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Natürliche und synthetische Fasern

Natürliche und synthetische Fasern. Inhalt. Definition Geschichte Einteilung Naturfasern Abgewandelte Naturfasern Synthetische Fasern Weiterverarbeitung Veredelung Schulrelevanz. 1. Definition. Faser:

Jimmy
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Natürliche und synthetische Fasern

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Presentation Transcript


    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 1 Griff- 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 2 Brennprobe

    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 1 Aus 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 2 Was 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 3 Herstellung 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 4 Herstellung 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 3 Schmelzspinnen 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 5 Mercerisieren & 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

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