Исследование состава тканей и изучение их свойств

Подготовка к уроку

Данный урок - это результат интеграции общеобразовательных дисциплин и профессиональных модулей по профессии закройщик. Этот урок направлен на применение полученных знаний по дисциплинам физики и химии для развития профессиональных компетенций. Приобретенный опыт исследования тканей поможет принимать решения, осуществлять поиск информации необходимой для эффективного выполнения производственных задач.

Обучающиеся II курса по профессии Закройщик после изучения темы «Свойства и строение тканей» ПМ 01.01. Прием заказов на изготовление изделий  и общеобразовательных дисциплин Химии и Физики были разделены на подгруппы. Каждая подгруппа получила задания:

• 1 подгруппа: исследовать рынок тканей и провести социологический опрос;
• 2 подгруппа: изучить волокнистый состав тканей органолептическим и химическим методами;
• 3 подгруппа: изучить физические и механические свойства тканей;
• 4 подгруппа: изучить технологические свойства тканей.

Цель урока: подобрать и обосновать выбор моделей швейных изделий, по итогам исследований тканей различными методами и представить отчет в виде презентации.

Задачи:

• изучить имеющиеся информационные, научные и электронные источники информации по данной теме исследования;
• изучить современные методы и приборы, которые используются для проведения опытов по волокнистому составу ткани и их свойств;
• применить теоретический материал курса «Физики» по разделам «Механика», «Молекулярная физика», «Электродинамика»;
• применить теоретический материал курса «Химии», в разделе «Органическая химия», в теме «Высокомолекулярные синтетические соединения»;
• провести социологический опрос среди студентов I, II и III курсов по применению знаний волокнистого состава тканей в практической деятельности и по оценке выбора магазинов
• изучить конкурентоспособности магазинов тканей с позиции сравнительных преимуществ.

Оборудование: компьютер, проектор, экран, образцы тканей, модели одежды для демонстрации.

Ход урока

1. Организационный момент

2. Основная часть: отчет подгрупп о проделанных исследовательских работах

Исследовательская работа 1 подгруппы: для решения поставленных задач мы изучили  рынок тканей г. Красноярска, провели опрос с работниками торговли.

Посетив 10 магазинов, предпочтение отдали только 4 из них.

Город ремёсел поразил оформлением витрин в стиле 19 века, также наличием информационного стенда для потребителей.

Магазин Твой стиль удивил низкими ценами, несмотря на то, что находится в центре города.

Салон Элитные ткани имеет в наличии ткани с ароматом розы и натуральными волокнами эвкалипта. А магазин Брависсимо ценится наличием тканей-коллекций от ведущих брендов.

Далее был проведён социологический опрос студентов, и мы пришли к выводу, что главное для них цена и внешний вид, а не волокнистый состав ткани. (слайды 4-10)

Исследовательская работа 2-й подгруппы началась в химической лаборатории. Для этого были взяты опытные образцы натуральных волокон хлопка и шерсти и искусственного волокна ацетата и синтетического лавсана.

«Виды текстильных волокон и методы их распознавания»

Цель:

• Освоение методов распознания текстильных волокон: органолептический, испытание на горение, микрохимические испытания.
• Изучение отличительных признаков и особенностей строения основных видов текстильных волокон.

Задания:

1. Изучить методы распознавания текстильных волокон.
2. Определить и описать отличительные признаки основных видов волокон (внешний вид, характер горения, продольный вид и поперечный срез, виды растворителей и кислот).
3. Результаты представить в виде таблицы.

Оборудование: пробы волокон, лупа, спиртовая горелка, пинцет, подложка из термостойкого материала, реагенты.

Ход работы

1. Перед началом анализа с волокон удаляем все посторонние вещества. Для отмывания замасливателя волокна помещаем 95% - ный спирт. Крахмал удаляем кипячением в дистиллированной воде в 25% - ном растворе нейтрального мыла. Окрашенные волокна обесцвечиваем водным раствором гипосульфита концентрации 2 – 3 г/л.
2. Органолептическое изучение. Пробы волокон рассматриваем, ощупываем, проводя предварительную оценку их толщины, извитости, блеске и туше (впечатление, возникающее при изучении на ощупь) и делаем приблизительные выводы о принадлежности волокон к той или иной группе.
3. Испытание на горение. Из пробы волокон, предназначенных для анализа, изготовляем элементарную пробу в виде скрученного жгута длиной 50 см. Весь процесс испытания на горения проводим над термостойкой пластиной. Один конец пробы зажимаем пинцетом, другой подводим на короткое время к пламени сбоку, поджигая пробу. Процесс горения наблюдаем вне пламени. По окончании горения остаток должен остыть, после чего его растираем пальцами.
4. Микрохимические испытания. На предметное стекло с левой стороны палочкой наносим каплю химического реактива справой стороны покровного стекла, располагаем полоску фильтровальной бумаги, с помощью которой реагент засасывается под предметное стекло. Далее наблюдаю действие реагента на волокно.

Распознавание волокон хлопка проводим в следующей последовательности:

1. При растворении нитей в ацетоне можно сделать вывод, что ткань выработана из волокон хлопка или ацетата.
2. При устойчивости к ацетону волокна вновь промываем водой и воздействуем соляной кислотой. Если волокно растворилось в HCl это свидетельствует о наличии смешанных волокон хлопка и капрона (При разбавлении раствора НСl водой выпадает белый осадок).
3. При не растворении в HCl волокна вновь промываем водой и обрабатываем HNO₃ концентрированной.

Если волокно не растворилось, то это означает наличие лавсана, который растворяется только в H₂SO₄.

Распознавание волокнистого состава шерстяных тканей.

1. Пробу растворяем в концентрированном растворе NaOH.
2. При полном растворении материал состоит только из шерсти.
3. При неполном растворении делаю вывод, что шерсть имеет примеси других волокон (капрон, нейлон, лавсан).
4. Если материал не разрушается при последовательной обработке едким натром и соляной кислотой, то пробу обрабатываем концентрированной азотной кислой.
5. При разрушении делаю вывод о наличии нейтронного волокна.
6. При не растворении обрабатываю концентрированной H₂SO₄.
7. Растворение свидетельствует о наличии лавсана.

Распознавание волокнистого состава ацетата и лавсана:

1. Действие едкого натра (конц.) - при этом растворяется натуральный шелк, а в нерастворимом состоянии останутся ацетатные, полиамидные, полиэфирные (лавсан), поливинилхлоридные, полиакрилонитрильные волокна.
2. Действие на промытый в воде остаток уксусной кислотой - при этом растворяются ацетатные и не растворяются полиамидные, полиэфирные (лавсан), поливинилхлоридные, полиакрилонитрильные волокна.
3. Действие на остаток соляной кислотой (конц.) растворяется капрон (при разбавлении водой выпадает белый осадок) и не растворяются полиэфирные, полиакрилонитрильные, поливинилхлоридные волокна.
4. Действие на остаток азотной кислотой (концентрированной, холодной) - растворяется нитрон, и не растворяются полиэфирные (лавсан), поливинилхлоридные волокна.
5. Действие на остаток серной кислотой (концентрированной, холодной) - растворяется лавсан, и не растворяются поливинилхлоридные волокна.
6. Определение волокон органолептическим методом и методом горения представляем в виде таблицы (Приложение, Таблица 1).
7. Определение волокон микрохимическим испытанием оформляем в таблицу (Приложение, Таблица 2).

Вывод: Освоили метод распознания текстильных волокон: органолептический, испытание на горение, микрохимические испытания. Изучили отличительные признаки и особенности строения основных видов текстильных волокон. Все результаты испытаний обработаны. (слайды 11, 12).

Исследовательская работа 3 подгруппы проходила в кабинете физики.

Механические свойства

Исследовательская работа
«Определение удлинения текстильных материалов»

Цель: Освоение методов, с помощью которых определяется удлинение материалов.

Задания:

1. Изучить методы определения удлинения материалов
2. Провести испытание и определить характер удлинения тканей.

Оборудование: элементарные пробы, грузики (3 шт. по 50 г), штатив лабораторный, линейка

Ход работы

1. Выкраиваем элементарные пробы 3х300 мм
2. Пробу закрепляем в лапке штатива и подвешиваем грузики к концу пробы
3. Затем грузики снимаем и определяем характер удлинения (полное, упругое, эластическое, пластическое)
4. Результаты заносим в табл. 3:

Таблица 3

Вывод: Освоили методы, с помощью которых определяется удлинение материалов. Данное свойство влияет на модель швейного изделия: полное удлинение – прямой силуэт, упругое – любой (прилегающий, полуприлегающий, прямой). Ткани, сильно растягивающиеся в направлении под углом 45° к основе, при раскрое перекашиваются, отчего структура деталей одежды искажается; при стачивании детали могут растягиваться, в результате шов получается искаженным; при влажно-тепловой обработке детали легко деформируются, а готовое изделие поведет по спирали. Чтобы предотвратить деформацию необходимо дублировать конкретные участки.

Исследовательская работа
«Определение сминаемости текстильных материалов»

Цель: Освоение неориентированного метода, с помощью которых определяется сминаемость материалов.

Задания:

1. Изучить метод неориентированного определения сминаемости материалов.
2. Провести испытание неориентированного смятия и определить показатель сминаемости.

Оборудование: элементарные пробы

Ход работы

1. Выкраиваем элементарные пробы.
2. Пробу сильно сжимаем в кулаке, через 30 с. Отпускаем и разглаживаем ладонью.
3. Оцениваем степень смятости (сильно сминаемая, сминаемая, слабо сминаемая, несминаемая) и характер складок.
4. Результаты заносим в табл.4.

Таблица 4

Вывод: Освоили неориентированный метод, с помощью которых определяется сминаемость материалов. Сминаемость тканей портит внешний вид одежды и осложняет швейный процесс. Изделия из хлопчатобумажных тканей рекомендуются свободного кроя. А из несминаемых тканей – прилегающего.

Драпируемость. Драпируемость тканей — это способность образовывать симметрично спадающие округлые складки.

Драпируемость тканей зависит от структуры ткани и ее поверхностной плотности. Чем мягче ткань и чем больше ее поверхностная плотность, тем выше ее драпируемость, и наоборот.

Драпируемость тканей может быть определена методом ВНИИПХВ, а также дисковым и аналитическим методами.

Физические свойства

Исследовательская работа
«Определение электризуемости текстильных материалов»

Цель: Изучение приборов и метода для определения электризуемости материалов.

Задания:

1. Изучить методы для определения показателей полярности текстильных материалов при их трении о поверхность различных материалов.
2. Результаты представить в виде таблицы.

Оборудование: пробы тканей, эбонитовая палочка, стеклянная палочка, электрометр.

Ход работы

1. Натираем эбонитовую палочку шерстяной тканью (хлопчатобумажной, лавсановой), передаем с палочки заряд электрометру.
2. Снимаем заряд рукой, прикоснувшись к сфере электроскопа.
3. Натираем стеклянную палочку ацетатной тканью, заряжаем электроскоп.
4. Снимаем заряд.
5. Результаты представляем в табл.7.

Таблица 7

Вывод: Изучили метод и приборы для определения электризуемости ткани. Натуральные ткани обладают отрицательный зарядом, что полезно для человека, а синтетические наоборот. Сильно электризуются ацетат, лавсан, шерсть, не электризуется хлопок.

Исследовательская работа
«Определение прорубаемости текстильных материалов»

Цель: Изучение методов и приборов для определения прорубаемости текстильных материалов швейной иглой.

Задания:

1. Изучить определения и понятия, применяемые в работе, методы и приборы определения явной и скрытой прорубок.
2. Определить экспериментально явную и скрытую прорубки при выполнении машинной строчки.
3. Результаты представить в таблице.

Оборудование: элементарные пробы, иглы, промышленная швейная машина 1022 кл., линейка, мел, лупа.

Ход работы

1. Подобрать номер игл в зависимости от материала (Приложение, таблица 8).
2. Выкраиваем пробы ткани 200 х 100 мм (в долевом).
3. Складываем в 2 слоя каждую пробу и выполняем четыре параллельные строчки на расстоянии 1 мм, длиной 150 мм каждая, частота стежка 7 ст/см.
4. С помощью лупы осматриваю строчки, слегка растягивая в перпендикулярном направлении, и подсчитываю число разрушенных нитей по всей длине выполненных строчек.
5. Находим явную прорубку по формулеПя = 100 Ня/Ко, где Ня – число разрушенных нитей материала по всей длине строчки; Ко – число проколов иглы на всей длине строчки.
6. Для выявления скрытой прорубки, поласкаем ткань при комнатной температуре (20 ± 5) ˚С в течении 2 минут.
7. Высушиваем и подсчитываем число поврежденных нитей и разрушенных .
8. Определяем скрытую прорубку по формуле Пс = 100 (Но – Ня)/Ко, где Но – число поврежденных и разрушенных нитей после полоскания.
9. Вычисляем общую прорубаемость ткани, %, По = 100 Но/Ко.
10. Полученные значения заносим в таблицу.

Вывод: Изучили методы и приборы для определения прорубаемости текстильных материалов швейной иглой. Необходимо правильно подбирать иглы и нитки к тканям будущего изделия (Приложение, Таблица 8). И своевременно заменять затупившиеся иглы.

Усадка – это изменение размеров ткани под воздействием тепла и влаги – вовремя замачивания, стирки, сушки и ВТО. Усадка ткани зависит от волокнистого состава, строения и отделки.

Некоторые синтетические ткани дают усадку и от простого тепла. Это всё нужно учитывать, при расчёте расхода ткани на конкретное изделие. Ткани, дающие большую усадку нужно перед раскроем декатировать. (Слайды 13-20)

Исследовательская работа 4 подгруппы

Технологические свойства тканей

Исследовательская работа
«Определение усадки текстильных материалов»

Цель: Изучение приборов и методик определения усадки текстильных материалов после стирки, замачивания, мокрого глажения, влажно-тепловой обработки.

Задания:

1. Изучить основные причины усадки текстильных материалов, характеристики усадки, приборы и методики ее определения.
2. Определить усадку материала после воздействия факторов, предусмотренных для данного материала стандартами, сопоставить полученные данные с нормативами.

Оборудование: элементарные пробы, шаблон, карандаш, нитки, игла, ванна для замачивания, электрический бытовой утюг с терморегулятором, гладильная доска, моющее средство, проутюжка.

Ход работы

1. Выкраиваем элементарные пробы 300 х 300 мм.

2. Элементарные пробы погружаем в жидкость лицевой стороной вверх.

3. По истечению срока замачивания, пробы осторожно отжимаем и вынимаем из воды.

4. Высушивание проб проводим при комнатной температуре.

5. Пробы утюжим, соблюдаю температурный режим тканей.

6. Усадку определяем и подсчитываем по формуле.

где Уд – усадка по длине (по основе);
Уш – усадка по ширине (по утку);
Lш1, Lд1  – среднее арифметическое значение промеров между контрольными метками до мокрой обработки и просушки;
Lш2, Lд2 - среднее арифметическое значение промеров между контрольными метками по длине после мокрой обработки и просушки;

7. Заносим результаты в таблицу.

8. Полученные значения сравниваю с таблицей нормы усадки (Приложение, таблица 13)

Хлопчатобумажная и ацетатная ткани – усадочная, шерстяная ткань – малоусадочная, лавсановая – практически безусадочная.

Вывод: Изучили приборы и методики определения усадки текстильных материалов после стирки, замачивания, мокрого глажения, влажно-тепловой обработки. Перед раскроем необходимо выполнять декатировку.

Исследовательская работа
«Определение формоустойчивости ткани»

Цель: Изучение приборов и методик для определения формоустойчивости текстильных материалов.

Задания:

1. Изучить приборы и методики для определения формоустойчивости текстильных материалов.
2. Определить характер формоустойчивости текстильных тканей.

Оборудование: элементарные пробы, парогенератор, опрыскиватель с водой, хлопчатобумажная проутюжка.

Ход работы

1. Выкраиваем элементарные пробы 80 х 200 мм и заутюживаем пополам.
2. Оттягиваем срезы, сутюживаем сгиб, придавая форму полукруга.
3. Определяем характер формоустойчивости тканей (плохо/хорошо оттягивается и сутюживается).
4. Полученные результаты представляем в табл. 11.

Таблица 11

Вывод: изучили приборы и методики для определения формоустойчивости текстильных материалов. Наибольшей формоустойчивостью обладают хлопчатобумажные, шерстяные ткани. А наименьшей – ацетатные и лавсановые ткани, форму деталей создаем за счет конструктивных линий или при крое под 45˚ к основе. (Слайды 21-23)

3. Подведение итогов урока

Список литературы

1. Бузов Б.А., Алыменкова Н.Д. Материаловедение в производстве изделий легкой промышленности (швейное производство). – М: Издательский центр «Академия», 2004. – 448 с.
2. Бузов Б.А., Алыменкова Н. Д., Петропавловский Д.Г. Практикум по материаловедению швейного производства. – М.: Академия, 2003. – 416 с.
3. Баженов В.И. Материаловедение для швейных изделий. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. – 312 с.
4. Савостицкий Н.А., Амирова Э.К. Материаловедение швейного производства. – М.: Издательский центр «Академия», 2002. – 240 с.
5. «Гигроскопичность - это... Гигроскопичность волокон, одежды», http://fb.ru/article/227962/gigroskopichnost---eto-gigroskopichnost-volokon-odejdyi (см.: «Как определяют этот показатель?»).
6. Жихарев А. П. Материаловедение: Швейное производство. – М: Издательский центр «Академия», 2005. – 240 с.
7. Ермаков А. С. Практикум по оборудованию швейных предприятий. – М: Издательский центр «Академия», 2010. – 256 с.
8. Ермилова В.В., Ермилова Д. Ю. Моделирование и художественное оформление одежды. – М: Издательский центр «Академия», 2010. – 448 с.
9. Габриелян О. С. Химия. 11 класс. – М: Дрофа, 2002. – 368 с.
10. Цветков Л. А. Органическая химия. 10 – 11кл. – М: Гуманитар. изд. центр ВЛАДОС, 2009. – 271 с.
11. Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б., Сотский Н. Н. Физика. 10 кл. – М: Просвещение, 2007. – 366 с.
12. Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б., Сотский Н. Н. Физика. 11 кл. – М: Просвещение, 2007. – 381 с