Jakie to włókno? Co nieco o identyfikacji

Laboratorium z Nauki o włóknie – przyjemność, a zarazem przekleństwo. To właśnie na tych zajęciach uczyliśmy się jak rozpoznawać, z jakim typem włókna mamy do czynienia. Raz było lepiej, raz gorzej, lecz nie dlatego, że było z nami coś nie tak i nie umieliśmy wykonać danych zadań. Do wykonania niektórych z nich potrzebne były zręczne palce oraz... trochę szczęścia.

Włókien nie da się zidentyfikować po samej ocenie wzrokowej i dotyku. Wełna i bawełna może mieć praktycznie taki sam kolor, juta i sizal podobnie. Wiemy także, że istnieją włókna chemiczne. Na oko wyglądają tak samo, a w dotyku mogą imitować włókna naturalne. Co zrobić gdy mamy przed sobą dziesięć tak samo wyglądających próbek? Ano trzeba wykonać kilka czynności.

Włókna identyfikujemy poprzez:

• Ocenę widoku wzdłużnego 
• Ocenę widoku przekroju poprzecznego
• Próbę palenia
• Próbę chemiczną

Mikroskop prawdę Ci powie

Na pierwszy rzut oka nie jesteśmy w stanie odróżnić w 100% żadnego włókna. Niektóre z włókien naturalnych jak len lub kokos odróżnia twarda szczeciniasta struktura. Kolor wełny i bawełny po oczyszczeniu może wcale od siebie nie odbiegać. Włókna sztuczne i chemiczne wyglądać będą identycznie. Na ratunek przychodzi nam mikroskop optyczny, który pomoże nam rozróżnić poszczególne surowce. Na nim obserwować będziemy widok wzdłużny oraz przekrój poprzeczny włókna.

Pierwszy z nich jest łatwiejszy do wykonania i od niego zaczniemy. Na laboratoryjnym szkiełku podstawowym umieszczamy jedno lub więcej włókien, które następnie przykrywamy kwadratowym szkiełkiem nakrywkowym. Na brzeg obu szkiełek nanosimy kroplę wody destylowanej, po to, aby preparat był nieruchomy i pozostał na miejscu podczas obserwacji.

Widoki wzdłużne włókien: grube wełny owczej, cienkie wełny owczej, wełna alpaki, kaszmir, jedwab, len, bawełna, poliester.

Wykonanie przekroju poprzecznego wymaga wprawy i dla nowicjuszy może być to zadanie niewykonalne. Nasza cierpliwość może być wystawiona na próbę, ale do rzeczy. Do wykonania przekroju poprzecznego potrzebna jest nam specjalnie do tego stworzona metalowa płytka z otworem o odpowiedniej średnicy. Pęk włókien przeciskamy przez niego poprzez wcześniejsze przełożenie wytrzymałej nitki na jego szerokości. Największą trudnością jest tutaj dobranie odpowiedniej ilości włókien, tak aby utrzymały się w szczelinie. Gdy pęk przechodzi przez otwór, przecinamy go żyletką po płytce z obu stron. Tak przygotowaną próbkę umieszczamy na stoliku mikroskopu.

Schemat wykonywania próbki do oceny przekroju poprzecznego włókien.

Wydawać by się mogło, że wszystkie włókna to okrągła wiązka surowca. Nie jest to do końca prawdą, ponieważ znaczna część z nich ma inną postać. Włókna naturalne mogą przybierać różny kształt w przekroju poprzecznym. Podczas wytwarzania włókien sztucznych i syntetycznych jesteśmy w stanie wytworzyć wiązkę w wybranym kształcie. Rodzaj przekroju poprzecznego włókna ma znaczący wpływ na jego właściwości. Poniżej kilka przykładów widoków przekroju poprzecznego wybranych włókien.

Widok przekroju poprzecznego włókna wiskozowego.

Widok przekroju poprzecznego włókna sizalowego.

Widok przekroju poprzecznego włókna bawełnianego.

Widok przekroju poprzecznego włókna jedwabnego.

Wygląd, zachowanie, zapach – light my fire!

Najprostszy test, do którego potrzeba nam małego źródła ognia. Wystarczy potrzymać przez chwilę pęk włókien nad płomieniem i zaobserwować kilka rzeczy: zapach, wygląd i zachowanie podczas spalania. Próbę palenia trzeba wykonać bardzo ostrożnie i to nie dlatego, że mamy do czynienia z ogniem. Niektóre włókna są łatwopalne (pewnie kojarzycie słynną markę odzieży Keep away from fire).

Z drugiej strony mamy włókna trudnopalne, które w kontakcie z ogniem topnieją. W miejscu, gdzie zostały one nadpalone, pozostaje „plastikowa” plama nazywana topliną. W przypadku włókien chemicznych mamy do czynienia z żużlem, czyli „węglową” pozostałością. Spalona wełna ma kolor czarny, a jedwab naturalny czarno-brązowy. Czasem jest to zwykły, lotny popiół jak w przypadku wiskozy (czarno-brązowy).

Została nam jeszcze kwestia zapachu odczuwanego podczas spalania włókien. Tutaj znowu kłania nam się chemia, nasz nos wyczuwa lotny produkt reakcji. Włókna zawierające w sobie celulozę będą zapachem przypominać palony papier, a włókna białkowe – palone włosy. Włókna chemiczne sztuczne mogą wydzielać zapach chloru, plastiku, świec lub kwaśną woń.

Próba mikroskopu, próba ognia to czas na chemię

W przypadku, gdy poprzednie czynności nie dały jednoznacznego wyniku, przeprowadza się próbę chemiczną. Polega ona na zauważeniu zmian pod mikroskopem wynikających z reakcji włókna z danym odczynnikiem. Na szkiełko laboratoryjne
z włóknem, przygotowane analogicznie jak do obserwacji pod mikroskopem, zakraplamy wybraną ciecz.

Odczynnik może powodować rozpuszczenie lub inne zachowanie próbki. Dla większości włókien naturalnych najbardziej popularny jest Cuoxam, czyli amoniakalny roztwór wodorotlenku miedziowego. Pod jego działaniem bawełna i włókna oraz niektóre włókna sztuczne z celulozy regenerowanej pęcznieją, a następnie się rozpuszczają. Wełna oraz jedwab naturalny reagują w obecności wodorotlenku sodu. Po zaaplikowaniu go do pierwszego z nich włókno zacznie pęcznieć, dla drugiego nie zauważymy zmian. Co w tym przypadku? Niektóre włókna zaczynają reagować z odczynnikiem w podwyższonej temperaturze. Tak więc próbka zakroplona odczynnikiem, a następnie podgrzana nad palnikiem może dać lepszy efekt. Łuski wełny w wodorotlenku sodu „na gorąco” skręcają się, a następnie całe włókno ulega rozpuszczeniu. Jedwab natychmiastowo degraduje w takim środowisku.

Próby chemiczne mają szczególne znaczenie przy rozróżnianiu włókien sztucznych i chemicznych. Tutaj rozpuszczalników jest znacznie więcej i na tym przede wszystkim opiera się identyfikacja tego typu surowców. Mamy tutaj między innymi:

• Chloroform
• Kwas octowy
• Kwas mrówkowy
• Fenol lub czterochloroetan (1:1)
• DMF
• Dekalina
• Aceton

Włókna mogą mieć jeden lub więcej rozpuszczalników. Surowce, które ulegają degradacji, pod wpływem jednej substancji to np. Poliakrylonitryl (PAN) rozpuszcza się w DMF na gorąco, polipropylen (PP) w dekalinie na gorąco oraz poliester w fenolu lub czterochloroetanie (1:1) na gorąco.

Ten wpis zajął mi dużo czasu z kilku względów, pierwsza sprawa: był to pierwszy poważniejszy i dłuższy post, do którego musiałam się bardziej przyłożyć. Kolejną rzeczą była sytuacja ze studiami, stresowałam się tym czy utworzy się kierunek, ale na szczęście się udało. Tak, znowu jestem studentką! Pierwszy tydzień za mną, teraz plan się ustabilizował, więc możemy lecieć dalej z tematem włókiennictwa... z którego za 1,5 roku (mam nadzieję) będą magistrem. Tym oto sposobem będę miała więcej okazji do dzielenia się z Tobą świeżymi informacjami z uczelni. 

Jestem otwarta na wszelkie uwagi, więc proszę Cię o komentarz czy wszystko napisałam jasno i co mogłabym poprawić
w kolejnym wpisie :)