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Natürliche und synthetische Fasern. Inhalt. Definition Geschichte Einteilung Naturfasern Abgewandelte Naturfasern Synthetische Fasern Weiterverarbeitung Veredelung Schulrelevanz. 1. Definition. Faser:
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1. Natürliche und synthetische Fasern
2. Inhalt Definition
Geschichte
Einteilung
Naturfasern
Abgewandelte Naturfasern
Synthetische Fasern
Weiterverarbeitung
Veredelung
Schulrelevanz
3. 1. Definition Faser:
Langgestreckte Aggregate, deren Moleküle oder Kristalle in der Moleküllängsrichtung oder einer Gittergeraden überall gleichgerichtet sind.
4. 2. Geschichte
500 v. Chr.: Baumwolle
Einige Jahrhunderte zuvor: Schafwolle
1892: Viskose (England)
1912: 1. vollsynthetischen Fasern (Polymerisation von Vinylchlorid)
1935: Nylon (W.H. Carothers)
1938: Perlon (P. Schlach)
1941: Polyester (J. R. Whinfield, J. T. Dickson)
1942: Polyacryl (H. Rein)
Geheimgehalten: Seide (Verarbeitung in China)
5. Demonstration 1Griff- und Knitterprobe
6. Demonstration 1: Griffprobe
Überblick über die Vielfältigkeit der Fasern
7. Demonstration 1: Knitterprobe Hinweis über textilen Rohstoff
Faserbehandlungsverfahren: Fasertypische Eigenschaften leicht verändert
8. 3. Einteilung
9. Demonstration 2Brennprobe
10. Demonstration 2: Brennprobe
11. Demonstration 2: Brennprobe
12. 4. Naturfasern
13. 4.1. Pflanzliche Fasern Pflanzenhaare Bastfasern Hartfasern
Baumwolle Flachs Sisal
Hanf Kokos Jute, Ramie
14. Versuch 1Aus was besteht Baumwolle?
15. 4.1.1. Baumwolle Samenhaar der Pflanze Gossypium herbaceum (lat., Malvengewächs)
Anbau in ca. 80 Ländern (tropische & subtropische Zone)
Reißfest, kochfest, hitzebeständig, nicht formbar
16. 4.1.1. Baumwolle 90% Cellulose
Samenhaare (in sich verdreht):
Bündel sehr feiner Cellulose-Fibrillen
17. 4.1.1. Versuch 1: Aus was besteht Baumwolle? Baumwolle: Cellulose-Zellen
Intermicellare Quellwirkung von ZnCl2
Aufweitung der Zwischenräume
=> Einlagerung von Polyiodionen
Blauer CT-Komplex (ähnl. Iod-Stärke)
18. 4.2. Tierische Fasern Wolle Haare Seide
Wolle Schafkamelwolle Maulbeerseide
Schurwolle (Alpaka, Lama) Wilde Seide
Angora (Tussahseide) Kamelhaar Ziegenhaar
(Mohair, Kaschmir)
Rosshaar
19. Versuch 2Was haben Seide und Wolle gemeinsam?
20. Versuch 2: Was haben Wolle und Seide gemeinsam?
21.
22. 4.2.1. Seide Aus Kokons der Seidenspinnerraupe
Seidenfibroin: 60% Aminosäuren
Glycin & Alanin, kein Cystein
Festeste aller Naturfasern, glatt, glänzend
Empfindlich gegen Hitze & Laugen
23. 4.2.2. Wolle (Schaf-, Schurwolle) Allg. Tierhaare (meist Schafe)
Hauptteil: Cotexzellen (spindelf. Fibrillen), Cysteinbrücken
Fibrillen: Keratin (N-, S-haltiges Gerüsteiweiß, 20 versch. Aminosäuren incl. Cystein )
Hygroskopisch, schwerentflammbar, sehr warmhaltend
24. 5. Abgewandelte Naturfasern
25. Versuch 3Herstellung Kunstseide
26. 5.1. Versuch 3: Kupferseide Schweizer
Reagenz
28. 5.1. Versuch 3: Kupferseide Einspritzen in Schwefelsäure:
Protonierung => Cellulose
Schweizer-Reagenz wird zerstört
29. 6. Synthesefasern
30. 6.1. Polyamide Hochmolekulare Verbindungen:
Bausteine durch Peptidbindungen (-CO-NH-) verknüpft
Kettenförmige Moleküle: Wiederkehrende Säureamidgruppen in Hauptkette
Amidgruppe: Kondensation Säure & Amin
2 Klassen:
Aminocarbonsäuretyp (AS: Aminosäure)
[-NH-R-CO-]
Diamin-Dicarbonsäuretyp (AA-SS: Diamin & Dicarbonsäure)
[-NH-R-HN-OC-R‘-CO-]
31. Versuch 4Herstellung von Nylon
32. 6.1.1. Versuch 4: Herstellung von Nylon
Polykondensation:
33. 6.1.1. Versuch 4: Herstellung von Nylon Nebenreaktion:
34. 5.1.1. Nylon & Perlon 1935: Du Pont Company entdeckt: Schmelze von PA 66 zu Fäden verstreckbar
1938: I.G. Farben: Fasern aus PA 6
Eigenschaften Nylon & Perlon sehr ähnlich => Vollständiger Patentaustausch & Aufteilung Absatzmärkte
Eigenschaften: färbbar, sehr reißfest, knickbar, leicht, hochelastisch, mottensicher, laugenfest
Hauptanwendungen: Textilien, Teppiche, Taue, Borsten, Haushaltsgeräte, Dübel
35. 6.2. Polyester Polykondensation: Diol & Dicarbonsäurederivat
Anwendungen: Bekleidung, Gardinen
36. 7. Weiterverarbeitung - Spinnverfahren Spinnen (Chemiefaserproduktion):
Erzeugen von Fäden aus gelösten
oder geschmolzenen Rohstoffen
mit Hilfe von Spinndüsen.
Schmelzspinnverfahren
Trockenspinnverfahren
Nassspinnverfahren
37. Demonstration 3Schmelzspinnen von Polyamid
38. 7.1 Schmelzspinnverfahren
39. 7.2 Nassspinnverfahren
40. 7.3 Trockenspinnverfahren
41. 8. Veredelung
Färben
Mercerisieren
Bleichen
Weichmacher
Optische Aufheller
Schutz: Knittern, Flammen, Schmutz, Wasser
42. Versuch 5Mercerisieren & Färben von Baumwolle
43. Versuch 5: Mercerisieren & Färben von Baumwolle Intramicellare Reaktion: Natronlauge dringt in Micelle ein
Änderung Gitterstruktur: Größerer Abstand von Cellulose-Molekülen in Kristallittiefe
Dadurch:
Faserschrumpfung in Länge
44. Versuch 5: Mercerisieren & Färben von Baumwolle Farbvertiefung:
Intramicellare Abstände größer
Unbehandelte Faser: Reaktion der Farbstoffmoleküle nur mit OH-Gruppen an Faseroberfläche
Behandelte Faser: Reaktion mit OH-Gruppen in Micelleninnerem möglich
Erhöhung der Quantität an Farbstoffmolekülen
45. Versuch 5: Mercerisieren & Färben von Baumwolle
Mercerisieren = Laugieren unter Spannung:
Verhindern der Faserschrumpfung
Ausgleich: Aufdrehen der Faserwindungen
Effekt: Seidenglanz durch glattere Oberfläche
46. 9. Schulrelevanz
Jahrgangsstufe 12:
Synthetische Makromoleküle
Modifizierte Naturstoffe;
natürliche Fasern
(Seide, Wolle, Baumwolle, Papier)
Textilfärbung; Färbeverfahren