Стебель хлопка под микроскопом описание
Обновлено: 08.07.2024
Хлопок — волокно, покрывающее семена растения хлопчатника. Волокна вместе с семенами называются хлопком-сырцом, а после отделения их от семян получают хлопок-волокно. Волокно имеет длину более 20 мм. Волокно длиной более 5 мм, но менее 20 мм называется пухом, а волокно короче 5 мм — подпушком.
Развитие. Хлопчатник — однолетнее теплолюбивое растение. Через 11 — 12 недель после посева хлопчатник зацветает. Цветок живет один день, образуется завязь, из которой развивается плод — коробочка. Коробочка разделена перегородками на 4 — 5 створок, в каждой находится по 6 — 9 семян. Некоторые поверхностные клетки растущих семян начинают удлиняться. Каждая такая растительная клетка является волокном хлопка. В начале развития волокно имеет вид тонкостенной трубочки (толщина стенок 0,2 — 0,5 мкм), заполненной протоплазмой. Внешний поперечник достигает максимальных размеров через несколько дней и затем не меняется. В течение 30 — 40 дней трубочка растет в длину и в последующие 20 — 30 дней происходит созревание волокна, заключающееся в каждодневном послойном отложении целлюлозы на внутренних стенках трубочки. Целлюлоза синтезируется из протоплазмы. Затем остатки протоплазмы высыхают, стенки трубочки сплющиваются в разных направлениях и волокно скручивается. Коробочки раскрываются не одновременно, и хлопок собирают в 3 — 4 приема.
Строение. Под микроскопом волокно хлопка имеет вид плоской скрученной ленточки. Первичная обработка заключается в очистке от крупных и мелких растительных и сорных примесей, от пыли, отделении волокон от семян и прессовании их в кипы. В массе в основном находятся волокна средней степени зрелости.
Свойства. Прочность волокон зависит от степени их зрелости, и в среднем разрывная нагрузка волокна равна 5 сН, относительная разрывная нагрузка — 27 — 36 сН/текс, удлинение волокон при разрыве составляет 7 — 8 %. Хлопчатобумажные ткани мнутся, так как приблизительно 50 % от общей деформации составляет пластическая ее часть.
Цвет волокон — белый или слегка кремовый. Однако существуют сорта хлопчатника, дающие волокна зеленоватого или бежевого цвета. Красящий пигмент находится в кутикуле, т. е. в поверхностном слое волокна.
Гигроскопичность хлопка высока. При нормальных условиях (t — 20 °С, ip — 65%) хлопок содержит 8 — 9 % влаги. При относительной влажности воздуха 100 % содержание влаги достигает 20%. Хлопок быстро впитывает влагу и быстро ее отдает, т. е. быстро высыхает. В мокром состоянии волокна набухают, и их прочность возрастает на 15 — 17 %.
Под действием кислот хлопок разрушается, при длительном их воздействии на хлопчатобумажную ткань прочность ее резко снижается. Под действием концентрированной серной кислоты волокна обугливаются.
Под действием едкой щелочи волокна набухают, их извитость исчезает, поверхность становится гладкой, блестящей, прочность повышается и улучшается способность к окрашиванию. Обработка хлопчатобумажных тканей 18 %-ным раствором едкого натра называется мерсеризацией и широко применяется в производстве.
В присутствии кислорода воздуха действие едкой щелочи вызывает окисление целлюлозы и снижает прочность волокна.
Хлопок растворяется под действием медно-аммиачного комплекса, т. е. раствора гидроксида меди в нашатырном спирте.
Органические растворители, применяемые при химической чистке, на хлопок не действуют.
Под влиянием светопогоды хлопок, как и все органические волокна, постепенно теряет прочность. В результате действия солнечного света в течение 940 ч прочность снижается на 50 %.
Волокна хлопка имеют хорошую термостойкость. Нагревание до 130 °С вызывает лишь незначительное ухудшение механических свойств. При нагреве свыше 150 — 160 °С разрушение их идет более интенсивно, и при 250 ° С волокна обугливаются. Волокна хлопка горят желтым пламенем и сгорают полностью, образуя серый пепел. При сжигании волокна ощущается запах жженой бумаги.
Применение. Длина и толщина волокон связаны между собой и зависят от сорта хлопчатника. Средний размер диаметра поперечного сечения волокон 15 — 25 мкм. Коротковолокнистый хлопок (длиной до 28 мм) перерабатывается в толстую и пушистую пряжу, предназначенную для изготовления байки, фланели, бумазеи и др. Из средневолокнистого хлопка (длиной 28 — 34 мм) вырабатывают пряжу средней толщины, предназначенную для тканей типа ситца, бязи и т. д. Из длинноволокнистого хлопка (длиной более 35 мм) вырабатываются наиболее высококачественные ткани типа батиста, маркизета и др.
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Изучение строения хлопка
Изучение свойств и характера горения хлопка
Изучение области применения хлопка
УРОВЕНЬ УСВОЕНИЯ:
Знать виды хлопчатника, этапы развития волокон и строение хлопка
Знать химический состав и свойства волокон хлопка
Понимать влияние строения волокон на внешний вид, свойства и область применения хлопка
КОНТРОЛЬ УСВОЕНИЯ:
Устный опрос или письменный контроль знаний до начала
Проверка приобретенных навыков при сдаче самостоятельной работы.
СТРОЕНИЕ ХЛОПКОВОГО ВОЛОКНА
Хлопком называют волокна, покрывающие поверхность семян однолетнего растения хлопчатника (Рис.1), относящегося к семейству мальвовых, который произрастает в тёплых южных районах (в Средней Азии, Закавказье, Казахстане) и странах с субтропическим и тропическим климатом (Кеитай, Индия, США, Пакистан, Бразилия, Австралия, Турция).
Это теплолюбивое растение, потребляющее большое количество влаги. Известно более 40 видов хлопчатника, различных по урожайности, срокам вызревания и качеству волокна. Посев хлопка осуществляется в конце марта – начале апреля с наступлением устойчивой теплой погоды. Через 4-4,5 месяца созревшие коробочки раскрываются, и белая волокнистая масса выступает наружу (Рис.2).
Развитие волокон хлопка начитается после цветения хлопчатника в период образования плодов (коробочек). В это время на поверхности семян отдельные клетки оболочки начинают интенсивно расти в длину, образуя тонкостенные трубочки с протоплазмой, состоящие из простых углеводных соединений. Созревание коробочек происходит последовательно, начиная с нижних веток куста. Поэтому сбор хлопка осуществляют в несколько приёмов: сначала собирают нижние коробочки, а затем – растущие выше.
Сбор хлопка-сырца (т.е. волокна вместе с семенами) начинают с первым массовым раскрытием коробочек, начиная с сентября. Сбор выполняют вручную или хлопкоуборочными машинами. После сбора хлопок-сырец просушивают, затем пропускают через полевой ворохоочиститель, что снижает засоренность на 1,5-2 %. Затем хлопок-сырец упаковывают в тюки и направляют на хлопкоочистительные заводы для первичной обработки.
Основной задачей первичной обработки хлопка является отделение волокон хлопка от семян и очистка волокон от различных примесей. Этот процесс происходит в несколько этапов:
Отделение длинных волокон (20 - 52 мм) от семян.
Отделение коротких волокон (пуха) длиной 6 - 20 мм.
Отделение еще более коротких волокон (подпушка) длиной менее 6 мм.
Прессование в кипы и упаковка.
В период созревания, когда коробочки хлопчатника раскрываются, рост волокон в длину прекращается. В результате фотосинтеза из протоплазмы выделяется целлюлоза. В течение всего периода созревания хлопчатника фибриллы (крупные элементы строения) целлюлозы отлагаются на стенках волокна, образуя суточные концентрические слои (Рис.3, где 1 – оболочка семени, 2 – клетки волокна). В отдельных слоях они могут располагаться спирально под углом 20-40˚ к оси волокна. Основным полимером хлопка является целлюлоза (96%), кроме неё волокна имеют в своём составе небольшое количество низкомолекулярных фракций целлюлозы (1,5%), жиров и восков (1%) и др. Сопутствующие вещества располагаются между скоплениями фибрилл и макромолекул хлопка.
В конце периода созревания протоплазма в каналах высыхает, стенки спадают, а волокна приобретают вид скрученных сплющенных ленточек, имеющих определённой толщины стенки и центральный канал (Рис.4).
Отдельное хлопковое волокно при рассмотрении невооружённым взглядом выглядит тончайшим волоском (15-25мкм) длиной от 6 до 52 мм. При рассмотрении его под микроскопом видна перекрученная, извитая, сплюснутая трубочка.
Наружный слой (или первичная стенка) волокна на 50% состоит из целлюлозы и покрыт жировосковыми веществами. Этот слой играет защитную роль. Вторичная стенка волокна состоит из суточных слоёв фибрилл. Природная извитость хлопка связана со спиральным расположением фибрилл в слоях.
СВОЙСТВА И ХАРАКТЕР ГОРЕНИЯ ХЛОПКА
Извитость волокон обеспечивает их хорошее сцепление друг с другом, что даёт возможность получения прочной пряжи. Наличие в хлопке канала, заполненного воздухом, обеспечивает его пониженную теплопроводность, что позволяет вырабатывать из него изделия с хорошими теплозащитными свойствами.
Толщина стенок и степень извитости зависят от зрелости волокна, оказывающей влияние на его качество. Незрелые тонкостенные волокна имеют вид плоских или свёрнутых ленточек, обладают малой прочностью, низкой эластичностью, плохо окрашиваются. Сильно перезрелые волокна имеют цилиндрическую форму, толстые стенки и узкий канал, повышенную прочность, прямую (неизвитую) форму и обладают сравнительно большой жёсткостью. Ни те, ни другие волокна к текстильной переработке непригодны.
Таким образом, по степени зрелости , которая оценивается исходя из соотношения наружного и внутреннего диаметров волокна, хлопоковые волокна подразделяются на 11 групп: от 0 (незрелое волокно) до 5 (предельно зрелое волокно) с интервалом 0,5. Наиболее пригодны для изготовления текстильных материалов волокна со степенью зрелости 2,5 – 3,5. На рис.5 показаны хлопковые волокна разной степени зрелости:
а) Совершенно незрелое (мёртвое)
Совершенно незрелые волокна почти не имеют целлюлозных стенок, извитость у них отсутствует. К использованию такие волокна совершенно непригодны. Незрелые волокна имеют очень тонкие стенки, широкий канал и малую извитость, качество их очень низкое. Недозрелые волокна имеют боолее толстые стенки, более широкий канал и большую извитость. Качество их несколько выше. Зрелые волокна характеризуются развитыми стенками, толщина которых равна половине ширин канала, число извитков составляет 7-10 на 1мм длины. Такое волокно оболадает хорошей прочностью, гибкостью, хорошими теплозащитными свойствами, блеском не обладает. Имеет хорошее качество. Перезрелые волокна отличаются сильно развитыми стенками, ширина канала незначительна, извитости нет. Такие волокна обладают хорошей прочностью и блеском, но меньшей гибкостью и цепкостью, большей жесткостью.
В зависимости от длины волокон различают коротковолнистый хлопок длиной до 27мм, средневолокнистый длиной 27-35мм и длинноволокнистый длиной 35-50мм. В группе коротковолнистого хлопка выделяют подпушек (волокна длиной до 20мм), который используется для получения холстов нетканых полотен и в качестве сырья для производства искусственных волокон. Промышленное значение имеют, главным образом, средневолокнистый и тонковолокнистый виды.
Химический состав хлопка также зависит от его зрелости. Наиболее зрелые волокна содержат 95-96% целлюлозы и 4-5% различных примесей (жиров, всоков, азотистых, минеральных веществ и др.). Целлюлоза хлопка представляет собой высокомолекулярное соединение, состоящее из остатков глюкозы, степень полимеризации которых достигает 3000-5000. Целлюлоза - это линейный полимер, который может быть представлен в виде простейшей схемы: - С ₆ Н ₁₀ О ₄ -О-С ₆ Н ₁₀ О ₄ -О-С ₆ Н ₁₀ О ₄ -О-, или (-С ₆ Н ₁₀ О ₅ -)n.
Свойства хлопка характеризуются высокими прочностью, теплостойкостью, светостойкостью, средними гигроскопичностью и удлинением, малой упругой деформацией, вслеждствие чего изделия из хлопка сильно сминаются. Хлопок обладает хорошей устойчивостью к действию щелочей (мерсеризации). Под влиянием мерсеризации структура хлопка изменяется, свойства его улучшаются. При действии кислот волокно повреждается, под действием воды набухает и увеличивает свою прочность. Стойкость к истираню у хлопка сравнительно небольшая, вследствие чего изделия из этого волокна характеризуются невысокой носкостью.
Природная окраска хлопка белая или кремовая, в некоторых случаях она модет быть бежевой, зеленоватой и лругих цветов. После мерсеризации волокна хлопка приобретают значительный блеск, становятся шелковистыми. На ощупь волонка мягкие, тепловатые. При значительном повышении температуры сухие волокна теряют прочность, на них появлется лёгкая желтизна с последующим потемнением, а при температуре 250˚С волокна обугливаются. Волокна хлопка горят жёлтым пламенем, при этом образуется серый пепел и ощущается запах жж ёной бумаги. Если пламя погасить, волокно интенсивно тлеет, выделяя дымок.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ХЛОПКА
Вследствие низкой себестоимости, хорошего внешнего вида и вполне удовлетворительных свойств хлопок широко применяется в производстве тканей (бельевых, сорочечных, платьевых, костюмных, полотенечных), трикотажных изделий и швейных ниток. Тонковолокнистый хлопок перерабатывают в тонкую и гладкую гребённую пряжу, предназначенную для наиболее тонких и высококачественных тканей – батиста, маркизета. Средневолокнистый хлопок, имеющий ранний срок созревания и высокую урожайность, предназначен для средней по толщине пушистой пряжи, из которой производится ситец, бязь, сатин. Из хлопкового пуха длиной 12-20мм (коротких волокон, непригодных для прядильного производства) изготавливают вату, а в смеси с хлопковым волокном используют для получения толстой пряжи, также из него получают эфиры целлюлозы, используемые для выработки искусственных волокон (ацетатного, триацетатного), и целлюлозу для получения плёнок, пластмасс и т.п. Кроме того, непригодные для прядильного производства волокна идут на производство нетканых полотен.
Значение семядолей не ограничивается снабжением молодого сеянца запасными питательными веществами и отчасти ассимиляционной функцией до образования первых настоящих листьев. Они играют важную роль в жизни хлопчатника и после образования у него первых настоящих листьев, почти до начала цветения, участвуя в формировании органов цветка. Повреждение семядолей и тем более их удаление, особенно сразу после появления всходов, сильно угнетает развитие растений и приводит к значительному снижению урожайности.
Выполнив свои функции, семядоли опадают, оставляя на стебле два следа, расположенных один против другого, Этим семядольный узел стебля легко отличается от листовых узлов, располагающихся на главном стебле одиночно в очередном порядке по спирали.
Подсемядольное колено в первые дни жизни молодого сеянца очень нежное и хрупкое, поэтому легко ломается при грубом прикосновении к нему. Постепенно оно несколько удлиняется, утолщается и, одревесневая, становится прочным.
Вместе с развертыванием и позеленением семядолей медленно трогается в рост и надсемядольная часть стебля (эпикотиль), на которой еще в зародышевом состоянии заложены бугорки самых первых настоящих листьев.
Развиваясь из меристемы конуса нарастания стебля, находящегося в верхушечной почке роста между черешками семядолей, надсемядольная часть стебля в первое время растет очень медленно, медленнее, чем до этого росло подсемядольное колено. По мере роста надсемядольной части стебля на ней появляются листья.
На быстроту роста и развития главного стебля, зависящую в известной мере от видовых и сортовых особенностей хлопчатника, большое влияние могут оказывать условия внешней среды, например температура, освещение, влажность почвы, обеспеченность доступными питательными веществами и др. Чем благоприятнее сочетание комплекса факторов внешней среды, тем лучше идут рост ii развитие главного стебля и всей его системы.
Одна из биологических особенностей хлопчатника — очень медленный рост и развитие его стебля в первый период жизни — от появления всходов до бутонизации. С начала бутонизации рост и развитие его идут быстрее, особенно усиливаясь во время цветения.
В конце цветения и в период созревания рост и развитие стебля сильно замедляются, а в конце вегетации совсем приостанавливаются.
Главный стебель может расти в результате увеличения числа междоузлий или вследствие их удлинения,
С практической точки зрения желателен рост стебля за счет увеличения числа междоузлий при достаточном, конечно, росте их в длину.
Особенно заметному удлинению междоузлий стебля способствуют повышенная (до известного предела) температура, большая влажность почвы, содержание в ней достаточного количества азота и ряд других факторов.
Разные по скороспелости виды и сорта хлопчатника имеют существенные различия в скорости роста стебля. Так, у более позднеспелых форм нарастание, а затем убывание скорости роста в период вегетации происходит более плавно, чем у скороспелых. При этом у более позднеспелых форм в конце вегетации наблюдается несколько больший абсолютный прирост стебля в высоту, чем у скороспелых. У последних более быстрый рост главного стебля бывает перед цветением и во время его. В конце же вегетации уменьшение скорости роста у скороспелых форм идет быстрее, чем у более позднеспелых. Поэтому у скороспелого хлопчатника абсолютный прирост главного стебля в сутки в конце вегетации бывает меньше, а в период цветения — больше, чем у позднеспелого.
Коробочку хлопка я увидела первый раз в школе, на уроке биологии. Эльвира Ивановна, учительница биологии, бережно несла его в руке между рядами. Останавливалась у каждой парты, давая нам эту коробочку рассмотреть поближе. Руками мы её не трогали. Но я не могла поверить, что она настоящая.
Эту веточки, для кабинета биологии, ей привёз ученик из отпуска. Она очень её берегла и очень ей гордилась. На севере не каждый кабинет биологии мог похвастаться таким учебным пособием.
Эльвира Ивановна показывала руками, как раскрывается коробочка хлопчатника. Она вытянула вперёд ладонь, сжатую в кулак. На нём были цветочки от бальзамина (Ванька-мокрый). Рассказала о том, что цветки хлопчатника одиночные, многочисленные и различной окраски. И что живут они всего один день. Потом убрала цветочки. А потом она раскрыла ладонь, а на ладони лежал кусочек ваты.
Вот такой красочный урок биологии запомнился мне на всю жизнь. Цветущий хлопчатник я ещё не видела, зато видела, как цветут все северные ягоды.
ХЛОПОК.
Хлопок — волокно растительного происхождения, один из основных видов сырья текстильной промышленности. Хлопковое волокно дает однолетнее кустарниковое растение — хлопчатник.
Отдельное волокно хлопка представляет собой тончайший волосок длиной от 6 до 52 мм. Зрелые волокна более прочные, чем незрелые. Под микроскопом видна извитая сплюснутая трубочка. Извитость волокон обуславливает их хорошую цепкость, что позволяет получить прочную пряжу. Зрелые волокна обладают хорошей прочностью, гибкостью, цепкостью, мягкостью, хорошими теплозащитными свойствами, за счёт содержания воздуха в его каналах. Но блеском такое волокно не обладает.
Хлопчатник представляет собой однолетнее кустарниковое растение высотой 0,6-1,7 м. Растёт хлопчатник в районах с жарким климатом.
Хлопчатник - самоопыляемое растение и хороший медонос. Цветёт растение в течение недели, но каждый отдельный цветок держится всего один день. Коробочки созревают не одновременно, поэтому хлопок собирают в 3-4 приёма.
Нити многочисленных тычинок сращены с пестиком в общую трубку. Плод, у хлопчатника называется коробочкой.
Хлопковая коробочка созревает, вскрывается и лопается – через 45–70 дней после распускания цветка: набухающие волокна раздвигают ее створки так, что они оказываются перпендикулярными оси цветка.
Волокна из разных гнезд как бы слипаются в единую массу, которая остается на месте, удерживаемая прилегающими частями коробочки. Из семян получают хлопковое масло. В пищу хлопковое масло употребляется как диетический продукт. Листья растения содержат лимонную и яблочную кислоты. Шелуха и жмых хлопчатника идут на корм скоту.
Маги говорят, что если спрятать коробочку с волокнами под подушку, то будут сниться приятные ласковые сны. А если положить её в шкаф с одеждой, то жизненный путь более мягким и комфортным.
Свойства хлопка
Теплостойкость не высокая. Зимой от холода не очень согреет
Светостойкость - под длительным воздействием света имеет тенденцию к пожелтению
Теплопроводность в сухом виде достаточно высока, что позволяет изделиям долгое время сохранять свою свежесть.
Стойкость хлопка к истиранию невелика
Средняя гигроскопичность и удлинение
Малая упругая деформация, вследствие чего, изделия сильно сминаются.
Хорошая устойчивость к действию щелочей. Щёлочь облагораживает.
А под действием кислот — хлопок повреждается!
Стойкость к истиранию небольшая, т. е. невысокая носкость.
На ощупь волокно мягкое и тепловатое.
Хлопок хорошо окрашивается. Природная окраска белая или кремовая (может быть бежевой, зеленоватой).
Обязательно прочитайте о свойствах натуральных волокон. Я пишу только основу, то что нужно знать для вязания на машине.
Эти знания помогут при влажной тепловой обработке (ВТО).
Заходите в раздел Все статьи и читайте про свойства натуральных волокон: шерсть, шёлк, лён, бамбук.
А будите читать про асбест, пригласите деток , там их ждёт сказка.
А у меня к вам вопрос. Может кто-то из вас видел, как лопается хлопковая коробочка? Ну, стояли рядом, и вдруг коробочка хлоп! Лопнула и раскрылась. Поделитесь в комментариях. Мне, правда, очень интересно.
Удачи! И всего вам самого волшебного и сказочно-доброго.
Нет ничего более изобретательного, чем природа. Цицерон
Читайте также: