влияние этих факторов иллюстрируется данными Блауина, Ривеса и Хоффиауэра [141] по ацети-лированию препаратов хлопковой целлюлозы (рис. 1-11). Метод достижения определенного влагосодержания в препарате — увлажнение сухого материала или подсушивание влажного — наиболее важный фактор, определяющий степень завершенности последующей реакции. Так, из данных, приведенных на рис. 1-11, отчетливо видно, что из двух препаратов целлюлозы — подсушенного и увлажненного — с одинаковым влагосодер-жанием болы [ей реакционной способностью обладает подсушенный препарат. Это объясняется рассмотренными выше причинами, поскольку водородные связи в целлюлозе (в некристаллических участках) не разрушены молекулами воды, эти прочные водородные связи между гидроксильными группами целлюлозы препятствуют диффузии реагентов. Как видно из данных рис. 1-11, морфология целлюлозосодержащего препарата влияет на реакционную способность целлюлозы. Кривые Б относятся к более грубоволокнистому хлопку, чем кривые А. Эти различия могут быть объяснены неодинаковой величиной удельной поверхности и диаметра волокон, различающихся по тонине для более грубого волокна требуется большая степень набухания для достижения той же степени доступности гидроксильных групп. Удаление жиров, восков, смол и при- [c.59]

Набухание волокна в воде является комплексным показателем структуры, характеризующим с одной стороны степень кристалличности и размеры кристаллических и аморфных участков, т. е. число гидроксильных групп, достушых для взаимодействия с водой, а с другой стороны -морфологическую структуру волокна, определяемую взаимным расположением фибрилл. На этот показатель большое влияние оказывает также число проходных цепей. Для определения набухания волокна в воде получили применение два метода — микроскопический и центрифугальный. [c.100]

Данная теория, однако, не могла объяснить некоторые особенности поведения целлюлозы, например, обязательную стадию набухания перед растворением. Было непонятно, почему вообще возможно набухание, то есть какими силами удерживаются мицеллы при проникновении растворителя в целлюлозное волокно и почему оно не распадается сразу на отдельные мицеллы. Определенная на основании результатов рентгенографических измерений длина мицелл составляла примерно 50...60 нм, что соответствовало степени полимеризации молекул всего лищь около 100. Однако работы Штаудингера по вязкости растворов целлюлозы вскоре показали, что целлюлоза представляет собой типичный полимер и ее СП в действительности намного вьпле. Первоначальная мицеллярная теория подвергалась критике, и понятие мицеллы в результате работ отечественных исследователей (Роговин, Н. Никитин, Шарков и др.) и зарубежных (Фрей-Висслинг, Ренби, Престон и др.) бьшо пересмотрено. Марк и Мейер изменили свои взгляды на кристаллическую структуру целлюлозы, а результаты рентгенографических измерений получили иную трактовку. Была предложена новая мицеллярная теория строения целлюлозы - теория аморфно-кристаллического строения. [c.236]

Одним из свойств, определяющих возможности применения полиамидного щтапельного волокна, является незначительная извитость. Это волокно по природе совершенно гладкое. Однако если его обработать горячей водой, то в результате возникновения внутренних напряжений, связанных с процессами набухания и изменением температуры, появляются извитки, интенсивность которых выражается показателем степень извитости . Степень извитости зависит от продолжительности обработки волокна. Этот показатель определяет сцепляемость отдельных волоконец в холсте, ленте и ровнице при текстильной переработке волокна, а также характеризует полноту на ощупь пряжи и изготовляемых из нее трикотажа и тканей. При механических нагрузках эти извитки распрямляются и волокно опять становится гладким. Чем больше необходимое для этого усилие, тем выше так называемая устойчивость извитости. Степень извитости поликапроамидного штапельного волокна не должна быть ниже определенного значения однако, с другой стороны, она не должна быть и слишком высокой, так [c.645]

Существует, однако, целый ряд свойств волокон, определение которых для различных направлений не представляет трудности. Одним из таких свойств является способность волокна, погруженного в воду или в другие жидкости, набухать. Неанизотропное (изотропное) вещество, напри.мер кружок, вырезанный из желатина, при набухании в воде увеличивается в одинаковой степени во всех направлениях (кружок желатина остается кружком, но диаметр его увеличивается). При набухании тонкой полоски желатина ее размеры увеличиваются пропорционально если ширина полоски увеличивается на 50 6, ровно на столько же увеличивается ее длина. Если подобный опыт проделать с волокном, т. е. после достаточно точного измерения его длины и диаметра подвергнуть волокно набуханию и затем вновь определить его размеры, то относительное увеличение диаметра окажется значительно большим, чем относительное увеличение длины волокна. При замачивании хлопкового волокна в воде его диаметр увеличивается на 14 о, в то время как длина увеличивается всего лишь на 1,2%. Другие волокна ведут себя аналогичным образом шерсть, вискозный шелк, льняное волокно, ацетатное волокно, искусственные белковые волокна — все они при набухании значительно увеличиваются в диаметре и очень мало — по длине. При этом наблюдаются значительные различия в набухании волокон разных типов, что иллюстрируется данными табл. 6. [c.56]

Усадка находится в определенной зависимости от первичного набухания свежесформованного волокна. Чем меньше набухание свежесформованного волокна, тем больше усадка. Правда, исследования показали, что абсолютной симбатности между этими величинами нет. Например, между первичным набуханием и усадкой наблюдается параллелизм при изменении свойств вискозы (степень полимеризации, концентрация целлюлозы, степень ксантогенирования). Напротив, что касается состава осадительной ванны, параллельное изменение может не наблюдаться. [c.290]

Соответственно оболочка и ядро дают также различную усадку при нейтрализации и прочих обработках волокна. Если высокоориентированная оболочка может давать линейную усадку лишь перпендикулярно оси волокна, то ядро может усаживаться также в направлении оси волокна. Это навело на мысль формовать волокна, поверхность поперечного среза которых ограничена оболочкой, неравномерной по толщине. Различная усадка по-разному структурированных слоев должна приводить к появлению извитости на волокне Вызываемая этим извитость является поэтому следствием действия силы в волокне, приводящей к его спиральному скручиванию Основополагающими исследованиями этих зависимостей мы обязаны Сиссону и Морхеду Путем формования волокон из различно составленных и непосредственно перед фильерой смешанных вискоз ими были получены модельные волокна, имеющие оболочку лишь на какой-то части их поперечного среза. После подкрашивания волокон красителем, окрашивающим только оболочку, было установлено, что оболочка окружает волокно в форме витков спирали (рис. 16.11).Хорио и Кондо показали далее, что если такое волокно поместить в вещество, вызывающее набухание, то в зависимости от концентрации волокно выгибается так, что оболочка может находиться внутри и снаружи образовавшейся дуги. Есть область концентраций, в которой волокно почти не изгибается (рис. 16.12). Как показывает рис. 16.13 образующиеся витки синусоидальны разумеется, они трехмерны. Рисунок далее показывает, что получающаяся извитость достаточно равномерна Однако, как это ни странно, как видно из рис. 16.14, направление спирале видных витков волокна через равные промежутки изменяется на обратное Опыт показывает, что по причинам, связанным с техникой переработки степень извитости (т. е. число витков на определенной длине волокна) нельзя повышать безгранично. Чрезмерное количество витков приводит к значительным повреждениям штапельных волокон при кардочесании, и получающаяся пряжа будет содержать большое количество мушек и шишек. Поэтому при- [c.413]

При определении скорости растворения полимера в пластификаторе ошибочные данные могут быть ползгчены вследствие того, что скорость растворения в известной мере зависит от формы, в которой находится полимер. Полимер может представлять собой тонкий порошок, твердые, хрупкие или мягкие гранулы, мягкие каучукоподобные или твердые массы, смолы или высоковязкие жидкости, пленки и волокна. Трудность определения скорости растворения усугубляется еще и тем, что для многих полимеров процессу растворения предшествует процесс набухания, количественно отличный для разных полимеров, но определяющий длительность протекания всего процесса. Следует также учитывать и влияние температуры на скорость растворения. Повышение температуры оказывает существенное влияние и на степень разбавления раствора. В качестве разбавителя обычно вводят растворитель, можно добавлять и какой-либо другой пластификатор. [c.16]

При проведении гидролиза волокнистой целлюлозы в гетерогенной среде скорость этого процесса в начальной стадии всегда выше, чем на дальнейших стадиях (вопрос этот подробно рассмотрен в гл. 1-В). Это объясняется тем, что, хотя глюкозидные связи в целлюлозе равноценны, степень упорядоченности макромолекул на отдельных участках волокна различна. Области со сравнительно низкой упорядоченностью более доступны действию гидролизующих реагентов [61, 190, 286, 288, 389]. Препарат частично гидролизованной целлюлозы, выделенный после начальной стадии гидролиза, обладает пониженной прочностью. Восстановительная способность его возрастает, а вязкость растворов уменьшается, что указывает на снижение степени полимеризации. Этот препарат представляет собой смесь полимергомологов — гидроцеллюлозу, обладающую высокой степенью упорядоченности. Дальнейший гидролиз происходит со значительно меньшей скоростью. Как указывалось ранее, повышение скоростей реакций в более доступных областях и понижение этих скоростей в более упорядоченных участках целлюлозного материала часто наблюдаются при осуществлении различных реакций целлюлозы в гетерогенной среде [89, 316]. После окончания начальной стадии гидролиза скорость процесса снижается и степень полимеризации достигает величины, которую Баттиста [16] называет предельной степенью полимеризации , соответствующей величине выделенных на этой стадии гидролиза кристаллитов. Водные растворы кислот, применяемые в качестве гидролизующих реагентов, вызывают значительное набухание целлюлозы, и концы цепи, образующиеся при разрыве глюкозидных связей, достаточно подвижны. Это может вызвать рекристаллизацию и повышение степени упорядоченности на этих участках по сравнению с упорядоченностью исходной целлюлозы [197, 253]. Следует отметить, что этот эффект повышения упорядоченности макромолекул на отдельных участках целлюлозных волокон сказывается на результатах исследования надмолекулярной структуры целлюлозы методом кислотного гидролиза [16, 186, 303, 335, 369]. Этот метод заключается в определении зависимости скорости гидролиза от условий реакции и последующем экстраполировании линейного участка полученной кривой к нулевому времени гидролиза или в определении потери веса образцов целлюлозы через определенные отрезки времени и сопоставлении полученных результатов. Для гидролиза в этих исследованиях обычно применяют 2,5—6 н. растворы НС1 [16, 303]. [c.288]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология