Урок в 7-м классе "Производство химических волокон. Свойства химических волокон"

Цели урока:

Образовательная:

• Ознакомить учащихся с технологическим процессом производства химических волокон.
• Ознакомить учащихся со свойствами тканей из искусственных и синтетических волокон.

Развивающая:

• Способствовать формированию и развитию познавательного интереса учащихся к предмету.
• Способствовать формированию и развитию интеллектуальных качеств личности.
• Развивать логическое мышление.

Воспитательная:

• Воспитывать бережное отношение к одежде из натуральных и химических волокон.
• Воспитывать уважительное отношение к труду людей.

Методическое оснащение урока:

• cхема «Текстильные волокна»;
• схема получения химических волокон;
• образцы тканей из химических волокон;
• учебник, рабочая тетрадь;
• лупы;
• материалы для контроля знаний учащихся – тесты.

Методы обучения:

• словесные (объяснение с демонстрацией);
• наглядные (использование компьютера с проектором);
• практические (лабораторная работа по изучению свойств тканей из искусственных, синтетических волокон, шерсти, хлопка).

Ход урока

(В Приложении 1 представлена презентация.)

I. Организация урока

• Проверка готовности учащихся к уроку.
• Сообщение темы и цели урока.

II. Повторение, подготовка к изучению новой темы

• Назовите ткани из натуральных волокон. (Льняные, хлопчатобумажные, шёлковые, шерстяные.)
• Какие свойства тканей из натуральных волокон помогают спортсменам легче переносить нагрузки на тренировках? (Гигроскопичность и воздухопроницаемость, прочность и теплозащитность.)

III. Изучение нового материала

1. Словесно-иллюстративный рассказ

Учитель. Издавна, для производства тканей люди использовали те волокна, которые давала им природа. Вначале, это были волокна диких растений, затем волокна конопли, льна, а также шерсть животных. С развитием земледелия люди начали выращивать хлопчатник, дающий очень прочное волокно.

Но природное сырьё имеет свои недостатки, натуральные волокна слишком короткие, требуют сложной технологической обработки. И, люди стали искать сырьё, из которого можно было бы дешёвым способом получать ткань тёплую, как шерсть, лёгкую и красивую как шёлк, практичную, как хлопок.

Сегодня все текстильные волокна можно представить в виде следующей схемы:

Сейчас в лабораториях синтезируются всё новые и новые виды химических волокон, и ни одному специалисту не под силу перечислить их необъятное множество. Учёным удалось заменить даже шерстяное волокно – оно называется нитрон.

Производство химических волокон включает 5 этапов:

1. Получение и предварительная обработка сырья.
2. Приготовление прядильного раствора или расплава.
3. Формование нитей.
4. Отделка.
5. Текстильная переработка.

Хлопковые и лубяные волокна содержат целлюлозу. Было разработано несколько способов получения раствора целлюлозы, продавливания его сквозь узкое отверстие (фильеру) и удаления растворителя, после чего получались нити, похожие на шёлковые. В качестве растворителей использовали уксусную кислоту, щелочной раствор гидрооксида меди, едкий натр и сероуглерод. Полученные нити называются соответственно:

• ацетатными,
• медноаммиачными,
• вискозными.

На рисунке центрифугальная прядильная машина, где

1- центрифуга,
2 - фильера.

А сама фильера схематично выглядит так:

1 - прядильный раствор,
2 - фильера,
3 - волокна.

При формовании из раствора по мокрому способу струйки попадают в раствор осадительной ванны, где происходит выделение полимера в идее тончайших нитей.

Большую группу нитей, выходящих из фильер, вытягивают, скручивают вместе и наматывают в виде комплексной нити на патрон. Количество отверстий в фильере при производстве комплексных текстильных нитей может быть от 12 до 100.

При производстве штапельных волокон в фильере может быть до 15000 отверстий. Из каждой фильеры получают жгутик волокон. Жгуты соединяются в ленту, которая после отжима и сушки режется на пучки волокон любой заданной длины. Штапельные волокна перерабатываются в пряжу в чистом виде или в смеси с натуральными волокнами.

Синтетические волокна вырабатывают из полимерных материалов. Волокнообразующие полимеры синтезируют из продуктов переработки нефти:

• бензола
• фенола
• аммиака и т.д.

2. Сообщение ученицы

Изменяя состав исходного сырья и способы его переработки, синтетическим волокнам можно придавать уникальные свойства, которых нет у натуральных волокон. Синтетические волокна получают в основном из расплава, например, волокна из полиэфира, полиамида, продавливаемого через фильеры.

В зависимости от вида химического сырья и условий его формирования можно вырабатывать волокна с самыми различными, заранее намеченными свойствами. Например, чем сильнее тянуть струйку в момент выхода её из фильеры, тем прочнее получается волокно. Иногда химические волокна даже превосходят стальную проволоку такой же толщины.

Среди новых, уже появившихся волокон, можно отметить волокна – хамелеоны, свойства которых меняются в соответствии с изменениями окружающей среды. Разработаны полые волокна, в которые заливается жидкость, содержащая цветные магнетики. С помощью магнитной указки можно изменять рисунок ткани из таких волокон.

С 1972 года запущено производство арамидных волокон, которые разделяют по двум группам. Арамидные волокна одной группы (номэкс, конэкс, фенилон) используют там, где необходима стойкость к пламени, и термическим воздействиям. Вторая группа (кевлар, терлон) имеет высокую механическую прочность в сочетании с малой массой.

Высокую механическую прочность и хорошую устойчивость к химическим реагентам имеют керамические волокна, основной вид которых состоит из смеси оксида кремния и оксида алюминия. Керамические волокна можно использовать при температуре около 1250^oС. Они отличаются высокой химической стойкостью, а устойчивость к радиации позволяет применять их в космонавтике.

3. Ознакомление с различными свойствами текстильных волокон

Таблица «Классификация тканей по волокнистому составу» (Её можно распечатать по количеству учениц и раздать, для укрепления её в тетрадь, в целях экономии времени).

Наименование ткани	Положительные свойства	Отрицательные свойства
Хлопчатобумажные ткани	Обладают хорошей прочностью, лёгкостью, мягкостью. Они легко впитывают влагу, пропускают воздух, легко стираются и не осыпаются при раскрое. Легко разглаживаются.	Они сильно сминаются
Льняные ткани	Обладают высокой прочностью. Они хорошо пропускают воздух, впитывают влагу и не осыпаются. Легко разглаживаются.	Они жёсткие, толстые, сильно сминаются.
Шерстяные ткани	Очень тёплые, хорошо драпируются, мало сминаются.	При замачивании изменяют свой размер, т.е. «садятся»
Шёлковые ткани	Прочные, они хорошо впитывают влагу, быстро высыхают, свободно пропускают воздух, мало сминаются.	Они растягиваются и при раскрое сильно осыпаются.
Искусственные ткани	Прочные, они хорошо драпируются. Обладают гигроскопичностью.	Сильно сминаются. В мокром состоянии теряют свою прочность. При раскрое – осыпаются.
Синтетические ткани	Обладают упругостью и прочностью. Не мнутся, не дают усадки, хорошо сохраняют форму.	Они плохо впитывают влагу и сильно осыпаются при раскрое.

IV. Лабораторно - практическая работа «Определение сырьевого состава материалов и изучение их свойств»

Инструменты и материалы: образцы тканей из искусственных и синтетических волокон, шерсти, хлопка; игла; сосуд с водой; тигели для поджигания нитей.

«Таблица свойств химических волокон»

Волокно	Блеск	Извитость	Прочность	Сминаемость	Горение
вискозное	резкий	нет	понижается во влажном состоянии	большая	горит хорошо, пепел серый, запах жжёной бумаги.
ацетатное	матовый	нет	понижается во влажном состоянии	меньше, чем у вискозного	быстро горит жёлтым пламенем, остаётся оплавленный шарик
капрон	резкий	нет	высокая	очень малая	плавится с образованием твёрдого шарика
лавсан	слабый	есть	высокая	очень малая	горит медленно, образует твёрдый тёмный шарик
нитрон	слабый	есть	высокая	очень малая	горит вспышками, образуется тёмный наплыв

 Ход работы

• Рассмотрите внешний вид образцов ткани. Определите, у каких из них поверхность блестящая, а у каких – матовая.
• Определите на ощупь степень гладкости и мягкости каждого образца.
• Определите сминаемость образцов: зажмите образец в кулаке на 30 секунд, а затем раскройте ладонь.
• Выньте 2 нити из каждого образца и по одной из них намочите. Разорвите сухую, а затем мокрую нить. Определите, как меняется при этом прочность нити.
• Выньте ещё по одной нити из каждого образца и подожгите её в тигле. Проанализируйте вид пламени, запах и оставшийся пепел после горения.
• Результаты опытов занесите в таблицу.
• На основании полученных данных и таблицы свойств химических волокон определите сырьевой состав каждого образца.

Признак ткани	Образец №1	Образец №2	Образец №3	Образец №4
Блеск
Гладкость
Мягкость
Сминаемость
Осыпаемость
Прочность в мокром состоянии
Горение
Сырьевой состав материала

V. Итог урока

Закрепление изученного материала.

Вопросы

- Почему люди стали искать новые способы получения волокон?
- О каких волокнах вы сегодня узнали на уроке?
- Что служит сырьём для производства искусственных волокон?
- Что служит сырьём для производства синтетических волокон?

Тест

1. Большая осыпаемость нитей в тканях:

А) хлопчатобумажные
Б) шерстяные
В) синтетические

2. Теплозащитные свойства выше у:

А) льна
Б) шёлка
В) нитрона

3. Какие ткани обладают большой гигроскопичностью и воздухопроницаемостью?

А) натуральные
Б) искусственные

 4. Какие ткани теряют прочность в мокром состоянии?

А) натуральные
Б) синтетические

Выставление оценок, их аргументация.

(В Приложении 1 представлена презентация.)