Разное

Растительные волокна это: РАСТИТЕЛЬНЫЕ ВОЛОКНА — это… Что такое РАСТИТЕЛЬНЫЕ ВОЛОКНА?

alexxlab 20.01.1980 no Comments

Содержание

РАСТИТЕЛЬНЫЕ ВОЛОКНА — это… Что такое РАСТИТЕЛЬНЫЕ ВОЛОКНА?

РАСТИТЕЛЬНЫЕ ВОЛОКНА: — вытянутые, обычно заостренные на концах склеренхимные клетки с равномерно утолщенными, обычно одревесневшими, оболочками.

РАСТИТЕЛЬНОСТЬ
РАСТИТЕЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ

Смотреть что такое «РАСТИТЕЛЬНЫЕ ВОЛОКНА» в других словарях:

Растительные волокна — см. Волокна растений и Ткани растений … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Волокна и нити — основные структурные элементы всех текстильных материалов (пряжи, тканей, трикотажа, нетканых полотен, лент, кружев и т. д.). Одиночные волокна, которые без разрушения не делятся в продольном направлении, называются элементарными волокнами… … Энциклопедия моды и одежды
ВОЛОКНА РАСТИТЕЛЬНЫЕ — ВОЛОКНА РАСТИТЕЛЬНЫЕ, как вещественные доказательства могут быть объектами суд. мед. экспертизы, криминологии. Наиболее часто подвергаются исследованию В. хлопчатника, льна, пеньки, джута, реже конопли, крапивы, новозеландского льна, кокосовые… … Большая медицинская энциклопедия
Растительные тросы — тросы, скрученные из растит волокон. Могут быть тросовой работы (волокна скручиваются в каболки, из нескольких каболок кручением в обратную сторону получают прядь, из нескольких прядей, скрученных в ту же сторону, получают трос) и кабельной… … Морской словарь
Волокна растений — (химико технич.). Из всех видов и сортов клетчатки (см. это слово) наиболее изучена, как в химическом, так и в техническом отношении, клетчатка, образующая волокна, а между ними волокна хлопка. Те свойства, которые принадлежат этому последнему,… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Комплексные волокна — волокна, состоящие из нескольких продольно скрепленных элементарных (единичных) волокон. Из натуральных только некоторые растительные (лен, пенька и др.) и асбестовые волокна являются комлексными. Их еще называют техническими волокнами… … Энциклопедия моды и одежды
Химические волокна — Химические волокна волокна, получаемые из природных и синтетических органических полимеров. Содержание 1 История 1.1 Основные этапы в развитии химических волокон … Википедия
Полиуретановые волокна — Волокно «Спандекс» Полиуретановые волокна или эластомерная полиуретановая нить это синтетическая нить, получаемая на основе полиуретановых каучуков[1] … Википедия
Шерсть* — (сельскохоз.) Ш. в общежитии называется связное собрание тонких, мягких, извитых волокон. В таком смысле говорится как о растительной, так и животной Ш. Ниже будет рассмотрена только животная Ш. и главным образом Ш. овечья. Под Ш. овцы понимают… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Шерсть — (сельскохоз.) Ш. в общежитии называется связное собрание тонких, мягких, извитых волокон. В таком смысле говорится как о растительной, так и животной Ш. Ниже будет рассмотрена только животная Ш. и главным образом Ш. овечья. Под Ш. овцы понимают… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Волокна растительного и живого происхождения, химические волокна

Волокна растительного происхождения. К волокнам растительного происхождения относят хлопковые и лубяные.

Хлопок — это волокна, покрывающие семена растения хлопчатника. Основным веществом (94-96 %), из которого состоит хлопковое волокно, является целлюлоза. К сопутствующим веществам (4—6 %) относятся вода, пектиновые (склеивающие), жировосковые, зольные вещества и др.

Хлопковое волокно нормальной зрелости под микроскопом имеет вид плоской ленточки со штопорообразной извитостью и с каналом, заполненным внутри воздухом.

Хлопковое волокно обладает многими положительными свойствами. Прежде всего, оно имеет высокую гигроскопичность (8~12%), поэтому хлопчатобумажные ткани и изделия из них обладают хорошими гигиеническими свойствами.

Хлопок обладает способностью быстро впитывать влагу и быстро ее испарять, т. е. быстро высыхает. При погружении в воду волокна набухают, и их прочность увеличивается на 10-20 %. Хлопок устойчив к действию щелочей, но разрушается даже разбавленными кислотами.

На способность хлопка набухать в щелочах и повышать при этом прочность, окрашиваемость и приобретать шелковистость и блеск основано проведение специальной операции отделки — мерсеризации. Волокна достаточно прочные. Хлопок имеет сравнительно высокую термостойкость — разрушения волокна при температуре до 130 °С не происходит. Хлопковое волокно более стойкое, чем вискозное и натуральный шелк, к действию света, но по светостойкости уступает лубяным и шерстяным волокнам. Волокна хлопка горят желтым пламенем, образуя серый пепел, ощущается запах жженой бумаги. Отрицательными свойствами хлопкового волокна являются высокая сминаемость (из-за малой упругости), большая усадка, низкая стойкость к действию кислот.

Лен. Волокна, которые получают из стеблей, листьев или оболочек плодов растений, называются лубяными. Из стеблей конопли вырабатывают прочные грубые волокна — пеньку, которая используется для тарных тканей и веревочно-канатных изделий. Грубые технические волокна (джут, кенаф, рами) получают из стеблей одноименных растений. Из всех лубяных волокон наибольшее применение получило льняное.

Льняные волокна получают из лубяной части стебля. Лен — однолетнее травянистое растение.

Характерной особенностью лубяных волокон в отличие от других является то, что они представляют собой пучки волокон, соединенных пектиновыми веществами. При длительном кипячении в мыльно-содовых растворах пектиновые вещества вымываются и лен делится на отдельные волокна.

Отдельное волокно льна представляет собой одну растительную клетку. Под микроскопом волокно в продольном виде представляет собой цилиндр с толстыми стенками. Поперечный срез волокна — многоугольник с 5-6 гранями.

Поверхность волокна более ровная и гладкая, в результате чего льняные ткани меньше, чем хлопчатобумажные, загрязняются и легче отстирываются. Эти свойства льна особенно ценны для бельевых полотен.

В составе волокна 80% целлюлозы и 20% примесей — воскообразных, жировых, красящих, минеральных и лигнина (5%). Лигнин -продукт одревеснения клетки, придающий льну повышенную жесткость. Содержание лигнина в льняном волокне делает его устойчивым к действию света, погоды, микроорганизмов.

Прочность элементарных волокон в 3-5 раз превышает прочность хлопка, а растяжимость — во столько же раз меньше, поэтому льняные прокладочные ткани лучше сохраняют форму изделий, чем хлопчатобумажные. Волокна блестят, так как имеют гладкую поверхность, Физико-химические свойства льна и хлопка достаточно близки. Льняное волокно уникально тем, что при высокой гигроскопичности (12%), оно быстрее других текстильных волокон поглощает и выделяет влагу. Особенностью льна является его высокая теплопроводность, поэтому на ощупь волокна всегда прохладные. Термического разрушения волокна не происходит до температуры 160 °С. Химические свойства льняного волокна аналогичны хлопковому, т. е. оно устойчиво к действию щелочей, но не устойчиво к кислотам. В связи с тем, что льняные ткани имеют свой естественный красивый достаточно шелковистый блеск, мерсеризации их не подвергают. Отрицательным свойством льняного волокна является его сильная сминаемость из-за низкой упругости. Волокна льна отбеливаются и окрашиваются, так как имеют более интенсивную природную окраску, толстые стенки.

Волокна животного происхождения. К волокнам животного происхождения относят шерсть и натуральный шелк.

Шерсть — это волокна снятого волосяного покрова овец коз, верблюдов, кроликов и других животных. Шерсть получают в основном с овец (97-98%), в меньшем количестве с коз (до 2%), верблюдов (до 1 %). Шерстяные волокна состоят из белка кератина.

Шерстяные волокна под микроскопом легко можно отличить от других волокон — их наружная поверхность покрыта чешуйками. Под микроскопом видна своеобразная извитость шерстяных волокон. Их извитки волнообразны в отличие от хлопковых волокон, извитки которых штопорообразные. Сильную извитость имеет тонкая шерсть.

Шерсть может быть следующих видов: пух, переходный волос, ость и мертвый волос. Пух — тонкое, сильно извитое, шелковистое волокно; переходный волос неравномерен по толщине, прочности, имеет меньшую извитость; ость и мертвый волос характеризуются большей толщиной, отсутствием извитости, повышенной жесткостью и хрупкостью, малой прочностью, мертвый волос плохо окрашивается, легко ломается и выпадает из готовых изделий.

Шерсть может быть однородной (из волокон преимущественно одного вида, например, пуха) и неоднородной (из волокон разных видов — пуха, переходного волоса и др. ). В зависимости от толщины волокон и однородности их состава шерсть подразделяют на тонкую, полутонкую, полугрубую и грубую. Тонкая шерсть состоит из тонких волокон пуха, полутонкая состоит из более толстого пуха или переходного волоса; полугрубая может быть однородной и неоднородной и состоять из пуха, переходного волоса и небольшого количества ости; грубая — неоднородная и включает в себя все виды волокон, в том числе ость и мертвый волос.

Шерстяное волокно имеет высокую упругость, а следовательно, малую сминаемость. Шерсть — достаточно прочное волокно, удлинение при разрыве высокое. В мокром состоянии волокна на 30 % теряют прочность.

Блеск шерсти определяется формой и размером покрывающих ее чешуек: крупные плоские чешуйки придают шерсти максимальный блеск; мелкие, сильно отстающие чешуйки делают ее матовой.

Свойства шерсти уникальны — ей присуща высокая свойлачиваемость, что объясняется наличием на поверхности волокна чешуйчатого слоя. Это свойство учитывается при отделке (валке) суконных тканей, фетра, войлока, одеял, при производстве валяной обуви.

Шерсть обладает низкой теплопроводностью, поэтому ткани отличаются высокими теплозащитными свойствами.

По гигроскопичности шерсть превосходит все волокна. Она медленно впитывает и испаряет влагу и поэтому не охлаждается, оставаясь на ощупь сухой. На способности шерсти менять свою растяжимость и усадку при влажно-тепловой обработке основано проведение ряда операций: сутюживание, оттягивание и декатировка. При высыхании шерсть дает максимальную усадку, поэтому изделия из нее рекомендуется подвергать химической чистке.

К действию света шерстяное волокно более устойчиво, чем хлопковое и льняное. Но при длительном облучении оно разрушается.

Щелочи на шерсть действуют разрушающе, к кислотам она устойчива. Поэтому если шерстяные волокна, содержащие растительные примеси, обработать раствором кислоты, то эти примеси, состоящие из целлюлозы, растворятся, и шерстяные волокна останутся в чистом виде. Такой процесс очистки шерсти называют карбонизацией,

В пламени волокна шерсти спекаются, но при вынесении из пламени не горят, образуя на конце волокон спекшийся черный шарик, который легко растирается, при этом ощущается запах жженого пера. Недостатком шерсти является малая термостойкость — при температуре 100—110 С волокна становятся ломкими и жесткими, снижается их прочность.

Натуральный шелк по своим свойствам и себестоимости — ценнейшее текстильное сырье. Получают его разматыванием коконов, образуемых гусеницами шелкопрядов. Наибольшее распространение и ценность имеет шелк тутового шелкопряда, на долю которого приходится 90% мирового производства шелка.

При рассмотрении коконной нити под микроскопом четко видны две шелковины, неравномерно склеенные серицином. В составе коконной нити два белка: фиброин (75 %), из которого состоят шелковины, и серицин (25 %).

Из всех природных волокон натуральный шелк самое легкое волокно и наряду с красивым внешним видом обладает высокой гигроскопичностью (11%), мягкостью, шелковистостью, малой сминаемостью, является незаменимым сырьем для изготовления летней одежды (платьев, блузок).

Натуральный шелк обладает высокой прочностью. Разрывная нагрузка шелка в мокром состоянии снижается примерно на 15%.

Химические свойства натурального шелка аналогичны шерсти, т. е. к кислотам устойчив, к щелочи — нет.

Натуральный шелк имеет самую низкую светостойкость, поэтому в домашних условиях изделия на свету не сушат, особенно при солнечном свете. К другим недостаткам натурального шелка относят низкую термостойкость (такая же, как у шерсти) и высокую усадку, особенно у крученых нитей.

Химические волокна. Химические волокна получают путем химической переработки природных (целлюлозы, белков и др.) или синтетических высокомолекулярных веществ (полиамидов, полиэфиров и др.).

Основным исходным сырьем для получения химических волокон служат древесина, отходы хлопка, стекло, металлы, нефть, газы и каменный уголь.

Волокна формуют из расплавов или растворов высокомолекулярных соединений. Расплав или прядильный раствор высокомолекулярного вещества (полимера) фильтруется и продавливается через тончайшие отверстия в фильерах. Фильеры представляют собой рабочие органы прядильных машин, осуществляющие процесс формования волокон. Струйки прядильных растворов или расплавов, вытекающие из фильеры, затвердевая, образуют нити. Используя фильеры с отверстиями сложной конфигурации, можно получить профилированные и полые волокна.

1. Искусственные волокна. К искусственным относят волокна, получаемые переработкой природных высокомолекулярных соединений — целлюлозы, белков. Более 99 % этих волокон вырабатывают из целлюлозы.

Вискозное волокно — одно из первых химических волокон, вырабатываемых в промышленных масштабах. Для его изготовления используют обычно древесную, преимущественно еловую, целлюлозу, которую путем обработки химическими реагентами превращают в прядильный раствор — вискозу.

Вискозные волокна отличаются высокой гигроскопичностью (11 — 12%), поэтому изделия из них хорошо впитывают влагу и являются гигиеничными; в воде волокна сильно набухают, при этом площадь поперечного сечения увеличивается в 2 раза. Они достаточно устойчивы к истиранию, поэтому их целесообразно использовать для выработки изделий, для которых важными характеристиками являются высокие износостойкость и гигиенические свойства (например, для подкладочных и сорочечных тканей).

Вискозное волокно имеет высокую термостойкость, средние прочность и удлинение, по отношению к кислотам и щелочам — аналогично хлопку и льну.

Однако вискозное волокно имеет ряд существенных недостатков, проявляющихся в изделиях из него, — это сильная сминаемость из-за низкой упругости и высокая усадка (6-8%). Другим недостатком вискозного волокна является большая потеря прочности в мокром состоянии (50-60%). Для снижения недостатков вискозное волокно физически или химически модифицируют, получая полинозные волокна, мтилон, сиблон и др. Полинозное волокно напоминает тонковолокнистый хлопок и применяется при производстве сорочечных, бельевых и др. тканей. Мтилон — шерстоподобное вискозное волокно, которое применяется для ворса ковров. Сиблон — заменитель средне волокнистого хлопка.

Ацетатные волокна получают из хлопкового пуха или облагороженной древесной целлюлозы.

При воздействии на целлюлозу уксусным ангидридом, уксусной и серной кислотами образуется ацетил целлюлоза, из раствора которой получают ацетатные волокна или нити. В зависимости от применяемых растворителей и других химических реагентов получают диацетатные, называемые ацетатными, и триацетатные волокна.

Некоторые из свойств ацетатных и триацетатных волокон являются общими, а некоторые имеют свои особенности. Так, к общим положительным свойствам относят малую сминаемость и усадку (до 1,5 %), а также способность сохранять в изделиях эффекты гофре, плиссе даже после мокрых обработок; к недостаткам, сдерживающим их применение в ассортименте изделий, — низкую устойчивость к истиранию, в результате чего нецелесообразно их применение в ассортименте подкладочных, сорочечных, костюмных тканей. Лучше эти волокна использовать в ассортименте галстучных тканей, для которых износостойкость большого значения не имеет. К другим общим недостаткам волокон относят высокую электризуемость и склонность изделий к образованию заломов в мокром состоянии.

Различия в свойствах ацетатного и триацетатного волокон состоят в следующем. Гигроскопичность у ацетатного волокна выше (6,2 %), чем у триацетатных (4,5%), однако последние лучше окрашиваются и имеют, большую свето- и термостойкость (180 X против 140-150*С).

Из других искусственных волокон в производстве тканей используют алюнит (люрекс), пластилекс, метанит.

2. Синтетические волокна. Синтетические волокна получают из природных низкомолекулярных веществ (мономеров), которые путем химического синтеза превращаются в высокомолекулярные (полимеры).

Синтетические волокна по сравнению с искусственными обладают высокой износостойкостью, малыми сминаемостью и усадкой, но их гигиенические свойства невысокие.

Полиамидные волокна (капрон). Волокно капрон, применяющееся наиболее широко, получают из продуктов переработки каменного угля.

К положительным свойствам капронового волокна относят высокую прочность, а также самую большую из текстильных волокон устойчивость к истиранию по изгибам. Эти ценные свойства капронового волокна используют при введении его в смеску с другими волокнами для получения износостойких материалов, введение 5-10% капронового волокна в шерстяную ткань в 1,5-2 раза повышает ее стойкость к истиранию. Капроновое волокно также обладает малой сминаемостью и усадкой, устойчивостью к действию микроорганизмов.

При внесении в пламя капрон плавится, загорается с трудом горит голубоватым пламенем. Если расплавленная масса начинает капать, горение прекращается, на конце образуется оплавленный бурый шарик, ощущается запах сургуча.

Однако капроновое волокно мало гигроскопично (3,5-4%), поэтому гигиенические свойства изделий из таких волокон невысокие. Кроме этого, капроновое волокно жесткое, сильно электризуется, неустойчиво к действию света, щелочей, минеральных кислот, имеет низкую термостойкость. На поверхности изделий выработанных из капроновых волокон, образуются пилли, которые из-за высокой прочности волокон сохраняются в изделии и в процессе носки не исчезают.

Полиэфирные волокна, полиэтилентерефшалат ПЭТФ (лавсан или полиэстер). Исходным сырьем для получения лавсана служат продукты переработки нефти.

В общемировом производстве синтетических волокон эти волокна выходят на первое место. Лавсановое волокно характеризуется отличной несминаемостью, превосходящей все текстильные волокна, в том числе и шерсть. Так изделия из лавсановых волокон в 2-3 раза меньше сминаются, чем шерстяные. Чтобы изделия с целлюлозными волокнами стали малосминаемыми, в смеску к этим волокнам добавляют 45-55 % лавсановых волокон.

Лавсановое волокно обладает очень хорошей стойкостью к свету и атмосферным воздействиям (уступает только нитроновому волокну). По этой причине его целесообразно использовать в гардинно-тюлевых, тентовых, палаточных изделиях. Лавсановое волокно — одни из термостойких волокон. Оно термопластично благодаря, чему изделия хорошо сохраняют эффекты плиссе и гофре. По стойкости к истиранию и изгибам лавсановое волокно несколько уступает капроновому. Но прочность на разрыв и удлинение при разрыве высокие. Волокно стойко к разбавленным кислотам, шелочам, но разрушается при воздействии концентрированной серной кислотой и горячей щелочью. Горит лавсан желтым коптящим пламенем, образуя на конце черный нерастирающийся шарик.

Однако лавсановое волокно обладает низкой гигроскопичностью (до 1 %), плохой окрашиваемостью, повышенной жесткостью, электризуемостью и пиллингуемостью. Причем пилли длительно сохраняются на поверхности изделий.

Полиакрилонитрильные (ПАН) волокна (акрил или нитрон). Исходным сырьем для изготовления нитрона служат продукты переработки каменного угля, нефти, газа.

Нитрон — наиболее мягкое, шелковистое и теплое синтетическое волокно. По теплозащитным свойствам превосходит шерсть, но по стойкости к истиранию уступает даже хлопку. Прочность нитрона вдвое ниже прочности капрона, гигроскопичность низкая (1,5%). Нитрон отличается кислостойкостью, устойчив к действию всех органических растворителей, но разрушается щелочами.

Обладает малой сминаемостью и усадкой. По светостойкости превосходит все текстильные волокна. Горит нитрон желтым коптящим пламенем со вспышками, образуя на конце твердый шарик.

Волокно хрупкое, плохо окрашивается, сильно электризуется и пиллингуется, но пилли из-за невысоких прочностных свойств в процессе носки исчезают.

Поливинилхлоридные волокна вырабатывают из поливинилхлорида — волокно ПВХ и из перхлорвинила — хлорин. Волокна отличаются высокой химической стойкостью, малой теплопроводностью, очень низкой гигроскопичностью (0,1-0,15%), способностью накапливать при трении о кожу человека электростатические заряды, имеющие лечебный эффект при болезнях суставов. Недостатками являются низкая теплостойкость и неустойчивость к действию света.

Поливинилспиртовые волокна (винол) получают из поливинилацетата. Винол имеет самую высокую гигроскопичность (5%), обладает высокой устойчивостью к истиранию, уступая только полиамидным волокнам, хорошо окрашивается.

Полиолефиновые волокна получают из расплавов полиэтилена и полипропилена. Это самые легкие текстильные волокна, изделия из них в воде не тонут. Они устойчивы к истиранию, действию химических реагентов, отличаются высокой прочностью на разрыв. Недостатками являются малая светостойкость и низкая теплостойкость.

Полиуретановые волокна (спандекс ими лайкра) относятся к эластомерам, так как обладают исключительно высокой эластичностью (растяжимость до 800%). Обладают легкостью, мягкостью, устойчивостью к действию света, стирке, поту. К недостаткам относятся: низкая гигроскопичность (1 — 1,5%), невысокая прочность, низкая теплостойкость.

Растительные волокна — Справочник химика 21

С коллоидной химией связаны и производства, перерабатывающие органическое сырье. Например, технология получения бумаги включает процессы измельчения растительного волокна до высокой степени дисперсности, приготовление дисперсий различных проклеивающих агентов (канифоли, искусственных смол, каучука) и отложение на поверхности измельченного волокна в результате коагулирующего действия электролитов частиц этих дисперсий, что придает бумаге ряд ценных свойств. [c.31]

Хлорная известь применяется для отбелки растительного волокна (тканей, бумаги) и для дезинфекции. [c.368]

В технике обменная адсорбция имеет существенное значение. Например, при крашении растительного волокна оно адсорбирует из среды окрашенные катионы красителя, выделяя эквивалентное количество ионов кальция, всегда присутствующих в техническом волокне. Здесь следует отметить, что очень часто явление обмена, обусловлено не самим веществом адсорбента, а содержащимися в адсорбенте незначительными примесями. [c.150]

Катионные ПАВ, диссоциируя в воде, образуют положительно заряженные поверхностно-активные ионы. Из растворов таких ПАВ поверхностью адсорбируются катионы, вследствие чего она становится положительно заряженной. Во многих случаях это представляет практический интерес. Так, положительно заряженные частицы дисперсной фазы, стабилизованные такими ПАВ, избирательно поглощаются (связываются) из пропиточной ванны отрицательно заряженным растительным волокном гораздо более интенсивно и полно, чем отрицательно заряженные частицы, стабилизованные анионными ПАВ. [c.402]

Целлюлоза является главной составной частью организма растений, она придает ему прочность и эластичность. Целлюлоза также состоит из длинных цепочек, составленных из остатков глюкозы, но соединенных друг с другом несколько иначе, чем в молекуле крахмала. Попытки синтезировать целлюлозу еще не привели к положительным результатам, и поэтому ее получают из древесины, соломы и других растительных материалов путем горячей обработки растворами вешеств, растворяющих содержащиеся в этих материалах лигнин и другие примеси. Целлюлозу широко используют для получения бумаги. Хлопок и другие виды растительного волокна, представляющие собой почти чистую целлюлозу, применяют в текстильном производстве для получения тканей. Производные целлюлозы — нитрат целлюлозы, ацетат целлюлозы и другие простые и сложные эфиры целлюлозы — применяют для получения кинофотопленок и искусственного волокна. [c.419]

Под действием едких щелочей кожа человеческого тела сильно разбухает, становится скользкой в дальнейшем образуется очень болезненный глубокий ожог. Попавшую на руки или платье щелочь следует тотчас же смыть водой, затем смочить пораженное место очень разбавленным раствором какой-либо кислоты и вновь промыть водой. Ткани из волокон животного происхождения быстро разрушаются от действия щелочей, тогда как растительные волокна по отношению к ним довольно устойчивы (наоборот, кислоты быстрее разъедают волокна растительного происхождения, чем животного). [c.411]

Растительные волокна состоят из целлюлозы с некоторым количеством примесей, характер которых зависит ст вида волокна. Хлопковое волокно, несмотря на ряд недостатков (подвержено гниению, недостаточно прочное), имеет широкое применение в производстве технических тканей. В настоящее время разрабатываются различные способы облагораживания хлопкового волокна, например поверхностная этерификация целлюлозы волокна. В результате такой обработки повышается его теплостойкость, устойчивость к гниению и действию кислот. [c.204]

Прямой бордо окрашивает хлопчатобумажные ткани из слабощелочной ванны, ткани из другого растительного волокна и вискозный шелк. [c.486]

Дианиловый синий О—прямой краситель, окрашивающий растительное волокно из нейтральной или слабощелочной ванны. Может быть превращен в медную соль как непосредственно, так и на волокне, и в таком виде известен,под названием лазурь прочная 081. [c.487]

Джут, фибра, пенька и другие растительные волокна могут быт > отбелены аналогично хлопку и льну. [c.425]

Некоторая часть жидкости,. заключенной в материале (например, песке, растительных волокнах), может быть связана с ним капиллярными силами. В этом случае для испарения жидкости необходимо, чтобы температура влаги была иесколько выше температуры кипения ее при данном давлении. [c.675]

Чтобы удовлетворить разнообразные требования к растительным волокнам, получаемым из одревесневших тканей методами химической и механической обработки, были разработаны различ- [c.340]

Табак кожевенная пыль комбикорма пыль в процессах деревообработки грубые растительные волокна (пенька, джут и др ) 0,9—2. 0 2,5—6,0 — [c.182]

По истечении часа, когда ацетон извлек из растительных клеток весь хлорофилл, надо сначала отфильтровать его через воронку с комочком ваты, отделяя растительные волокна и песок. Фильтрат [c.402]

Составные части на 100 ч. сушеных цветов около 7,5 ч. бурого экстрактивного вещества, осаждаемого свинцовыми солями, 6 ч. смолы, 4 ч. мылоподобного экстрактивного вещества, 6,5 ч. камеди, 3 ч. горького вещества со следами дубильного, 2,2 ч. яблочнокислого калия и извести, 1 ч. фосфорнокислого. кальция, 0,8 ч. воска, 0,5 ч. жира, 0,4 ч. хлорофилла и 65 ч. растительного волокна. [c.120]

Кубовые полициклические красители широко применяются для крашения и печати по растительным волокнам (хлопку, льну) и по вискозе. Для шерсти и шелка они обычно не употребляются, так как применяемый при получении лейкосоединений едкий натр разрушает эти волокна. Некоторые кубовые полициклические красители, нерастворимые в воде, спирте и других растворителях, используются в качестве прочных пигментов для окраски пластических масс, в лакокрасочной, полиграфической и других отраслях промышленности. [c.397]

Красящая способность вещества зависит от присутствия в нем определенных (обычно-ненасыщенных) атомных групп, так называемых, хромофоров . Такова, например, группа — Ы = Ы—, характерная для азо-красок. Присутствие хромофора обусловливает более или менее интенсивную окраску данного соединения. Однако, чтобы вещество являлось краской , то есть фиксировалось животными или растительными волокнами — недостаточно присутствия в молекуле хромофора. Необходимо еще наличие в молекуле особых групп, отчасти влияющих на интенсивность окраски, но, главным образом, придающих соединению свойство прочно связываться с волокном. Эти группы носят название ауксо-хромов . Типичными ауксохромами являются амино-группа — ЫНд и окси-группа — ОН. Введение этих групп придает всей молекуле либо кислый характер — в случае введения ОН — группы, либо основной — в случае введения ЫНз -группы. [c.31]

Индиго добывалось с древних времен из диких, а позднее из культурных растений. Это—один из прочных природных красителей, окрашивающий животные и растительные волокна в синий [c.314]

Психрометрия широко используется в метеорологии, при кондиционировании воздуха и в холодильной промышленности. Имеются также данные по анализу воздуха, находящегося в равновесии с твердыми материалами — хлопком [14], зерном [6], растительными волокнами [181], а также с нелетучими жидкостями [114]. Выпускается много серийных портативных приборов. [c.579]

Из приведенных данных видно, что различия в пластичности волокна, обусловленные его морфологическим строением или степенью делигнификации, меньше, чем различия, связанные с увеличением содержания воды — основного пластификатора целлюлозных систем. При этом роль химических и морфологических факторов (содержание лигнина и гемицеллюлоз, отдельных слоев клеточной стенки) может быть сведена к их влиянию на совместимость целлюлозы и воды наличие лигнина в растительном волокне снижает способность его впитывать воду, и наоборот — снижение содержания лигнина, а также увеличение содержания гемицеллюлоз приводят к улучшению набухаемости и соответственному изменению пластичности. [c.245]

Вискозное и медноаммиачное волокна по свойствам похожи на растительные волокна (хлопок), однако менее прочные, особенно в мокром состоянии и при высокой влажности стойки к глажению. Из них изготавливают штапельное волокно и текстильную нить для производства ковров, сукна (в смеси с шерстью), легких шелковых тканей, трикотажных изделий, технических тканей и т. д. [c.590]

Субстантивность и окраска красителей, азокрасители на растительном волокне. [c.382]

Окислительные свойства aO U используют для отбелки растительного волокна, для дегазации отравляющих веществ и дезинфекции. [c.344]

Целлюлоза, или клетчатка, (СвМюО ) . Это — полисахарид, представляющий собой основное вещество, из которого строятся стенки растительных клеток. Является главной составной частью древесины (до 70%), содержится в оболочках плодов, семян и т. п. Большое количество целлюлозы содержат различные растительные волокна например, хлопковое волокно (вата) представляет собой почти чистую целлюлозу. Клетчатку содержат и многие пищевые продукты (мука, крупа, картофель, овощи). [c.263]

С. longa, который высушивали и истирали в порошок. Краситель легко экстрагируется содой с образованием красно-бурого раствора. Окрашивает в желтый цвет без протравы и растительные волокна, и шерсть. Легко изменяет цвет при малейшем изменении кислотности, бурея от щелочей, даже [c.16]

Целлюлоза является главным компонентом древесины и растительного волокна например, хлопок — это почти чистая целлюлоза. Она нерастворима в воде и безвкусна целлюлоза является невосстанавливающим сахаром. Все эти свойства, по крайней мере отчасти, объясняются очень высоким молекулярным весом целлюлозы. [c.978]

Полимеры первого типа рассматривают как двухфазные системы (аморфно-кристаллические полимеры). Различают фибриллярные (волокнистые) полимеры и полимеры, не имеющие волокнистого строения. Типичный представитель фибриллярных аморфно-кристаллических полимеров — целлюлоза, которая образует природные растительные волокна. В фибриллах все оси кристаллитов ориентированы в одном направлении. Структуру таких полимеров, в том числе целлюлозы, описывают моделью бахромчатой фибриллы (рис. 5.7 также см. 9.4.2 и рис. 9.3). Фибриллы состоят из чередующихся кристаллических участков (кристаллитов) и аморфных участков. Резкой фазовой границы, и тем более поверхности раздела, между участками нет, т.е. фазы следует рассматривать в структурном понимании. В синтетических аморфно-кристаллических блочных полимерах оси кристаллитов не имеют одного направления, и крисгаллиты как бы вкраплены в аморфную фазу. С современных позиций структура аморфно-кристаллических полимеров хорошо укладывается в рамки кластерной теории. Кристаллиты — это кластеры с максима. ьной степенью упорядоченности, т.е. имеющие кристаллическую решетку, соединенные проходными макромолекулами, образующими аморфные участки. [c.139]

Красно-оранжевый порошок хорошо растворяется в нитробензоле растворяется в бензоле, этаноле, уксусной кислоте в конц. N2864 образует фиолетовый раствор в щелочном растворе N328204 образует вишнево-красный куб. Окрашивает растительные волокна и вискозу в ярко-желтый цвет. Применяется также для крашения полистирола. [c.17]

Наиболее важными основными акридиновыми красителями, используемыми в кожевенной промышленности, являются хризанилин (или его сырая форма, фосфин), акридиновый оранжевый и алмазные фосфины. Последние представляют собой четвертичные соединения (например, алмазный фосфин GF— это хлористый 2,8 — диамино-3,7-диметил-М-метилакридиний). Хризанилин подробно описан на стр. 398, а акридиновый оранжевый—на стр. 399. Важнейшие акридиновые красители основного характера, применяющиеся для обработки растительного волокна,—акридиновый оранжевый, хризанилин (и его гомолог хризотолуидин) и реонин—описаны на стр. 398, 402. [c. 418]

Обычно растительные волокна набухают в поперечноы направ лении от 18-20 , а в продольном только около [c.48]

Большинство технологических процессов в практике использования и переработки торфа связано с его деформацией. Являясь во влажном состоянии легкодеформируемой системой, торф, особенно малоразложившийся, обнаруживает при нагружении все три вида деформаций упругую, эластичную и пластичную. Степень развития каждой из них при постоянном напряжении зависит от многих факторов, среди которых решающим является прочность структурного каркаса. Как известно, его основу в торфе образуют малодеформируемые растительные остатки — дисперсии высокополимеров целлюлозной природы и вязко-пластичные продукты распада, в основном гуминовые вещества. Однако следует заметить, что если растительное волокно в силу своего строения мало-деформируемо, то образующийся из него каркас, заполненный продуктами распада и дисперсионной средой, даже при незначительных напряжениях деформируется необратимо. Возникшие в местах контакта напряжения легко релаксируют. [c.421]

В каких продуктах больше пищевых волокон?

Всем известно, что на состояние нашего здоровья напрямую влияет питание. Сбалансированное питание – вот залог правильного пищеварения, красивой и здоровой кожи и волос, работы сердечно-сосудистой системы и т.д. Правильное питание делает нас энергичными, и в этом не последнюю роль играют пищевые волокна.

Пищевые волокна – это углеводы растительного происхождения. И, несмотря на то, что об их пользе говорится очень много, большинство людей по-прежнему не набирают рекомендованную суточную норму, а это 25 граммов для женщин и 38 граммов для мужчин. Пищевые волокна в первую очередь способствуют пищеварению, а значит выводу токсинов и шлаков из организма. Они также являются источником «хороших» бактерий для нашего кишечника, помогают снизить уровень холестерина и уровень сахара в крови. Давайте посмотрим, в каких продуктах больше всего содержится пищевых волокон и что необходимо включить в свой рацион уже сегодня. Ценным источником пищевых волокон являются бобовые. Красная и белая фасоль, чечевица, черные бобы, подойдут любые. Они являются источником углеводов и белка, а еще пектина, растворимых волокон и железа, при этом бобовые достаточно низкокалорийны.

Перед приготовлением все виды бобовых культур лучше вымачивать в воде. Это избавит вас от повышенного газообразования и сократит время их приготовления. Приготовьте лобио с орехами и чесноком, чечевичный суп, котлеты из белой фасоли или острую закуску из зеленой фасоли с зеленью и наслаждайтесь.

Брюссельская капуста – это продукт, который расколол мир на два лагеря: ее обожателей и ненавистников. К какому лагерю бы вы не относились, трудно отрицать, что брюссельская капуста отличный источник клетчатки, витаминов и минералов. Растворимые волокна, содержащиеся в брюссельской капусте подпитывают полезные кишечные бактерии, вырабатывающие витамины В и К, а также короткоцепочечные жирные кислоты.

Несмотря на то, что авокадо родом из Латинской Америки, сегодня он популярен во всем мире. Авокадо богат калием и витамином Е, он также является источником мононенасыщенных жиров. Один плод содержит 13,5 гр растворимых и нерастворимых пищевых волокон.

Сладкий картофель еще один источник клетчатки, калия, бета-каротина и витаминов группы В. Один картофель средних размеров содержит около четырех граммов волокон, из которых почти половина — растворимые.

Брокколи – суперпродукт, который необходимо включать в свой повседневный рацион, поскольку помимо пищевых волокон, в ней содержится витамин К, фолиевая кислота, калий, витамин С и необходимые для здоровья антиоксиданты.

Такой забытый корнеплод как репа также является источником пищевых волокон, а еще калия, кальция, витаминов С и К. Салат из натертой репы с луком и растительным маслом может не только наполнить ваш организм витаминами, но и подарит чувство сытости. Репу можно добавлять в супы или готовить из нее пюре.

Помимо необыкновенного вкуса и аромата груша является источником пищевых волокон (в одном плоде содержится 5,5 гр), витамина С, калия и целого ряда антиоксидантов. Из-за высокого содержания фруктозы и сорбита, груши иногда могут оказывать слабительный эффект, поэтому количество их употребления следует контролировать.

Нектарины и абрикосы в основном растут в теплых странах. Они богаты витаминами Е, А, С, группы В, калием и пищевыми волокнами, которые способствуют пищеварению, а также здоровью сердечно-сосудистой системы.

Морковь не даром пользуется популярностью во всем мире. Ее используют не только для приготовления пищи, она является источником полезных питательных веществ, оказывающих благотворное влияние на состояние нашего здоровья. Она богата витамином А, необходимым для хорошего зрения и растворимой клетчаткой, необходимой для вывода шлаков из организма. В одной измельченной моркови содержится 4,6 гр диетического волокна.

Самые употребляемые фрукты в мире – яблоки, и не зря. Они содержат минералы и витамины, являются источником пектина, он играет важную роль в снижении риска развития сердечных заболеваний и улучшения функций кишечника.

Конечно же, пищевые волокна содержатся также в злаках (ячмене и овсе), орехах и семенах. Помимо клетчатки они также обогатят организм белком, мононенасыщенными и полиненасыщенными жирами, магнием, селеном и железом.

Составляйте свой рацион правильно, соблюдайте баланс и будьте здоровы!

Что такое пищевые волокна? — Пищевые волокна — Мукофальк

Термин «пищевые (диетические) волокна» впервые введен в научный обиход Е.Н.Hipsley в 1953году. Наиболее приемлемым следует считать определение ПВ как суммы полисахаридов и лигнина, которые не перевариваются эндогенными секретами желудочно-кишечного тракта человека (Trowell H.C., Burkitt D.P. 1987).

Концепция пищевых волокон (ПВ) имеет длинную историю и восходит еще к временам Гиппократа, который в 430 г. до н.э. описал слабительный эффект пшеничных отрубей. «Ренессанс» клетчатки приходится на конец 60-х – начало 70-х годов, когда статистика показала, что в странах, где население потребляет большое количество пищевых волокон, значительно реже встречаются рак и другие заболевания толстой кишки. Тогда же оказалось, что больные с дивертикулезом толстой кишки вопреки общему мнению лучше чувствуют себя не диете богатой, а не бедной, клетчаткой. Тогда же появилось множество исследований химических и физико-химических свойств ПВ, их количества в разных рационах, физиологических эффектов и прочее.

На сегодняшний день уже не вызывает сомнений и научно доказано и обосновано, в том числе, и с позиции теории адекватного питания, разработанной выдающимся отечественным ученым, академиком А.М.Уголевым, что пищевые волокна являются необходимой составляющей пищевого рациона любого здорового человека. Роль пищевых волокон в лечении и профилактики ряда заболеваний научно доказана и общепризнанна. Доказано, что пищевые волокна необходимы для нормального функционирования пищеварительной системы и организма в целом, эти вещества стимулирует рост полезной микрофлоры, обладают сорбционными свойствами в отношении токсинов и канцерогенов, положительно влияют на углеводный и липидный обмен. Пищевые волокна часто рекомендуются к назначению не только гастроэнтерологами, но и кардиологами и эндокринологами.

Тем не менее, несмотря на непрекращающиеся разговоры о необходимости приема достаточного количества пищевых волокон, современный человек в лучшем случае употребляет только половину необходимого количества в сутки: вместо 30-35 грамм ежедневно только порядка 15-20 граммов.

СОДЕРЖАНИЕ ПИЩЕВЫХ ВОЛОКОН В РАЗЛИЧНЫХ ПРОДУКТАХ ПИТАНИЯ

Интерес диетологов к пищевым волокнам побудил химиков еще в 60-70-е годы к анализу растительных продуктов питания на содержание ПВ. Содержание пищевых волокон в некоторых продуктах переработки хлебных злаков фруктах и овощах представлены в таблицах.

Содержание пищевых волокон в злаках

Содержание пищевых волокон в овощах и фруктах

Разнообразие растительного мира, использование новых, выведенных селекционерами сортов злаковых, овощей, фруктов и ягод, специальное извлечение пищевых из нетрадиционных источников — все это причина непрекращающихся исследований по данному вопросу.

Необходимо отметить тенденцию к снижению потребления пищевых волокон во всех развитых странах. При этом мужчины в среднем потребляют больше пищевых волокон, чем женщины.

ТЕРМИНЫ, ОТНОСЯЩИЕСЯ К ПИЩЕВЫМ ВОЛОКНАМ

ГРУБЫЕ ВОЛОКНА. Это часть пищевой субстанции, остающаяся после обработки кипящей серной кислотой, щелочью, водой, алкоголем и эфиром. Хотя она может включать некоторые трудно растворимые гемицеллюлозоподобные вещества, эта часть главным образом является мерой содержания целлюлозы в пище. Грубые волокна потребляются невегетарианцами в количестве 8-12 г/сут потребность для взрослых составляет 6г.

ДИЕТИЧЕСКИЕ ВОЛОКНА. Они упоминаются также как очищенные диетические волокна и очищенные растительные волокна. Это часть растительных веществ рациона, резистентная к воздействию секретов ЖКТ. Дополненная к целлюлозе и лигнину, она включает определенные гетерополисахариды, классифицируемые как гемицеллюлозы и пектины.

НЕОЧИЩЕННЫЕ РАСТИТЕЛЬНЫЕ ВОЛОКНА называются также неочищенными диетическими волокнами. Это любые волокнистые вещества в их натуральном состоянии со всеми ингредиентами клеточных стенок: полисахаридами, лигнином, кутинами, минеральными веществами, неутилизируемыми липидами и др. Термин может быть использован по отношению к неочищенной фракции волокон люцерны, пшеницы и др. зерновых, фруктов, овощей.

СИНТЕТИЧЕСКИЕ НЕПИЩЕВЫЕ ВОЛОКНА. Эта часть пищевых волокон обычно не употребляется человеком и включает целлофан, высокоочищенную целлюлозу из древесной массы и др.

ОСТАТКИ. Твердая часть фекалий, состоящая из непереваренных и невсосавшихся частей пищи, продуктов метаболизма и бактерий.

ПИЩЕВЫЕ ВОЛОКНА — КЛЕТЧАТКА — Очаковский комбинат пищевых ингредиентов

Натуральные растительные волокна, производящиеся из вегетативной части зерновых культур. Обладает высокой влагосвязывающей и жиросвязывающей способностью, инертна к любым рецептурным ингредиентам, термостабильна.

Особенности
Натуральные пищевые растительные волокна обогащают продукты питания балластными веществами и снижают их калорийность. Благодаря этим уникальным свойствам растительная клетчатка широко применяется в низкокалорийных продуктах для функционального питания.

Клетчатка не переваривается и, являясь своеобразной щеткой для организма, воздействует на толстый отдел кишечника, связывает и выводит шлаки и токсичные вещества. Разбухая и увеличиваясь в объеме в несколько раз, клетчатка снижает чувство голода, способствует быстрому насыщению, способствует снижению показателя уровня сахара в крови при сахарном диабете, улучшает работу кишечника, положительно влияет на перистальтику, снижает холестерин.

Клетчатка пшеничная не имеет классификационного номера в международной системе кодификации добавок «Е» и относится к пищевому сырью. В своем составе имеет 60 – 98% балластных веществ – целлюлозы и гемицеллюлозы. Использование ее в рецептурах продуктов позволяет декларировать их как продукцию лечебно-профилактического назначения. Клетчатка идеально комбинируется в рецептурах продуктов с другими функциональными добавками и усиливает их действие.

Связывание влаги и жира в пищевых клетчатках осуществляется преимущественно капиллярным способом, поэтому длина волокна является определяющим параметром при оценке технологических свойств. Минимальным уровнем связывания влаги и жира обладает пшеничная клетчатка с длиной волокон 80…90 мкм, уровень связывания влаги 4-5,5 : 1, связывание жира – 3,7-3,8 : 1. Максимальными технологическими свойствами обладает клетчатка с длиной волокон около 200 мкм, уровень связывания влаги 11 : 1, жира – 7 : 1. Клетчатка с длиной волокон около 200 мкм связывает влагу в соотношении 7-8,5 : 1, жир – 5-6,9 : 1. При учете технологических свойств следует ориентироваться на нижние значения водо- и жиросвязывающей способностей, а в реальных рецептурах эти показатели могут быть еще меньше, в зависимости от конкретных технологических задач.

Уникальность клетчатки состоит в том, что она имеет влагопоглощающую и жиросвязывающую способность за счет уникальной природной капиллярной структуры волокон, инертна к любым рецептурным ингредиентам продукта, термостабильна и холодорезисторна.

Функциональные свойства:

— имеет хорошие эмульгирующие свойства;

— равномерно распределяет и прочно удерживает влагу и жир по всему объему в структуре продукта;

— продлевает срок годности, а также сохраняет свежесть и микробиологическую устойчивость продуктов за счет снижения показателя активности воды;

— формирует трехмерный, прочный армированный каркас в структуре продукта при набухании клетчатки в воде;

— стабилизирует текстуры, формоудерживающих и прочностных свойств продукта;

— придает глянец поверхности, четкость рисунка, рельефность гравюры в кондитерских изделиях.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ:

Мясные продукты — эмульгированные продукты и полукопченые колбасы – увеличение выхода, снижение потерь массы при термообработке, улучшение структуры, прочное связывание воды и жира, частичная замена эмульгатора, поддерживающее действие растительных белков и крахмалов, предотвращение кристаллообразования воды.

Сырокопченые колбасы – снижение значения активности воды Aw в начале процесса созревания, стабилизация (уплотнение) структуры, снижение вероятности закала вследствие капиллярного переноса влаги из центра батона к периферии, снижение потерь при сушке, повышение выхода готового продукта.

Реструктурированные ветчины – улучшает текстуру, проявляет синергистический эффект с гидроколлоидами, улучшает вкусовые качества, снижает потери при термообработке, исключает скопление жира на стенках формующего автомата.

Тестовая оболочка полуфабрикатов – повышение влагопоглощающей способности муки, повышение органолептических, структурно-механических свойств теста (осветление теста, пластичность, однородность, глянцевая поверхность), улучшение слипаемости швов теста при формовке пельменей, улучшение ароматических и вкусовых свойств теста, сохранение формы и хорошей наполненности пельменей после варки, обогащение пельменей пищевыми волокнами, предотвращение негативных последствий заморозки.

Консервы мясные – повышение теплопроводности за счет высокой термостабильности в консервах, улучшение структуры, снижение риска образования бульона и расслоения компонентов фарша, снижение привкуса жирного сырья при максимальном использовании субпродуктов, снижение калорийности продукта, исключение скопления жира в автоматах, улучшение процесса дозировки и фасовки, снижение себестоимости.

Паштеты – улучшение мажущейся консистенции фарша, повышение влагосвязывающей способности, невелирование привкуса горечи печени.

ДОЗИРОВКА:

0,2–6 % массы готового продукта.

Гидратация 1:6,5 – 8,5

Для консультации и покупки свяжитесь с нашими специалистами:

8-800 250-36-63
8 (495) 269-10-10
[email protected]

Натуральные волокна растительного происхождения. 5-й класс

Цель: систематизировать и дополнить
знания‚полученные учащимися в начальных
классах о тканях и их изготовлении; формировать
представление о ткани как о двух системах нитей;
научить определять направления нитей основы и
утка; воспитывать уважение к труду старших
поколений.
Наглядные пособия: коллекции “Хлопок” и
“Лён”; волокна (вата), пряжа, иллюстрации
прядильного и ткацкого производства: образцы
тканей с кромками; схема получения ткани на
ткацком станке.
Оборудование и материалы: Прялка с
куделью, основанный учебный ткацкий станок, вата,
лупы, иглы (колышки), образцы тканей.

На классной доске выписаны термины: материаловедение,
натуральные волокна, хлопчатник,
хлопчатобумажные ткани, лён-долгунец, льняные
ткани, пряжа, нить, ткань, основа уток, лицевая
сторона ткани, полотняное переплетение.

В кабинете оформлен уголок под старину. На полу
лежит домотканая дорожка, на которой установлены
два стула и стол. На столе стоит учебный
основанный ткацкий станок, за которым сидит
ткачиха (она в русском сарафане, поверх которого
повязан передник, на голове кокошник). Рядом
расположена прялка, за которой также, сидит
девушка в народном костюме. Над ними висит плакат
с выдержкой из произведения А.С. Пушкина “Дела
давно минувших дней, Преданья старины глубокой”

Учитель здоровается с учениками и гостями
урока, представляет членов комиссии: Стремилова
С.А., Насонова Н.П., Крапотина И.В., Сенчукова Г.Р.

УЧИТЕЛЬ:

Две девицы вечерком засиделись допоздна –

Посетила их идея, вспомнить, прошлые года.

Из полученной кудели, напрясть нитей для холста.

ПРЯХА (Андреева Н)

По такому случаю с ночи до утра,

Я бы пряжу пряла, что бы ты смогла,

Показать ребятам работу ткацкого станка.

ТКАЧИХА (Уринова Н)

Ткать совсем не сложно, сложно основать,

Тогда уток с основой легко соединять.

Нитку вмиг проложим взмахом челнока,

Закипит работа ткацкого станка.

УЧИТЕЛЬ:

Дела давно минувших дней, Преданья старины
глубокой.

А сейчас покажем вам ребята, работу новых
агрегатов.

(Начинается показ презентации).

Ход урока

I, Повторение и объяснение с практическим
закреплением.

Швейное материаловедение изучает строение
и свойства материалов, используемых для
изготовления швейных изделий.

Ткани широко применяются в быту. Из них шьют
одежду, белье. Различные виды тканей используют
при изготовлении множества вещей, необходимых в
вашей повседневной жизни.

В настоящее время используют большое
количество различных волокон.
Волокно — это гибкое, прочное тело, длина
которого во много раз больше, чем поперечный
размер.
Текстильные волокна — это волокна,
которые используют для изготовления пряжи,
ниток, тканей. В основе классификации волокон
лежит их происхождение (способ получения) и
химический состав. По своему происхождению все
волокна делятся на натуральные и химические.

Натуральные волокна — это волокна
растительного, животного и минерального
происхождения, которые образуются без
вмешательства человека в природу.

Натуральные растительные волокна получают из
хлопчатника, льна, пеньки, кенафа, крапивы.

Пряжей называется тонкая нить,
выработанная из коротких волокон путем их
скручивания и предназначенная для производства
тканей, швейных ниток, трикотажа и других
текстильных изделий. Совокупность операций, в
результате которых из волокнистой массы
получается пряжа, называется прядением, а
профессия прядильного производства прядильщица

Это интересно

(Подготовлен вопрос с опережением ученицей
Кислинг Дашей)
Прялка
Прялка на протяжении веков была, непременной
принадлежностью крестьянского дома. Была она
полностью деревянной, часто с узорами,
вырезанными по дереву или нарисованными.
Веретена для нее тоже точили из дерева. И
прядение, и ткачество были занятиями нелегкими
утомительными. От пряхи требовалось и умение, и
терпение, и усидчивость. Иначе нить получалась
неровная, непрочная. Естественно, что и полотно
из такой пряжи выходило далеко не первосортным.
Отсюда и пословицы: “Какова пряха, такова на ней
и ру6аха, У ленивой пряхи и про себя нет рубахи”.

Зимними вечерами молодежь часто собиралась на
посиделки. Девушки приходили на них с прялками.
На посиделках парни приглядывали себе невест.
Естественно, каждому хотелось, чтоб его суженая
была не только красивой, но и умелой, работящей.
Парни рассуждали: “Возьмешь дуру пряху, не
сошьет мужу рубаху”, “Девка красива, да прясть
ленива”. Но вот девушка по всем статьям
приглянулась парню. На этот случай бытовала
пословица: “Прядись куделя на этой неделе. На
новой недосуг: может, замуж позовут”.

Цель прядения — получение равномерной по
толщине пряжи.

Процесс прядения состоит в том, что волокнистый
материал разрыхляют, очищают от примесей,
смешивают волокна и прочесывают их, затем
формируют ленту из волокон. Полученную ленту
выравнивают и скручивают для того, чтобы нить —
пряжа — была прочной.

Процесс получения ткани из пряжи называется ткачеством.
Изготавливают ткань на ткацких станках, на
которых работают ткачи.

Это интересно

(Подготовлен вопрос с опережением ученицей
Хацкевич Валерией)

Из истории ткачества.
Когда появился первый ткацкий станок в виде
простейшей рамы — горизонтальной или
вертикальной — неизвестно. В одном из трудов по
истории текстильной техники рассказывается о
племени бакаири, где применяли вертикальную
ткацкую раму. Это были два столба, врыты в землю.
От одного к другому протягивали толстые
хлопковые нити — основу. Уток был намотан на
палочку и с ее помощью продевался через основу.
Ткань получалась похожей на циновку. В древнем
Египте предпочитали горизонтальную раму.
Человек у такой рамы работал непременно стоя. От
“стоять, стать” и произошли слова “стан”,
“станок”.

Любопытно, что ткачество считалось в древней
Греции высшим из ремесленных искусств. Им
занимались даже знатные дамы. В известном
произведении. “Илиада” Гомера, например,
упоминается о том, что Елена, жена царя Спарты
Менелая, из-за которой, по преданию, вспыхнула
Троянская война, получила в подарок золотое
пряслице — грузик для веретена, придававший ему
большую инерцию вращения.

Ткань — это материал, который
изготавливается на ткацком станке путем
переплетения пряжи или нитей.

Нити, идущие вдоль ткани, называют основой.
Они прочные, длинные, тонкие, при растяжении не
меняют своей длины, так как их предварительно
пропитывают специальным раствором.

Поперечные нити в ткани называют утком.
Нити утка менее прочные, более толстые, короткие.
Нить утка, пройдя между нитями основы на всю
ширину ткани, поворачивает обратно, не обрываясь.
Поэтому вдоль ткани получаются неосыпающиеся
края — кромки. Расстояние от кромки до
кромки называют шириной ткани.
Нить основы в ткани можно определить по
следующим признакам:

1. По кромке.

2. По степени растяжения — нить основы меньше
тянется.

3. Основная нить прямая, а уточная извитая.

Существует шесть производственных этапов
изготовления ткани

Производственные этапы изготовления
ткани

Волокно _____ Нити ______ Ткачество Суровая Отделка
_____ Готовая \ (пряжа) ткань ткань

Ткань, снятая с ткацкого станка, содержит
примеси и загрязнения, ее структура и внешний вид
не соответствуют предъявленным к ней
требованиям. Такую ткань называют суровой, она
не применяется для изготовления одежды, так как
нуждается в отделке. Цель отделки —
придание красивого внешнего вида ткани и
улучшение ее качества. Ткань, прошедшую отделку,
называют готовой.
Ткацкое переплетение — это переплетение
нитей основы и утка. Нити в ткани переплетаются в
определенном порядке. Рассмотрим самый
распространенный вид переплетения — полотняное.
В полотняном переплетении основные и уточные
нити чередуются через одну. Полотняное
переплетение имеют хлопчатобумажные ткани —
ситец, бязь, батист, также некоторые льняные и
шелковые ткани. Ткань имеет лицевую и изнаночную
стороны. Лицевую сторону ткани можно определить
по следующим признакам:

1. На лицевой стороне ткани печатный рисунок
более яркий, чем на изнаночной.

2. На лицевой стороне ткани рисунок переплетения
более четкий.

3. Лицевая сторона более гладкая, так как все
ткацкие пороки (петельки, узелки) выведены на
изнаночную сторону.

II. Лабораторно – практическая работа
Определение в ткани направления нитей основы и
утка.

Ход работы

1. Возьмите образец ткани с кромкой и вспомните,
как направлены нити основы (долевые) и утка (поперечные).

2. Растягивая образец по направлению нитей
основы и утка, определите, в каком направлении
ткань растягивается больше.

3. Резко растягивая ткань (с хлопком), определите,
в каком направлении (долевом или поперечном) звук
будет звонким, а в каком — глухим.

4. Рассматривая образец ткани в лупу, сравните
нити основы и утка по толщине и гладкости. Затем
выньте по одной нити основы и утка и проверьте
правильность ваших наблюдений.
5. Проверьте результаты выполненной работы,
сравнив их с признаками определения направления
нитей в ткани.
Признаки определения направления нитей в
ткани:
1) нить основы проходит в ткани вдоль кромки;

2) растяжимость ткани по основной нити меньше, чем
по уточной;

3) при резком растяжении ткани более звонкий звук
характеризует направление основной нити

4) нити основы тонкие и гладкие, нити утка более
толстые и пушистые.

Возьмите образец ткани без кромки и по изученным
самостоятельно признакам, определите в
нем направление нитей в ткани.

III.Заключительная часть

Вопросы для закрепления.

1) Как называется процесс получения ткани из
пряжи?

2) На каких станках вырабатывают пряжу?

3) Перечислите виды волокон.

4) Назовите нити, из которых состоит ткань.
5) Дайте характеристику нити основы и нити
утка.

б) Что находится по краям ткани, для чего она
служит?

7) По каким признакам определяют направление
нитей основы в тканях?

Анализ допущенных отклонений. Оценка работы.

Все учащиеся справились с работой на
“отлично”.

Приложение

Презентация

Растительное волокно — обзор

9.1 Введение

Недревесное растительное волокно, включая различные части растений, включая стебель, лист, сердцевину и плоды, можно использовать для получения натурального волокна (Tye et al., 2016). Это альтернативный источник древесного волокна. Чрезмерное использование древесного волокна, обычно состоящего из твердой и мягкой древесины, приведет к вырубке лесов. Применение недревесного волокна, особенно армированного волокном, является важным способом сохранения естественного леса. Недревесное волокно интересно тем, что оно обладает высокой удельной прочностью, возобновляемостью, экологичностью и экологической эффективностью.На сегодняшний день исследователь использовал недревесные волокна, такие как волокна листьев ананаса (Sapuan et al. , 2011), банан (Paul et al., 2008), абаку (Shibata et al., 2002) и сизаль (Joseph et al., 1993). MLF — относительно новые материалы, представленные в качестве армирующего материала.

Mengkuang ( Pandanus tectorius ) принадлежит к семейству пандамовых, состоящему из 600 известных видов. Менгуанг — волокнистое растение, которое в изобилии растет в тропических странах, таких как Малайзия и Индонезия. Следовательно, получение волокна мэнкуан требует меньших затрат.Обычно волокна мэнкуан получают из листьев мэнкуан после обработки с использованием метода вымачивания водой. В прошлом и в последнее время применение MLF не получило широкого распространения по сравнению с другими волокнами, такими как джут, рами, кенаф и сизаль. Он используется только как традиционный материал для изготовления изделий ручной работы, веревок, шляп и циновок. Применение волокна Mengkuang может быть расширено, поскольку оно обладает хорошими свойствами, такими как долговечность, твердость и прочность. На данный момент полный потенциал MLF все еще недоступен, поскольку он ограничен в литературе.Предыдущая работа (Sheltami et al., 2012) показала, что химический состав MLF состоит из 37% целлюлозы, 34,4% гемицеллюлозы, 15,7% пентозанов и 24% лигнина и золы. Кроме того, данные (Piah et al., 2016), полученные в результате анализа FTIR, показывают, что листья менкуанга содержат те же функциональные группы, что и обычные натуральные волокна, такие как джут, кенаф и лен. Это означает, что волокна мэнкуан, используемые в качестве армирования внутри полимерного композита, демонстрируют удивительный потенциал. Как исследовали Куан и Ли (2014), усиленные полиэтиленовые многослойные композиты MLF имеют большой потенциал в качестве легких композитных панелей из-за их превосходных свойств при растяжении.В других работах (Fauzi et al., 2016) указано, что MLF является хорошим армированием полиэстера.

Как и другие натуральные волокна, MLF очень чувствителен к влаге из-за своей гидрофильной природы. Высокое влагопоглощение натурального волокна вызывает ряд проблем для композитной панели, таких как набухание, изменение размеров и пустоты на границе раздела волокно-матрица (Das and Biswas, 2016). Таким образом, обработка поверхности на МЛФ необходима для удаления избыточного содержания гемицеллюлозы, пектина и лигнина, а также золы.Чистая поверхность волокна значительно улучшит химическую адгезию между волокном и матричным полимером (Liu et al., 2016). Щелочная обработка — это обычная обработка, которая применяется для модификации поверхности обработки мэнкуан (Hamizol and Megat-Yusoff, 2015; Fauzi et al., 2016). Другой способ изменить адгезию волокна к матрице — введение связующего агента. В настоящее время популярными связующими агентами являются полиэтилен малеинового ангидрида (MAPE) и полипропилен малеинового ангидрида (MAPP).Связывающий агент MAPE доказал свою эффективность для восстановления механических свойств, создавая мостик, который связывает естественное волокно и матричный полимер (Mohanty and Nayak, 2007).

В данной статье рассматривается влияние объемной доли и длины MLF на свойства при растяжении. При этом прослежено влияние добавки МАПЭ на композит MKF / HDPE с разной концентрацией. Кроме того, систематически изучаются процессы экструзии и компрессионного формования.Важный параметр, такой как скорость шнека для экструзии (Sunilkumar et al., 2012; Atuanya et al., 2014) и температура, каждая температурная зона для горячего сжатия оценивается на основе предыдущего исследования. Это сделано для обеспечения качества конечного продукта из композита MLF / HDPE.

Границы | Гигроскопичность растительных волокон: обзор

Введение

Забота об окружающей среде привела к возобновлению интереса к биоматериалам. Среди них растительные волокна воспринимаются как экологически чистый заменитель стекловолокна для армирования композитов, особенно в автомобильной технике (Wambua et al., 2003; Садделл и Эванс, 2005; Summerscales et al., 2010). Благодаря их широкой доступности, низкой стоимости, низкой плотности, высоким специфическим механическим свойствам и экологичному имиджу, они все чаще используются в качестве армирующих материалов в композитах с полимерной матрицей (Bledzki and Gassan, 1999). В литературе термин биокомпозит часто используется для обозначения полимерной матрицы, армированной натуральными волокнами. Растущее количество публикаций за последние 10 лет, включая обзоры, отражает растущее значение этих новых биокомпозитов (Bledzki and Gassan, 1999; Mohanty et al., 2000; Джон и Томас, 2008 г .; Сатьянараяна и др., 2009; Summerscales et al., 2010; Фарук и др., 2012). Действительно, их сложная микроструктура как композитного материала делает растительные волокна действительно интересным и сложным объектом для изучения. Объектов исследования таких волокон много, потому что всегда есть некоторые проблемы, препятствующие их использованию в больших количествах (плохая адгезия, непостоянство, низкое термическое сопротивление, гидрофильность). Выбор в качестве наполнителя натуральных волокон, а не стекловолокна, приводит к изменению конечных свойств композита.Одно из наиболее важных различий между двумя видами волокон — их реакция на влажность. На самом деле стеклянные волокна считаются гидрофобными, тогда как растительные волокна обладают ярко выраженными гидрофильными свойствами. Композитные материалы в течение своего срока службы часто подвергаются изменяющимся климатическим условиям, в том числе неустойчивым гигроскопическим условиям. Однако во влажных условиях сильная гидрофильность таких армирующих волокон приводит к высокому уровню поглощения влаги во влажной среде (Célino et al., 2013). Это приводит к структурной модификации волокон и эволюции их механических свойств вместе с композитами, в которые они входят в Dhakal et al. (2007); Symington et al. (2009); Placet et al. (2012b). Таким образом, понимание этих механизмов поглощения влаги, а также влияния воды на конечные свойства этих волокон и их композитов представляет большой интерес для лучшего контроля над такими новыми биоматериалами. Это тема данной обзорной статьи.

О растительных волокнах

Происхождение растительных волокон

В природе существует широкий спектр натуральных волокон, которые можно различить по их происхождению. Точнее, натуральные волокна делятся на три категории, включая волокна животного происхождения, минеральные волокна и растительные волокна (рис. 1). В настоящей статье мы сосредоточимся на этой последней группе. Для получения подробной информации о других типах волокон интересные читатели могут обратиться к (Speil and Leineweber, 1969; Champness et al., 1976; Blicblau et al., 1997; Fu et al., 2009). Как видно на рисунке 1, растительные волокна также можно классифицировать по их местонахождению в растении. Например, лубяные волокна, такие как лен, конопля или джут (Mohanty and Misra, 1995; Summerscales et al., 2010), извлекаются из стебля растения, тогда как другие волокна могут быть извлечены из семян (хлопка) (Chand et al., 1988), фрукты (кокос, ананас), (Arib et al., 2004) или даже листья растения (сизаль) (Mukherjee and Satyanarayana, 1984; Li et al., 2000). Происхождение и свойства этих различных волокон описаны в подробном обзоре (Faruk et al., 2012). Растительные волокна извлекаются из растений с использованием широко известных и контролируемых процессов в текстильной промышленности. Некоторые авторы изучали влияние условий выращивания и процессов экстракции на их свойства (Keller et al. , 2001; Coroller et al., 2013; Martin et al., 2013). В качестве примера у Martin et al. (2013) было обнаружено, что сорбция влаги и механические свойства льняных волокон зависят от степени вымачивания.

Рис. 1. Классификация натуральных волокон [на основе Baley (2004)] .

Химическая и структурная организация

Химический состав

Растительные волокна в основном состоят из полимеров на основе сахара (целлюлоза, гемицеллюлозы) в сочетании с лигнином и пектином. Могут быть обнаружены дополнительные компоненты, такие как воск или масло, а также структурная вода (De Rosa et al., 2010). Климатические условия, возраст или процесс деградации влияют на химический состав, который варьируется от растения к растению и в разных частях одного и того же растения. В обзоре литературы (Faruk et al., 2012) перечислил диапазон средних химических составляющих для самых разных типов растений.

Целлюлоза является основным компонентом таких волокон. Это линейная полимерная цепь, состоящая из звеньев D-глюкопиранозы, соединенных β-1,4-гликозидными связями. Водородные связи между различными макромолекулами придают сборке различные интересные физические свойства, включая способность образовывать кристаллические структуры. В результате целлюлоза имеет полукристаллическую форму: есть как высококристаллические области, так и аморфные области.Кристаллическая целлюлоза отображает шесть различных полиморфов с возможностью преобразования из одной формы в другую. Кристаллическая форма целлюлозы I или природная целлюлоза также включает два алломорфа, а именно целлюлозу Iα и Iβ (Sugiyama et al., 1991). Обнаружено, что соотношение этих алломорфов варьируется от растения к растению. В лубяных волокнах, таких как лен, джут или конопля, преобладает целлюлоза Iβ (Sarko and Muggli, 1974; Nishiyama et al., 2002). Кристаллические области называются кристаллитами. Нитевидный объект, возникающий в результате линейной ассоциации этих компонентов, называется микрофибриллой; он образует основную структурную единицу клеточной стенки растений. Эти микрофибриллы состоят из нескольких тысяч целлюлозных цепей. Их диаметр можно измерить методом дифракции рентгеновских лучей. Он находится в нанометровом диапазоне от 5 до 30 нм, в зависимости от авторов и типа волокна (Näslund et al., 1988; Fink et al., 1990; Eichhorn et al., 2001; Astley and Donald, 2003). . В продольном направлении модуль Юнга этих микрофибрилл составляет около 137 ГПа (Sakurada et al., 1962). Эти свойства обеспечивают их хорошие механические свойства растительным волокнам.В большинстве натуральных волокон микрофибриллы ориентируются под углом к оси волокна, который называется углом микрофибрилл. Этот угол существенно влияет на механические свойства волокна. Чем он ниже, тем лучше свойства (Bourmaud et al., 2013). Кейв разработал методику его измерения с помощью дифракции рентгеновских лучей (Cave, 1997). Это варьируется от растения к растению. Ресурсы по целлюлозе можно найти в справочных материалах (Eichhorn et al., 2001; Heinze and Fischer, 2005).

Структурная организация

Растительные волокна имеют многомасштабную структуру и могут использоваться в различных масштабах для армирования композитных материалов (рис. 2).Действительно, волокна могут быть кондиционированы как тканевая пряжа (Madsen and Lilholt, 2003), пучок волокон или даже отдельные волокна (Baley, 2002; Placet, 2009). Пучок волокон (рис. 2В) представляет собой совокупность нескольких элементарных волокон, связанных друг с другом стенкой размером десять микрометров, состоящей в основном из пектина и лигнина. Эта стенка называется средней пластиной (Morvan et al., 2003). Пряжа из растительных волокон состоит из большого количества относительно коротких растительных волокон, которые скручены под углом к оси пряжи для обеспечения осевой прочности пряжи (Madsen et al., 2007). Единичные волокна имеют структуру многоклеточной стенки (рис. 2C). Сечение многоугольное, но обычно считается круглым для расчета механических свойств. В основном он представляет собой полый многогранник, разбитый на несколько стенок и слоев. Наружная стена называется основной стеной. Он имеет относительно небольшую толщину по сравнению с общей толщиной волокна. Эта стенка в основном состоит из пектина, низкокристаллической целлюлозы, гемицеллюлозы и восков в меньшем количестве (Горшкова и др. , 2000; Zykwinska et al., 2008). Вторичная стена, составляющая около 90% общей площади, разделена на три слоя. Он в основном состоит из микрофибрилл целлюлозы, ориентированных параллельно друг другу и встроенных в аморфную матрицу, состоящую из гемицеллюлозы, пектина и лигнина. Эти три слоя отличаются друг от друга из-за их разной толщины и структурной организации (угол микрофибриллы, химический состав). Самый толстый слой — это слой S2. Он составляет 70–80% от толщины вторичной стенки.Таким образом, свойства волокна во многом определяются особенностями этого слоя.

В первом приближении единичные волокна можно рассматривать как композиционные материалы с аморфной матрицей из гемицеллюлозы, армированные микрофибриллами целлюлозы, которые ориентированы параллельно и образуют угол спирали с осью волокна. В слое S2 этот угол составляет около 10 ° (рис. 2D). В других слоях микрофибриллы ориентированы под разными углами, как показано на схематическом изображении Baley (2002).Полая часть называется просветом. Это придает волокнам трубчатую структуру.

Физико-механические свойства

Как упоминалось ранее, растительные волокна могут конкурировать со стекловолокном в качестве арматуры для композитных материалов. Из-за своей низкой плотности они обладают хорошими специфическими механическими свойствами, особенно в отношении их жесткости. В таблице 1 представлены важные механические свойства обычно используемых волокон (Oksman et al., 2003; Satyanarayana and Wypych, 2007; Bodros and Baley, 2008; Ochi, 2008; Summerscales et al., 2010; Бурмо, 2011; Фарук и др., 2012).

Как видно из таблицы 1, свойства растительных волокон могут различаться для данного волокна. Фактически, основная проблема таких волокон — это высокая изменчивость их свойств. Таким образом, в литературе имеется большое количество данных, показывающих относительно широкое распространение. Во-первых, эту изменчивость можно объяснить различиями в химическом составе и структуре волокон (угол микроволокон, кристалличность, дефекты) из-за условий окружающей среды во время роста (Bourmaud et al. , 2013). Во-вторых, это можно объяснить различными используемыми методами тестирования или различными условиями окружающей среды (относительная влажность, температура, скорость загрузки, количество протестированных образцов) (Placet et al., 2012a). Более того, как упоминалось ранее, растительные волокна можно исследовать в различных масштабах (пучки волокон или отдельные волокна). В литературе есть данные по механике как пучков волокон (Madsen et al., 2007; Charlet et al., 2011), так и элементарных волокон (Baley, 2002; Placet et al., 2012b). Когда тестирование выполняется в масштабе пучка, возникают эффекты проскальзывания волокон относительно друг друга в средней ламелле.Таким образом, как правило, пучки волокон обладают более низкими свойствами, чем элементарные волокна. Charlet et al. (2011) изучали механическое поведение средней ламели пучков льняных волокон. Авторы показали низкую прочность на сдвиг этой границы раздела, что может объяснить более слабые механические свойства пучка.

Как упоминалось в разделе «Структурная организация», растительное волокно представляет собой композит, состоящий из трех полимеров (целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина), в котором однонаправленные микрофибриллы целлюлозы составляют армирующие элементы в матричной смеси гемицеллюлозы и лигнина.Эта структура может быть построена как многослойная конструкция со слоями P, S1, S2 и S3 микрофибрилл целлюлозы, расположенными под разными углами к оси волокна (рис. 2C). Затем упругие свойства могут быть рассчитаны с использованием классической ламинированной теории (Gassan et al., 2001). Для прогнозирования гигроупругих свойств таких волокон также следует использовать модели переходных масштабов. Например, модели Мори и Танака следует разрабатывать, как описано в Fréour et al. (2006). Чтобы учесть дезориентацию армирования микрофибрилл, методы, представленные Lacoste et al.(2010, 2011) следует использовать. Механические свойства этих трех полимеров широко изучены в литературе. Например, Таширо и Кобаяши (1991) и Гиллис (1969) представили данные о целлюлозе. Более того, Казинс в 80-х годах помог создать ценную базу данных по свойствам лигнина и гемицеллюлозы (Казинс и др., 1975; Казинс, 1976, 1978). Из-за своей специфической структуры растительные волокна обладают анизотропным поведением. В продольном направлении они обладают хорошими механическими свойствами за счет микрофибрилл, тогда как в радиальном направлении механические свойства ниже и более изменчивы из-за свойств аморфной смеси.

Растительные волокна проявляют специфическое поведение при механических циклах. Бейли (2002) был первым, кто показал, что модуль Юнга льняных волокон увеличивается с увеличением числа циклов (рис. 3). Более того, после первого цикла появляется пластическая деформация. Для объяснения этих результатов автором была предложена гипотеза о новом расположении микрофибрилл в волокне с увеличением степени кристалличности. Затем, чем больше микрофибриллы выровнены с осью волокна, тем лучше будут механические свойства в этом направлении.

Рис. 3. Изменение модуля Юнга льняных волокон в зависимости от количества механических циклов (Baley, 2002) .

Аналогичный эффект был продемонстрирован Placet et al. (2012b) для гидратированных волокон конопли. Кристаллизация растительных волокон при испытании на растяжение была подчеркнута Astley и Donald (2003) с помощью дифракции рентгеновских лучей. Переориентация микрофибрилл во время испытания на растяжение также была подтверждена различными исследованиями (Keckes et al., 2003; Burgert, 2006; Placet et al., 2011).

На механические характеристики растительных волокон влияют различные параметры, в том числе: содержание целлюлозы, угол микроволокон, диаметр волокна, температура, наличие дефектов и содержание воды внутри волокон. Последний случай будет целью следующего раздела.

Поскольку целлюлоза является более жестким компонентом натуральных волокон, чем выше содержание целлюлозы, тем лучше будут механические свойства. Угол микрофибриллы также оказывает большое влияние на эластичные свойства растительных волокон. Фактически, чем слабее этот угол, тем лучше свойства, потому что растительные волокна ведут себя как композитный материал, который имеет лучшие механические свойства в направлении армирования. Что касается влияния диаметра, большинство исследований, проведенных на растительных волокнах при растяжении, показали, что как модуль Юнга, так и прочность на разрыв увеличиваются при уменьшении диаметра тестируемых волокон (Baley, 2002; Andersons et al., 2005; Charlet et al., 2010). ; Duval et al., 2011). Недавно Placet et al. (2012a) выяснили причины этой зависимости при изучении волокон конопли.Используя математическую модель и реконструировав трехмерное изображение волокон, они показали, что их модуль Юнга зависит в первую очередь от размера просвета, а во-вторых, от диаметра внешнего слоя волокна. Температура также существенно влияет на механические свойства таких волокон. Это может привести к появлению дефектов, что приведет к снижению общих механических свойств волокон (Gassan et al., 2001; Stamboulis et al. , 2001). Возникновение дефектов в таких материалах также является источником изменчивости механических свойств растительных волокон.Эти дефекты могут появляться на различных этапах извлечения и обработки волокон, особенно на этапе вымачивания (Bourmaud, 2011). Влияние всех этих параметров было подробно изучено Мукерджи и Сатьянараяна (1986).

Научные препятствия на пути их эффективного использования в качестве арматуры в композитных материалах (Темы исследований природных волокон)

Таблица 2 суммирует преимущества и недостатки этих волокон. Фактически, в настоящее время существуют некоторые проблемы, которые не позволяют их широко использовать в композитных материалах.Эти разные точки представляют собой интересные исследовательские работы.

Таблица 2. Преимущества и недостатки растительных волокон .

Одним из основных недостатков, связанных с использованием натуральных волокон в качестве армирующих материалов в композитах, является плохая адгезия между волокном и матрицей. В композитах матрица действует как связующее для передачи жесткости волокон в материале. Если его сцепление с волокнами слабое, композит не будет иметь желаемых свойств. Кроме того, он будет уязвим для среды, в которой он будет использоваться, и его срок службы должен быть сокращен.Проводится множество исследований по улучшению сцепления волокон с полимерной матрицей за счет модификации поверхности волокна. Авторы предлагают два подхода: физическая обработка (плазма, обработка коронным разрядом…) или химическая модификация (малеиновый ангидрид, органосиланы, изоцианаты, гидроксид натрия, перманганат и пероксид…) (Gauthier et al., 1998; Hill et al., 1998; Gassan, Bledzki, 1999; Tripathy et al., 1999; Mishra et al., 2000; Mohanty et al., 2000; Bessadok et al., 2007; Islam et al., 2010; Аликс и др., 2011, 2012). К сожалению, методы лечения, предлагаемые в литературе, не всегда позволяют сохранить целостность волокон, а также их естественный характер.

Еще одним недостатком таких волокон является изменчивость их свойств в зависимости от партии, сорта и даже местоположения волокна на заводе. Например, сравнение механических свойств льняных волокон, расположенных в разных местах стебля (Charlet et al., 2007), показало, что льняные волокна, расположенные в центре, обладают лучшими механическими свойствами, чем другие.

Низкая термостойкость этих волокон является еще одним недостатком. Таким образом, рабочая температура композита, в который они установлены, не должна превышать 200 ° C. При превышении этой температуры целостность волокна не гарантируется. Использование натуральных волокон подразумевает ограничение на выбор матрицы.

Устойчивость таких волокон к грибку также может вызвать некоторые проблемы (условия хранения, технологические условия, использование во влажных условиях).

Наконец, гидрофильная природа волокон является серьезной проблемой при их использовании в качестве армирующего материала в полимерах.Фактически, было показано, что поглощение воды растительными волокнами приводит к снижению характеристик композитов, в которых они играют роль армирования (Rangaraj and Smith, 2000). Чтобы понять механизмы поглощения в таких волокнах, необходимо провести исследования. Следующий раздел представляет собой обзор литературы об их гидрофильном поведении, а также о влиянии воды на их свойства.

Гидрофильные свойства натуральных волокон

При их использовании в качестве армирующего материала необходимо с осторожностью учитывать гидрофильную природу растительных волокон по нескольким причинам.Во-первых, в течение жизненного цикла материала водопоглощение может вызвать изменение объема волокон внутри композита, что приведет к развитию внутренних напряжений. С другой стороны, во время процесса полимеризации матрицы при температуре выше 100 ° C может происходить испарение воды, захваченной внутри волокон, что приводит к их усадке. Эти набухание и усадка волокон, окруженных матрицей, создают внутренние напряжения на границе раздела волокно / матрица и могут в конечном итоге привести к повреждению последней и к значительному ухудшению исходных свойств композита. Работы Рангараджа и Смита (2000); Dhakal et al. (2007); Le Duigou et al. (2009); Hu et al. (2010); Assarar et al. (2011) изучают водопоглощение композитов, армированных биоволокнами. Например, в своей работе по водопоглощению композиционного материала из льняного волокна (Assarar et al., 2011) было показано увеличение абсорбированной воды по сравнению с материалом, состоящим из той же матрицы, армированной стекловолокном. Le Duigou et al. (2009) изучали поведение композита PLLA / лен при погружении в морскую воду.Кривые увеличения веса показали влияние целлюлозных волокон. Содержание насыщенной влаги в образцах составляло около 5,6%. Как следствие, добавление льняных волокон привело к увеличению веса в 17 раз по сравнению с неармированным PLLA. Кажущийся коэффициент диффузии также был значительно выше. Аналогичные результаты были получены Ли и Ван (2006); Chow et al. (2007); Аликс и др. (2011). Во-вторых, Le Duigou et al. (2009) показали потерю механических свойств композита и необратимое повреждение границы раздела волокно / матрица во время влажного старения. Как упоминалось ранее, эта граница раздела является критической областью с точки зрения поглощения влаги. Вода, диффундирующая в композитный материал, создает водородные связи с волокнами, что может привести к уменьшению взаимодействия между волокнами и матрицей. Dhakal et al. (2007) показали увеличение влагопоглощения с увеличением объемной доли волокна для композитного полиэфира / конопли, погруженного в воду при 25 ° C. Связь между объемной долей клетчатки и содержанием воды также была четко показана Джорджем и др.(1998). В своей работе Dhakal et al. (2007) показали потерю механических свойств при изгибе из-за количества поглощенной воды. По их словам, поглощение влаги приводит к разбуханию волокна, что приводит к возникновению микротрещин в матрице. Затем, когда композит трескается и повреждается, проявляются капиллярность и перенос через микротрещины. Механизм капиллярности может включать поток молекул воды вдоль границ раздела волокно / матрица, а также процесс диффузии через объемную матрицу. Это может привести к нарушению сцепления волокна и матрицы, как показано на рисунке 4. В конечном итоге эти микротрещины создают напряжения набухания, ведущие к разрушению композита (Bismarck et al., 2002). Эффект отслаивания и микротрещины наблюдались также в случае других композитов на биологической основе (Chow et al., 2007; Hu et al., 2010). Что касается эволюции стресса при разрушении биокомпозитов, в литературе есть некоторые противоречия. С одной стороны, Dhakal et al. (2007) показывают, что растягивающее напряжение ненасыщенных полиэфирных композитов, армированных пеньковым волокном, увеличивается примерно на 22% после погружения в воду.С другой стороны, Assarar et al. (2011) показывают небольшое снижение растягивающего напряжения композитов лен / эпоксидная смола после погружения (около 5%). Такая тенденция не полностью согласуется с работами (Le Duigou et al., 2009), в которых показано значительное снижение напряжения при разрыве (50%), когда композиты лен / PLLA погружались в морскую воду.

Рисунок 4. (A) Растрескивание матрицы, (B) Трещина, протекающая вдоль границы раздела, (C) Отслоение волокна / матрицы из-за атаки со стороны молекул воды (Dhakal et al., 2007).

Наконец, в этих исследованиях выделяются следующие основные моменты:

— Значительное влияние гидрофильности целлюлозных волокон на максимальную влагопоглощающую способность композитного материала, который они армируют.

— Раннее повреждение таких композитов из-за эффекта набухания и усадки волокон.

Таким образом, для изучения долговечности таких композитных материалов важно понять взаимодействие с водой, происходящее только в растительных волокнах.В следующих разделах будет изучена связь между микроструктурой волокон и их гидрофильным поведением, а влияние воды на их свойства будет исследовано с помощью обзора литературы.

Связь между микроструктурой и гидрофильным поведением

Гидрофильное поведение растительных волокон в основном обусловлено двумя факторами: их составом и их специфической структурой. Обычно одним из наиболее важных факторов, контролирующих явление диффузии воды в полимерных материалах, является молекулярное взаимодействие, происходящее между диффундирующим соединением и субстратом.Явление диффузии зависит от способности молекулярных центров полимера устанавливать водородные связи с молекулами воды. В растительных волокнах компоненты, которые имеют полярные группы и, следовательно, отвечают за поглощение влаги, представляют собой целлюлозу, гемицеллюлозу, пектин и лигнин (Berthold et al., 1998; Célino et al., 2014a).

Некоторые авторы изучали водопоглощение целлюлозы (Magne et al., 1947; Nelson, 1977). Они показали, что вода, абсорбированная целлюлозой, имеет очень отличные от свободной воды свойства.В своих работах Накамура и др. (1981) показали значительное уменьшение доли связанной воды в целлюлозе по мере увеличения степени кристалличности целлюлозы с использованием метода дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК). Они также показали, что молекулы воды связываются с 3 гидроксилом гликозидных единиц аморфной фазы, в то время как поглощение гидроксильных центров в кристаллической фазе непредсказуемо. На основании этих данных можно сделать вывод, что диффузия влаги в целлюлозе происходит в основном в аморфной фазе.Таким образом, большинство моделей, используемых в литературе для описания гигроэластичного поведения растительных волокон, считают микрофибриллы целлюлозы на 100% кристаллическими и, следовательно, нечувствительными к поглощению влаги (Neagu and Gamstedt, 2007; Marklund and Varna, 2009).

Согласно Дэвису и Брюсу (1998), гемицеллюлозы, составляющие основную часть аморфной фазы в растительных волокнах, играют важную роль в хранении влаги. Эта гипотеза подтверждается результатами Pejic et al.(2008), которые наблюдали значительное снижение прироста насыщенной массы волокон конопли после удаления гемицеллюлозы и лигнина. Кроме того, Казинс (1976, 1978) показал, что их механические свойства значительно ухудшаются с поглощением влаги.

Пектин, расположенный в средней ламелле и слое S1, состоит из высокополярных карбоксильных функций. Эти группы обладают способностью создавать водородные связи с полярными растворителями, такими как вода. В зависимости от скорости вымачивания волокон их содержание варьируется (Martin et al., 2013). Таким образом, когда пучки волокон подвергаются воздействию влажной среды, поглощение влаги более важно, чем в случае одного волокна, поскольку средняя пластинка, состоящая в основном из пектина, является предпочтительной областью для поглощения воды.

Еще одним фактором, определяющим высокий уровень влагопоглощения этих волокон, является их особая структура. Эти волокна пористые и имеют высокую поверхность обмена. Таким образом, когда волокно находится во влажной среде, вода может накапливаться внутри свободного объема конструкции.В настоящее время содержание пористости в растительных волокнах неизвестно.

Итак, на диффузию воды влияет структура волокна в различных масштабах. В единичном масштабе волокна волокно демонстрирует сложную многоклеточную структуру стенки. В первом приближении можно предположить, что эта структура ведет себя аналогично более толстому слою S2, который обычно составляет более 80% от общего диаметра (Горшкова и др., 2000). Фактически предполагается, что этот слой представляет собой композиционный материал с аморфной фазой (матрицей), армированной жесткой кристаллической фазой (микрофибриллами целлюлозы) (Hearle, 1963).В этом масштабе диффузия воды будет происходить в аморфной области. Кроме того, эти области в основном состоят из гидрофильных полимеров (гемицеллюлозы и лигнина). В масштабе пучка диффузия осуществляется через интерфейс между волокнами. Этот интерфейс называется средней пластиной. По данным Morvan et al. (2003) средняя пластинка в основном состоит из пектина, карбоксильные функции которого облегчают абсорбцию воды за счет водородных связей. Последним структурным фактором, влияющим на диффузию, является общая пористая структура натуральных волокон.Вода может скапливаться внутри пор.

Сорбционные механизмы

Точные механизмы, регулирующие перенос воды в этих волокнах, все еще не определены. Поглощение влаги в этих материалах на биологической основе может быть связано как с явлениями диффузии, так и с эффектами капиллярности.

По данным Bessadok et al. (2007), при высокой относительной влажности, когда концентрация воды превышает определенный порог, происходит релаксация существующих пустот в структуре, что приводит к значительному набуханию материала.На самом деле кажется, что вода проникает в волокна и разрывает вторичные связи между макромолекулами целлюлозы. Затем молекулы воды могли связываться с сетью через водородные связи, что приводило к набуханию материала (Pejic et al., 2008). Хатакеяма и Хатакеяма (1998) изучали взаимодействие воды с гидрофильными полимерами. Они показали, что вода более или менее связана с сеткой материала, подчеркнув наличие связанной и свободной воды в таких структурах.Количество связанной воды зависит от химической структуры материала. Эта вода связана с сеткой водородными связями, разрывая существующие связи между гидроксильными группами полимерной цепи.

К методам количественной оценки и визуализации связанной и свободной воды относятся: ДСК, ядерный магнитный резонанс (ЯМР), спектроскопия комбинационного рассеяния и инфракрасная спектроскопия (Hatakeyama et al., 2012). С помощью ЯМР можно охарактеризовать различные типы воды, молекулярное движение связанной воды и взаимодействие воды с конкретной полимерной цепью материала, в который они вставлены (Popineau et al., 2005). Используя DSC, Nakamura et al. (1981) визуализировали и количественно оценили эти два типа воды в образцах целлюлозы. Согласно их работам, на самом деле существует три типа воды, которые называются следующим образом: «замерзающая вода», «замерзающая связанная вода» и «незамерзающая вода». Первый термин относится к свободной воде, а два других, соответственно, к воде. слабо и сильно привязан к сети. Количество «незамерзающей воды» напрямую связано с молекулярной структурой материала. Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FTIR) также оказалась хорошо адаптированной для изучения явления сорбции воды, поскольку она позволяет охарактеризовать молекулярные взаимодействия с участием потенциальных центров сорбции воды.В литературе FTIR-спектроскопия широко используется для изучения переноса воды в полимерах и, в частности, для изучения воды, сорбированной эпоксидными смолами (Fieldson and Barbari, 1993; Cotugno et al., 2001; Feng et al., 2004). Недавно Célino et al. (2014a) изучали сорбцию воды на трех натуральных волокнах (льняном, конопляном и сизальском) с помощью инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье. Спектральная информация позволила провести качественный и количественный анализ механизмов влагопоглощения. Были определены основные химические функции, участвующие в явлении сорбции воды (рис. 5), а абсолютное содержание воды в волокнах было определено с использованием метода регрессии частичных наименьших квадратов (PLS-R).Кроме того, с помощью этого метода была построена кинетика диффузии. Более подробный анализ (например, путем деконволюции валентной полосы ОН) может привести к количественному определению соотношений свободной и связанной воды, как описано в различных предыдущих работах по смесям полимер-вода (Cotugno et al., 2005; Mensitieri et al. ., 2006).

Рис. 5. Полосы инфракрасного спектра, подверженные влиянию увеличения относительной влажности для сизалевого волокна . p — значения баллов (используется с порогом 0.05), что указывает на значительное влияние поглощения воды на полосы FTIR, были отмечены красными точками (Célino et al., 2013, 2014a, b).

Что касается кинетики диффузии, большинство авторов исторически использовали классическую модель Фика для представления диффузионного поведения таких волокон, подвергнутых гидротермальному старению (Gouanvé et al., 2007; Bessadok et al., 2009). Недавно другие авторы предложили использовать модель параллельной экспоненциальной кинетики (PEK) для анализа кривых абсорбции и десорбции различных целлюлозных волокон (Hill, Xie, 2011; Xie et al., 2011). Они полагают, что процесс диффузии ограничен набуханием материала, а не явлением диффузии. Эта модель, представленная двойной экспонентой, делит кинетику диффузии на две кинетики первого порядка: медленную кинетику и быструю кинетику. Физический смысл этой модели обсуждался Хиллом и Се (2011). В своей работе параметры ПЭК для сорбции оценивались авторами с точки зрения двух последовательно расположенных элементов Кельвина – Фойгта. Затем, постоянная силы в пружине каждого элемента Кельвина – Фойгта была определена как равновесное содержание влаги для каждого процесса, тогда как вязкость демпфера представлена постоянной времени для каждой кинетики.Действительно, адсорбированные молекулы водяного пара оказывают давление внутри стенки ячейки, что приводит к изменению размеров, что эквивалентно растяжению пружины в модели Кельвина – Фойгта. Таким образом, модуль упругости определяет содержание воды в системе в бесконечное время (MC1, MC2). Более того, скорость, с которой молекулы воды адсорбируются или десорбируются системой, является функцией вязкости дроссельной заслонки в модели. Чем быстрее матрица способна деформироваться, тем выше скорость проникновения или выхода воды в стенку клетки или из нее.

Совсем недавно Célino et al. (2013, 2014a, b) предложили использовать теорию Ленгмюра для объяснения кинетики диффузии нескольких волокон в иммерсии. В этой модели, разработанной Картером и Киблером (1978) 35 лет назад, поглощение влаги можно объяснить количественно, если предположить, что поглощенная влага состоит как из подвижных, так и из связанных фаз. Молекулы подвижной фазы диффундируют с коэффициентом диффузии, не зависящим от концентрации и напряжений, D _γ, и поглощаются (связываются) с вероятностью в единицу времени γ на определенных участках (например: пустоты в полимере, водородные связи и гетерогенные морфологии).Молекулы испускаются из связанной фазы, становясь подвижными с вероятностью в единицу времени β. Эта модель хорошо адаптирована к структуре и составу растительных волокон, поскольку учитывает свободную и связанную воду.

Что касается изотерм сорбции, содержание воды напрямую связано с относительной влажностью, следуя сигмоидальной зависимости, как описано Alix et al. (2009); Gouanvé et al. (2007). Такого рода изотермы сорбции хорошо согласуются с моделью Парка (Park, 1986).Эта модель предполагает ассоциацию трех механизмов, описывающих три части кривой (рис. 6). Она часто используется для объяснения изотерм сорбции гидрофильных и пористых сред, таких как целлюлозные волокна (Bessadok et al., 2009). Первая часть кривой могла быть связана с модой Ленгмюра (относительная влажность <10%). При такой относительной влажности вода сорбируется на определенных участках за счет водородных связей. Как обсуждалось ранее, специфическими сайтами могут быть гидроксильные функции аморфной целлюлозы и гемицеллюлозы или карбоксильные функции пектина (Célino et al., 2014а). Когда относительная влажность увеличивается, происходит насыщение этих специфических участков сорбции. Затем концентрация воды линейно увеличивается с относительной влажностью, как описывает закон Генри (до RH = 65%). Такое поведение можно объяснить пористой структурой волокон, в которой вода может свободно диффундировать. Третья часть хорошо описывается степенной функцией, которая представляет собой явление агрегации молекул воды. Действительно, при высокой относительной влажности концентрация воды слишком важна, и молекулы воды соединяются вместе, образуя кластеры.Более того, было показано, что волокна, погруженные в дистиллированную воду при комнатной температуре, могут поглощать 100-200% воды по весу в зависимости от типа волокна (Symington et al., 2009; Célino et al., 2013), тогда как в 80% При относительной влажности содержание воды достигает примерно 10–15% (Watt, Kabir, 1975; Xie et al., 2011; Célino et al., 2013). Другие механизмы сорбции могут объяснить такой разрыв между условиями погружения и влажности пара.

Рис. 6. Равновесная изотерма сорбции водяного пара для модифицированных волокон агавы при 25 ° C [на основе Bessadok et al.(2009)] .

Влияние воды на свойства натуральных волокон

Поглощение влаги этими гидрофильными волокнами приводит к изменению их физических и химических свойств. Действительно, взаимодействие воды с гидрофильными материалами может вызвать множество явлений, таких как изменение размеров, изменение механических и химических свойств и т. Д.… Вода может оказывать пластифицирующий эффект на структуру или, наоборот, образовывать устойчивые водородные связи, ведущие к с антипластифицирующим эффектом (Hatakeyama and Hatakeyama, 1998).

Размерные изменения

Для синтетических композитов взаимосвязь между количеством поглощенной воды и изменением размеров хорошо задокументирована (Weitsman, 2000). В случае биокомпозитов волокна считаются анизотропными и гидрофильными, что требует изменения моделей, обычно используемых для трансверсально изотропных и гидрофобных волокон. Таким образом, количественная информация о коэффициенте гидрорасширения этих волокон будет важным фактором для разработки новых моделей, адаптированных к этим биоматериалам.Опубликован ряд работ по набуханию биокомпозитов (Madsen et al., 2012; Masoodi, Pillai, 2012). Например, исследование, основанное на измерении деформации композитов, армированных волокнами конопли, показало, что коэффициент гидрорасширения увеличивается с увеличением содержания волокна в материале (Madsen et al., 2012). Эти результаты также наблюдались Масуди и Пиллаи (2012) на джутовом / эпоксидном биокомпозите, показав, что натуральные волокна оказывают сильное влияние на изменение размеров композитов, в которые они входят.В масштабе волокна было проведено мало исследований для измерения этого коэффициента, несмотря на то, что наблюдается набухание. Действительно, растительные волокна имеют нестабильное размерное поведение. Под воздействием влажной среды они разбухают, в результате чего в конструкции возникают внутренние напряжения. Например, при сушке натуральные волокна теряют воду, поэтому можно наблюдать усадку в их поперечном направлении. Кроме того, изменение размеров натуральных волокон зависит от их состава. Ли и др.(2010) исследовали гигроскопическую деформацию микрофибрилл целлюлозы с помощью АСМ (атомно-силовая микроскопия). Они показали, что характерные времена поглощения воды и изменения размеров образца не находятся в одном масштабе. Действительно, после явления сорбции наблюдается время задержки набухания или усадки фибрилл целлюлозы. Гигроскопические деформации могут быть обратимыми — в этом случае они предсказываются коэффициентом гидрорасширения — или необратимыми из-за структурных дефектов.

Используя гигроупругую модель, примененную к элементарному волокну, рассматриваемому как многослойный полый цилиндр, (Neagu and Gamstedt, 2007) выделил параметры, влияющие на коэффициент гидрорасширения древесных волокон.Они обнаружили, что наиболее важным параметром является угол микроволоконности слоя S2.

Влияние на механические свойства

Что касается влияния воды на механические свойства, несколько авторов показали взаимосвязь между влажностью и механическими свойствами растительных волокон. Хотя это влияние было ясно продемонстрировано, различные результаты литературы не совсем согласуются (Таблица 3). Действительно, Дэвис и Брюс (1998) экспериментально наблюдали тенденцию к уменьшению модуля Юнга с увеличением относительной влажности для льняных и крапивных волокон (уменьшение модуля Юнга льняных волокон примерно на 23% при изменении относительной влажности от 30 до 80%). ).Эта тенденция также подчеркивается Symington et al. (2009) для льна и Ho и Ngo (2005) для волокон конопли и кокосового волокна. Однако другие исследования показывают увеличение модуля Юнга волокон при относительной влажности до определенного порога поглощения воды (Symington et al., 2009; Placet et al., 2012b). В частности, Placet et al. (2012b) показывают, что модуль молодости волокон конопли увеличивается примерно на 20% в диапазоне относительной влажности 25–80%. Это увеличение жесткости можно объяснить перестройкой микрофибрилл и окружающих молекул, действующих как матрица (Placet et al., 2012б). Эта перестройка могла быть активирована набуханием волокон. За пределами определенного порогового значения влажности снижение модуля Юнга можно объяснить пластифицированием волокна. Фактически, образование водородных связей, заменяющих связи в макромолекулярной сети гемицеллюлозы, может сделать материал более гибким и податливым. Эстлей и Дональд (2001) изучали эту возможную перестройку микрофибрилл во время гидратации льняных волокон с помощью дифракции рентгеновских лучей. Они подчеркнули структурную эволюцию волокон во время обезвоживания.Таким образом, ими была предложена модель, учитывающая реорганизацию микрофибрилл при десорбции молекул воды (угол микрофибрилл варьируется от 15 ° до 11 ° для сухого образца).

Таблица 3. Обзор литературы о влиянии поглощения влаги на механические свойства растительных волокон .

Что касается влияния воды на максимальное растягивающее напряжение, разные литературные результаты согласуются. Часто наблюдается увеличение напряжения при разрушении из-за относительной влажности до порогового значения RH = 50-60% (Placet et al., 2012b) или RH = 70% (Van Voorn et al., 2001). Выше этой относительной влажности прочность на разрыв снижается. Поглощение воды внутри волокна может привести к разрыву водородных связей между матрицей аморфной фазы и кристаллической фракцией волокна. Это снизило бы предел прочности на разрыв. Обзор литературы показывает увеличение удлинения волокна с увеличением содержания воды. Вода выступает пластификатором и смягчителем структуры.

Еще один феномен, отмеченный Mannan и Robbany (1996), а совсем недавно Placet et al.(2012b) — вращение волокон в присутствии влаги. Для статической нагрузки авторы показали, что угол поворота увеличивается с увеличением относительной влажности. В той же работе Placet et al. (2012b) наблюдали заметное увеличение жесткости волокна во время испытаний на растяжение за счет циклов относительной влажности от RH = 50% до RH = 80%. Модуль упругости увеличивается на 250% от исходного значения.

Разнообразие этих результатов в литературе еще раз следует связать с условиями испытаний и факторами изменчивости этих волокон (условия роста, условия экстракции, условия хранения…)

Изменения конструкции

Конструктивные изменения отмечены несколькими работами.Например, в своей исследовательской статье Накамура и др. (1983) предполагают, что аморфная фаза кристаллической целлюлозы может стать кристаллической в присутствии связанной воды. Дальнейшие испытания методом XRD показывают, что поглощение влаги целлюлозой I приводит к увеличению степени кристалличности. В связи с этим увеличением кристалличности авторы показали увеличение прочности на разрыв гидратированной целлюлозы I. Эволюция кристаллической структуры волокон во время сушки также исследовалась Célino et al.(2014b) путем расчета индекса общей кристалличности или TCI, описанного Нельсоном и О’Коннором в 60-х годах (Nelson and O’Connor, 1964). Этот метод подтверждает наличие в инфракрасном спектре целлюлозы как кристаллических, так и аморфных характеристических полос. Затем можно оценить долю кристаллической целлюлозы в образце, определив соотношение интенсивностей этих полос. Результаты показали снижение степени кристалличности с уменьшением содержания воды внутри волокон, что свидетельствует о действии воды на макромолекулярную сеть целлюлозы.Когда вода удаляется из образца, водородные связи, образованные между водой и гидрофильными участками волокон, разрываются, что приводит к релаксации макромолекулярной сети и снижению степени кристалличности. Недавно эта гипотеза была подтверждена рентгенографическим исследованием древесных волокон, подвергнутых гигроскопическим циклам (Toba et al., 2013).

Сводка

Композиты, армированные натуральными волокнами, получили значительное развитие за последние годы благодаря их способности к биологическому разложению, низкой стоимости, низкой относительной плотности, высоким удельным механическим свойствам и возобновляемой природе.Предопределено, что эти композиты найдут все больше и больше применений в ближайшем будущем, поскольку проводится множество исследований, направленных на понимание и улучшение их свойств. Понимание гигроскопичности этих материалов является ключевым вопросом для их использования в различных погодных условиях. В этой статье рассмотрены, проанализированы и освещены многие исследования, касающиеся связи между микроструктурой и гидрофильным поведением растительных волокон, влияния влаги на их свойства, а также конечных свойств композитов, которые они усиливают.Было обнаружено, что сорбция воды волокнами и их композитами существенно влияет на их размерные и структурные свойства. Воду, сорбированную такими волокнами, можно разделить на два типа популяций: свободную и связанную воду. Свободная вода задерживается внутри пористой структуры растительных волокон, тогда как связанная вода может связываться с определенными полярными участками. Эти места можно было бы хорошо идентифицировать с помощью спектроскопических методов.

Требуются дальнейшие исследования для разработки химических или физических средств обработки, которые могли бы снизить их водопоглощение.Кроме того, необходимо провести исследования, чтобы учесть набухание волокон внутри композита и оценить внутренние напряжения. В дополнение к этой модели связанной диффузии можно использовать для учета эффектов, вызванных механическими состояниями на диффузию влаги. Затем предстоящие исследования могут быть сосредоточены на использовании более продвинутых мультифизических теоретических подходов, посвященных моделированию поглощения влаги, происходящего, в то время как гетерогенное локальное набухание, испытываемое армированным полимером, учитывается Youssef et al.(2009, 2011); Sar et al. (2012, 2013).

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Список литературы

Аликс, С., Лебрен, Л., Марэ, С., Филипп, Э., Бурмо, А., Бейли, К. и др. (2012). Обработка пектиназой технических волокон льна: влияние на сорбцию воды и механические свойства. Carbohydr. Полим . 87, 177–185. DOI: 10.1016 / j.carbpol.2011.07.035

CrossRef Полный текст

Аликс, С., Лебрен, Л., Морван, К., и Марэ, С. (2011). Изучение поведения воды в химически обработанных композитах на основе льняного волокна: подход к границе раздела с водой. Compos. Sci. Технол . 71, 893–899. DOI: 10.1016 / j.compscitech.2011.02.004

CrossRef Полный текст

Аликс, С., Филипп, Э., Бессадок, А., Лебрен, Л., Морван, К., и Марэ, С. (2009). Влияние химических обработок на водопоглощение и механические свойства льняного волокна. Биоресурсы. Технол . 100, 4742–4749. DOI: 10.1016 / j.biortech.2009.04.067

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Андерсонс, Дж., Спарнинс, Э., Иоффе, Р., и Вальстрём, Л. (2005). Распределение прочности элементарных волокон льна. Compos. Sci. Технол . 65, 693–702. DOI: 10.1016 / j.compscitech.2004.10.001

CrossRef Полный текст

Ариб, Р.М. Н., Сапуан, С. М., Хамдан, М. А. М. М., Паридах, М. Т., и Заман, Х. М. Д. К. (2004). Обзор литературы по полимерным композитам, армированным ананасовым волокном. Polym. Compos . 12, 341–348. Доступно в Интернете по адресу: http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=15856002

Ассарар М., Шида Д., Эль Махи А., Поилан К. и Аяд Р. (2011). Влияние старения в воде на механические свойства и случаи повреждения двух армированных композиционных материалов: льноволокно и стекловолокно. Mater. Des . 32, 788–795. DOI: 10.1016 / j.matdes.2010.07.024

CrossRef Полный текст

Эстли, О. М., и Дональд, А. М. (2001). Исследование влияния гидратации на микроструктуру льняных волокон методом малоуглового рентгеновского рассеяния. Биомакромолекулы 2, 672–680. DOI: 10.1021 / bm005643l

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Эстли, О. М., и Дональд, А. М. (2003). Деформация растяжения льняных волокон, исследованная методом рассеяния рентгеновских лучей. J. Mater. Sci . 38, 165–171. DOI: 10.1023 / A: 1021186421194

CrossRef Полный текст

Бейли, К. (2002). Анализ поведения льняных волокон при растяжении и анализ увеличения жесткости при растяжении. Compos. Часть А Прил. Sci. Мануфактура . 33, 939–948. DOI: 10.1016 / S1359-835X (02) 00040-4

CrossRef Полный текст

Бертольд, Дж., Олссон, Р. Дж. О. и Сальмен, Л. (1998). Сорбция воды гидроксильными и карбоксильными группами в карбоксиметилцеллюлозе (КМЦ) изучена с помощью NIR-спектроскопии. Целлюлоза 5, 280–298. DOI: 10.1023 / A: 1009298

4

CrossRef Полный текст

Бессадок А., Ланжевен Д., Гуанве Ф., Чаппи К., Рудесли С. и Марэ С. (2009). Исследование сорбции воды на модифицированных волокнах агавы. Carbohydr. Полим . 76, 74–85. DOI: 10.1016 / j.carbpol.2008.09.033

CrossRef Полный текст

Бессадок А., Марэ С., Гуанве Ф., Колассе Л., Циммерлин И., Рудесли С. и др. (2007). Влияние химической обработки волокон Alfa (Stipatenacissima) на водосорбционные свойства. Compos. Sci. Технол . 67, 685–697. DOI: 10.1016 / j.compscitech.2006.04.013

CrossRef Полный текст

Бисмарк А., Аскаргорта И. А., Спрингер Дж., Лампке Т., Вилаж Б., Стамбулис А. и др. (2002). Характеристика поверхности льняных, конопляных и целлюлозных волокон; свойства поверхности и поведение поглощения воды. Polym. Compos . 23, 872–894. DOI: 10.1002 / pc.10485

CrossRef Полный текст

Bledzki, A. K., and Gassan, J. (1999).Композиты, армированные волокнами на основе целлюлозы. Prog. Polym. Sci . 24, 221–274. DOI: 10.1016 / S0079-6700 (98) 00018-5

CrossRef Полный текст

Blicblau, A. S., Coutts, R. S. P., and Sims, A. (1997). Новые композиты с использованием сырой шерсти и полиэфирной смолы. J. Mater. Sci. Lett . 16, 1417–1419. DOI: 10.1023 / A: 1018517512425

CrossRef Полный текст

Бодрос, Э., и Бейли, К. (2008). Изучение свойств растяжения волокон крапивы двудомной (Urtica dioica). Mater. Lett . 62, 2143–2145. DOI: 10.1016 / j.matlet.2007.11.034

CrossRef Полный текст

Бурмо, А. (2011). Contribution à l’étude multi-échelle de fiber végétales et de biocomposites . Лорьян: доктор философии. Université de Bretagne Sud.

Бурмо, А., Морван, К., Буали, Б., Пласет, В., Перре, П., и Бейли, К. (2013). Взаимосвязь между микроволоконным углом, механическими свойствами и биохимическим составом льняных волокон. Ind.Кропс Прод . 44, 343–351. DOI: 10.1016 / j.indcrop.2012.11.031

CrossRef Полный текст

Картер, Х. Г., и Киблер, К. Г. (1978). Модель типа Ленгмюра аномальной диффузии влаги в композитных смолах. J. Compos. Mater . 12, 118–131. DOI: 10.1177 / 002199837801200201

CrossRef Полный текст

Кейв, И. Д. (1997). Теория рентгеновского измерения угла микрофибрилл в древесине, Часть 2. Дифракционная диаграмма. Wood Sci. Технол .31, 225–234. DOI: 10.1007 / BF00702610

CrossRef Полный текст

Célino, A., Fréour, S., Jacquemin, F., and Casari, P. (2013). Описание и моделирование диффузии влаги натуральных волокон. J. Appl. Polym. Sci . 130, 297–306. DOI: 10.1002 / app.39148

CrossRef Полный текст

Célino, A., Gonçalves, O., Jacquemin, F., and Fréour, S. (2014a). Качественная и количественная оценка сорбции воды в натуральных волокнах с использованием ATR-FTIR спектроскопии. Углеводный Полим . 101, 163–170. DOI: 10.1016 / j.carbpol.2013.09.023

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Célino, A., Gonçalves, O., Jacquemin, F., and Fréour, S. (2014b). Использование инфраструктуры спектрометрии для быстрого количественного определения влажности в вегетарианских волокнах. Revue des Composites et des Matériaux Avancés . 24, № 1, 81–96.

Чампнесс П. Э., Клифф Г. и Лоример Г. В. (1976).Идентификация асбеста. J. Microscopy 118, 231–249. DOI: 10.1111 / j.1365-2818.1976.tb01096.x

CrossRef Полный текст

Чанд Н., Тивари Р. К. и Рохатги П. К. (1988). Ресурсные структурные свойства натуральных целлюлозных волокон — аннотированная библиография. J. Mater. Sci . 23, 381–387. DOI: 10.1007 / BF01174659

CrossRef Полный текст

Шарле К., Бейли К., Морван К., Джерно Дж. П., Гомина М. и Бреард Дж. (2007).Характеристики льняных волокон Hermès в зависимости от их расположения в стебле и свойств полученных однонаправленных композитов. Compos. Часть А Прил. Sci. Мануфактура . 38, 1912–1921. DOI: 10.1016 / j.compositesa.2007.03.006

CrossRef Полный текст

Шарле К., Джернот Дж. П., Бреард Дж. И Гомина М. (2010). Рассеяние морфологических и механических свойств льняных волокон. Ind. Crops Prod . 32, 220–224. DOI: 10.1016 / j.indcrop.2010.04.015

CrossRef Полный текст

Чоу, К.П.Л., Син, X.С., и Ли, Р.К.Й. (2007). Исследования влагопоглощения полипропиленовых композитов, армированных сизалевыми волокнами. Compos. Sci. Технол . 67, 306–313. DOI: 10.1016 / j.compscitech.2006.08.005

CrossRef Полный текст

Coroller, G., Lefeuvre, A., Le Duigou, A., Bourmaud, A., Ausias, G., Gaudry, T., et al. (2013). Влияние индивидуализации льняных волокон на разрушение при растяжении однонаправленного композита лен / эпоксидная смола. Compos. Часть А Прил. Sci. Мануфактура .51, 62–70. DOI: 10.1016 / j.compositesa.2013.03.018

CrossRef Полный текст

Котуньо, С., Ларобина, Д., Менситьери, Г., Мусто, П., и Рагоста, Г. (2001). Новый спектроскопический подход к исследованию процессов переноса в полимерах: на примере водной эпоксидной системы. Полимер 42, 6431–6438. DOI: 10.1016 / S0032-3861 (01) 00096-9

CrossRef Полный текст

Cotugno, S., Mensitieri, G., Musto, P., and Sanguigno, L. (2005). Молекулярные взаимодействия и транспортные свойства плотно сшитых сетей: исследование методом FTIR-спектроскопии с временным разрешением систем эпоксид / h3O. Макромолекулы 38, 801–811. DOI: 10.1021 / ma040008j

CrossRef Полный текст

Казинс, У. Дж. (1976). Модуль упругости лигнина в зависимости от содержания влаги. Wood Sci. Технол . 10, 9–17. DOI: 10.1007 / BF00376380

CrossRef Полный текст

Казинс, У. Дж. (1978). Модуль Юнга гемицеллюлозы в зависимости от содержания влаги. Wood Sci. Технол . 12, 161–167. DOI: 10.1007 / BF00372862

CrossRef Полный текст

Казинс, W.Дж., Армстронг, Р. У. и Робинсон, У. Х. (1975). Модуль Юнга лигнина по результатам испытания на непрерывное вдавливание. J. Mater. Sci . 10, 1655–1658. DOI: 10.1007 / BF00554925

CrossRef Полный текст

Дэвис, Г. К., и Брюс, Д. М. (1998). Влияние относительной влажности окружающей среды и повреждений на растяжение волокон льна и крапивы. Текст. Res. J . 68, 623–629. DOI: 10.1177 / 004051759806800901

CrossRef Полный текст

Де Роса, И.М., Кенни, Дж. М., Апулия, Д., Сантулли, К., и Сарасини, Ф. (2010). Морфологические, термические и механические характеристики волокон окра (Abelmoschusesculentus) как потенциального армирования в полимерных композитах. Compos. Sci. Технол . 70, 116–122. DOI: 10.1016 / j.compscitech.2009.09.013

CrossRef Полный текст

Дхакал, Х. Н., Чжан, З. Ю., и Ричардсон, М. О. У. (2007). Влияние водопоглощения на механические свойства ненасыщенных полиэфирных композитов, армированных пеньковым волокном. Compos. Sci. Технол . 67, 1674–1683. DOI: 10.1016 / j.compscitech.2006.06.019

CrossRef Полный текст

Дюваль А., Бурмо А., Ожье Л. и Бейли К. (2011). Влияние зоны отбора проб стебля на механические свойства волокон конопли. Mater. Lett . 65, 797–800. DOI: 10.1016 / j.matlet.2010.11.053

CrossRef Полный текст

Эйххорн, С. Дж., Бэйли, К. А., Зафейропулос, Н., Мвайкамбо, Л. Ю., Анселл, М. П., Дюфрен, А., и другие. (2001). Обзор: текущие международные исследования целлюлозных волокон и композитов. J. Mater. Sci . 36, 2107–2131. DOI: 10.1023 / A: 1017512029696

CrossRef Полный текст

Фарук, О., Бледски, А. К., Финк, Х. С., и Саин, М. (2012). Биокомпозиты, армированные натуральными волокнами: 2000-2010 гг. Prog. Polym. Sci . 37, 1552–1596. DOI: 10.1016 / j.progpolymsci.2012.04.003

CrossRef Полный текст

Фэн Дж., Бергер К. Р. и Дуглас Э.П. (2004). Перенос водяного пара в жидкокристаллических и нежидкокристаллических эпоксидных смолах. J. Mater. Sci . 39, 3413–3423. DOI: 10.1023 / B: JMSC.0000026944.85440.f3

CrossRef Полный текст

Филдсон, Г. Т., и Барбари, Т. А. (1993). Использование FTIR-ATR спектроскопии для характеристики проникающей диффузии в полимерах. Полимер 34, 1146–1153. DOI: 10.1016 / 0032-3861 (93) -3

CrossRef Полный текст

Финк, Х. П., Хофманн, Д., Пурц, Х.Дж. (1990). О фибриллярной структуре нативной целлюлозы. Acta Polymerica 41, 131–137. DOI: 10.1002 / actp.1990.010410213

CrossRef Полный текст

Фреур, С., Жакмен, Ф., и Гильен, Р. (2006). Расширение подхода Мори-Танака к гигроупругому нагружению армированных волокном композитов — сравнение с самосогласованной моделью Эшелби-Крёнера. J. Армированный пластик. Compos . 25, 1039–1052. DOI: 10.1177 / 0731684406064998

CrossRef Полный текст

Fu, C., Портер, Д., и Шао, З. (2009). Воздействие влаги на механические свойства шелка Antheraea pernyi. Макромолекулы 42, 7877–7880. DOI: 10.1021 / ma

1k

CrossRef Полный текст

Gassan, J., and Bledzki, A. (1999). Влияние циклической абсорбции влаги на механические свойства силанизированных джут-эпоксидных композитов. Polym. Compos . 20, 604–611. DOI: 10.1002 / pc.10383

CrossRef Полный текст

Гассан, Дж., Чате, А., и Бледски, А.(2001). Расчет упругих свойств натуральных волокон. J. Mater. Sci . 36, 3715–3720. DOI: 10.1023 / A: 1017969615925

CrossRef Полный текст

Готье, Р., Джоли, К., Компас, А., Готье, Х., Эскуб, М. (1998). Интерфейсы в композитах полиолефин / целлюлозное волокно: химическая связь, морфология, корреляция с адгезией и старением во влаге. Polym. Compos . 19, 287–300. DOI: 10.1002 / pc.10102

CrossRef Полный текст

Джордж, Дж., Бхагаван, С.С., и Томас, С. (1998). Влияние окружающей среды на свойства композитов полиэтилена низкой плотности, армированных волокнами листьев ананаса. Compos. Sci. Технол . 58, 1471–1485. DOI: 10.1016 / S0266-3538 (97) 00161-9

CrossRef Полный текст

Гиллис, П. П. (1969). Влияние водородных связей на осевую жесткость кристаллической нативной целлюлозы. J. Polym. Sci. А 2, 783–794.

Горшкова Т.А., Сальников В.В., Погодина Н.М., Чемикосова С.Б., Яблокова Е.В., Уланов А.В. и др. (2000). Состав и распределение фенольных соединений клеточной стенки льна (Linum usitatissimum L.). Stem Tissues Ann. Бот . 85, 477–486. DOI: 10.1006 / anbo.1999.1091

CrossRef Полный текст

Гуанве, Ф., Марэ, С., Бессадок, А., Ланжевен, Д., и Метайер, М. (2007). Кинетика сорбции воды льняными и ПЭТ-волокнами. Eur. Polym. J . 43, 586–598. DOI: 10.1016 / j.eurpolymj.2006.10.023

CrossRef Полный текст

Хатакеяма, Х.и Хатакеяма Т. (1998). Взаимодействие воды с гидрофильными полимерами. Thermochim. Acta 308, 3–22. DOI: 10.1016 / S0040-6031 (97) 00325-0

CrossRef Полный текст

Хатакеяма Т., Танака М., Киши А. и Хатакеяма Х. (2012). Сравнение методов измерения для идентификации связанной воды, удерживаемой полимерами. Thermochim. Acta 532, 159–163. DOI: 10.1016 / j.tca.2011.01.027

CrossRef Полный текст

Хирл, Дж.У. С. (1963). Тонкая структура волокон и кристаллических полимеров. III. Интерпретация механических свойств волокон. J. Appl. Polym. Sci . 7, 1207–1223. DOI: 10.1002 / приложение.1963.070070403

CrossRef Полный текст

Хайнце, Т., и Фишер, К. (ред.). (2005). Целлюлоза и производные целлюлозы . Сомерсет, Нью-Джерси: ISBN компании John Wiley and Sons Inc.: 13: 978-3-52731326-6.

Хилл, К. А. С., Абдул Халил, Х. П. С. и Хейл, М. Д. (1998).Исследование потенциала ацетилирования для улучшения свойств растительных волокон. Ind. Crop Prod . 8, 53–63. DOI: 10.1016 / S0926-6690 (97) 10012-7

CrossRef Полный текст

Хилл, К. А. С., Се, Ю. (2011). Свойства динамической сорбции водяного пара природных волокон и вязкоупругое поведение клеточной стенки: есть ли связь между кинетикой сорбции и гистерезисом? J. Mater. Sci . 46, 3738–3748. DOI: 10.1007 / s10853-011-5286-1

CrossRef Полный текст

Хо, Т.Н., и Нго, А. Д. (2005). «Влияние температуры и влажности на прочность на разрыв и жесткость волокон конопли и кокосового волокна», в Труды 5-й Международной канадской конференции по композитам , UBC, Ванкувер.

Ху, Р. Х., Сан, М. Ю., Лим, Дж. К. (2010). Поглощение влаги, прочность на разрыв и изменение микроструктуры композита из короткого джутового волокна / полилактида в гигротермальной среде. Mater. Des . 31, 3167–3173. DOI: 10.1016 / j.matdes.2010.02.030

CrossRef Полный текст

Ислам, М. С., Пикеринг, К. Л., и Форман, Н. Дж. (2010). Влияние ускоренного старения на физико-механические свойства обработанных щелочью промышленных композитов из поли (молочной кислоты) (PLA), армированных волокнами конопли. Polym. Деграда. Укол . 95, 59–65. DOI: 10.1016 / j.polymdegradstab.2009.10.010

CrossRef Полный текст

Кекес, Дж., Бургерт, И., Фруманн, К., Мюллер, М., Колльн, К., и Гамильтон, М. (2003). Восстановление клеточной стенки после необратимой деформации древесины. Nat. Mater . 2, 810–814. DOI: 10.1038 / nmat1019

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Келлер А., Леупин М., Медиавилла В. и Винтермантел Э. (2001). Влияние стадии роста промышленной конопли на химические и физические свойства волокон. Ind. Crops Prod . 13, 35–48. DOI: 10.1016 / S0926-6690 (00) 00051-0

CrossRef Полный текст

Лакост, Э., Фреур, С., и Жакмен, Ф. (2010). О применимости масштабной модели перехода Крёнера-Эшелби для включений различной морфологии. мех. Mater . 42, 218–226. DOI: 10.1016 / j.mechmat.2009.10.002

CrossRef Полный текст

Лакост, Э., Фреур, С., и Жакмен, Ф. (2011). Многоуровневый анализ материалов, усиленных включениями, случайно ориентированными в макете. Заявл. Мех. Mater . 61, 55–64. DOI: 10.4028 / www.scientific.net / AMM.61.55

CrossRef Полный текст

Ле Дуигу А., Дэвис П. и Бейли К. (2009). Старение биокомпозитов лен / поли (молочная кислота) в морской воде. Polym. Деграда. Укол . 94, 1151–1162. DOI: 10.1016 / j.polymdegradstab.2009.03.025

CrossRef Полный текст

Ли, Дж. М., Павляк, Дж. Дж., И Хейтман, Дж. А. (2010). Продольные и одновременные изменения размеров фибрилл агрегатов целлюлозы на стадиях сорбции. Mater. Charact . 61, 507–517. DOI: 10.1016 / j.matchar.2010.02.007

CrossRef Полный текст

Ли, С. Х., и Ван, С. (2006). Биоразлагаемые полимеры / биокомпозит из бамбукового волокна со связующим веществом на биологической основе. Compos. Часть А Прил. Sci. Мануфактура . 37, 80–91. DOI: 10.1016 / j.compositesa.2005.04.015

CrossRef Полный текст

Ли Ю., Май Ю. У. и Е Л. (2000). Сизалевое волокно и его композиты: обзор последних разработок. Compos. Sci. Технол . 60, 2037–2055. DOI: 10.1016 / S0266-3538 (00) 00101-9

CrossRef Полный текст

Мэдсен Б., Хоффмайер П. и Лилхольт Х. (2007). Композиты, армированные конопляной пряжей — II. Свойства при растяжении. Compos.Часть А Прил. Sci. Мануфактура . 38, 2204–2215. DOI: 10.1016 / j.compositesa.2007.06.002

CrossRef Полный текст

Мадсен Б., Хоффмайер П. и Лилхольт Х. (2012). Композиты, армированные пеньковой пряжей — III. Содержание влаги и изменения размеров. Compos. Часть А Прил. Sci. Мануфактура . 43, 2151–2160. DOI: 10.1016 / j.compositesa.2012.07.010

CrossRef Полный текст

Мэдсен Б. и Лилхольт Х. (2003). Физико-механические свойства однонаправленных композиционных материалов из растительного волокна — оценка влияния пористости. Compos. Sci. Технол . 63, 1265–1272. DOI: 10.1016 / S0266-3538 (03) 00097-6

CrossRef Полный текст

Маннан и Роббани, З. (1996). Вращение натурального целлюлозного волокна вокруг оси волокна за счет поглощения влаги. Полимер 37, 639–4641. DOI: 10.1016 / 0032-3861 (96) 00265-0

CrossRef Полный текст

Марклунд, Э., Варна, Дж. (2009). Моделирование гигрорасширения выровненных древесно-волокнистых композитов. Compos. Sci. Технол .69, 1108–1114. DOI: 10.1016 / j.compscitech.2009.02.006

CrossRef Полный текст

Мартин Н., Муре Н., Дэвис П. и Бейли К. (2013). Влияние степени вымачивания льняных волокон на свойства растяжения отдельных волокон и композитов короткое волокно / полипропилен. Ind. Crops Prod . 49, 755–767. DOI: 10.1016 / j.indcrop.2013.06.012

CrossRef Полный текст

Масуди Р., Пиллаи К. М. (2012). Исследование поглощения влаги и набухания в композитах из джута и эпоксидной смолы на биологической основе. J. Армированный пластик. Compos . 31, 285–294. DOI: 10.1177 / 0731684411434654

CrossRef Полный текст

Mensitieri, G., Lavorgna, M., Musto, P., and Ragosta, G. (2006). Водный транспорт в плотно сшитых сетях: сравнение эпоксидных систем с разными интерактивными персонажами. Полимер 47, 8326–8336. DOI: 10.1016 / j.polymer.2006.09.066

CrossRef Полный текст

Мишра, С., Наик, Дж., И Патил, Ю. (2000). Совмещающий эффект малеинового ангидрида на набухание и механические свойства новолачных композитов, армированных растительными волокнами. Compos. Sci. Технол . 60, 1729–1735. DOI: 10.1016 / S0266-3538 (00) 00056-7

CrossRef Полный текст

Моханти, А. К., и Мисра, М. (1995). Исследования джутовых композитов: обзор литературы. Polym. Пласт. Technol. Eng . 34, 729–792. DOI: 10.1080 / 03602559508009599

CrossRef Полный текст

Моханти, А.К., Мисра, М., и Хинрихсен, Г. (2000). Биофибры, биоразлагаемые полимеры и биокомпозиты: обзор. Macromol. Матер.Eng . 276, 1–24. DOI: 10.1002 / (SICI) 1439-2054 (20000301) 276: 1 <1 :: AID-MAME1> 3.0.CO; 2-W

CrossRef Полный текст

Морван К., Андем-Онзиги К., Жиро Р., Химмельсбах Д. С., Дриуич А. и Акин Д. Э. (2003). Строительное льняное волокно: больше одного кирпича в стенах. Plant Physiol. Биохим . 41, 935–944. DOI: 10.1016 / j.plaphy.2003.07.001

CrossRef Полный текст

Мукерджи, П. С., Сатьянараяна, К. Г. (1984). Структура и свойства некоторых растительных волокон, часть 1.Сизалевое волокно. J. Mater. Sci . 19, 3925–3934. DOI: 10.1007 / BF00980755

CrossRef Полный текст

Мукерджи, П. С., Сатьянараянна, К. Г. (1986). Эмпирическая оценка взаимосвязи структуры и свойств натуральных волокон и их поведения при разрушении. J. Mater. Sci . 21, 4162–4168. DOI: 10.1007 / BF01106524

CrossRef Полный текст

Накамура К., Хатакеяма Т. и Хатакеяма Х. (1981). Исследования связанной воды целлюлозы методом дифференциальной сканирующей калориметрии. Текст. Res. J . 51, 607–613. DOI: 10.1177 / 004051758105100909

CrossRef Полный текст

Накамура К., Хатакеяма Т. и Хатакеяма Х. (1983). Влияние связанной воды на свойства натяжения нативной целлюлозы при растяжении. Текст. Res. J . 53, 682–688. DOI: 10.1177 / 004051758305301108

CrossRef Полный текст

Näslund, P., Vuong, R., Chanzy, H., and Jésior, J.C. (1988). Дифракционно-контрастная просвечивающая электронная микроскопия на ультратонких срезах льноволокна. Текст. Res. J . 58, 414–417.

Neagu, R.C., и Gamstedt, E.K. (2007). Моделирование влияния ультраструктурной морфологии на гигроупругие свойства древесных волокон. J. Mater. Sci . 42, 10254–10274. DOI: 10.1007 / s10853-006-1199-9

CrossRef Полный текст

Нельсон Р. А. (1977). Определение переходов влаги в целлюлозных материалах с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии. J. Appl. Полим . 21, 645–654. DOI: 10.1002 / app.1977.070210306

CrossRef Полный текст

Нельсон, М. Л., и О’Коннор, Р. Т. (1964). Связь определенных инфракрасных диапазонов с кристалличностью целлюлозы и типом кристаллической решетки. Часть I. Спектры решеток типов I, 11, I11 и аморфной целлюлозы. J. Appl. Polym. Sci . 8, 1311–1324. DOI: 10.1002 / приложение.1964.070080322

CrossRef Полный текст

Нишияма Ю., Ланган П. и Чанзи Х. (2002). Кристаллическая структура и система водородных связей в целлюлозе Ib по данным синхротронной рентгеновской дифракции и нейтронной волоконной дифракции. J. Am. Chem. Soc . 124, 9074–9082. DOI: 10.1021 / ja0257319

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Оксман К., Скрифварс М., Селин Ж.-Ф. (2003). Натуральные волокна в качестве армирования в композитах на основе полимолочной кислоты (PLA). Комп. Sci. Технол . 63, 1317–1324. DOI: 10.1016 / S0266-3538 (03) 00103-9

CrossRef Полный текст

Парк, Г. С. (1986). «Принципы переноса: раствор, диффузия и проникновение в полимерные мембраны», в Synthetic Membranes: Science, Engineering and Applications (101) , 57–107.редакторы P. M. Bungay et al. (Голландия: Reidel Pub).

Пежич, Б. М., Костич, М. М., Скундрич, П. Д., и Праскало, Дж. З. (2008). Влияние гемицеллюлозы и удаления лигнина на поглощение воды волокнами конопли. Биоресурсы. Технол . 99, 7152–7159. DOI: 10.1016 / j.biortech.2007.12.073

Pubmed Аннотация | Pubmed Полный текст | CrossRef Полный текст

Плацет, В. (2009). Характеристика термомеханического поведения волокон конопли, предназначенных для производства композитов с высокими эксплуатационными характеристиками. Compos. Часть А Прил. Sci. Мануфактура . 40, 1111–1118. DOI: 10.1016 / j.compositesa.2009.04.031

CrossRef Полный текст

Placet, V., Bouali, A., Garcin, C., Cote, J.M., and Perré, P. (2011). «Suivi par DRX des réarrangements microstructuraux индуцирует частные механические преобразования в волокнах végétales tirées du chanvre», в 20ème Congrès Français de Mécanique , Besançon.

Placet, V., Trivaudey, F., Cisse, O., Gucheret-Retel, V., and Boubakar, L.(2012a). Зависимость кажущегося модуля упругости волокон конопли от диаметра: морфологический, структурный или ультраструктурный эффект? Compos. Часть А Прил. Sci. Мануфактура . 43, 275–287. DOI: 10.1016 / j.compositesa.2011.10.019

CrossRef Полный текст

Пласет В., Сиссе О. и Бубакар Л. (2012b). Влияние относительной влажности окружающей среды на растяжение и вращение волокон конопли. J. Mater. Sci . 47, 3435–3446. DOI: 10.1007 / s10853-011-6191-3

CrossRef Полный текст

Попино, С., Рондо-Мору, К., Сюльпис-Гайе, К., и Мартин, Э. Р. С. (2005). Абсорбция свободной / связанной воды в эпоксидном клее. Полимер 46, 10733–10740. DOI: 10.1016 / j.polymer.2005.09.008

CrossRef Полный текст

Рангарадж, С. В., и Смит, Л. (2000). Влияние влаги на долговечность древесины / термопластического композита. J. Ther. Compos. Mater . 13, 140–161. DOI: 10.1106 / 5NV3-X974-JDR1-QTAL

CrossRef Полный текст

Сакурада И., Нукушина Ю., и Ито, Т. (1962). Экспериментальное определение модуля упругости кристаллических областей ориентированных полимеров. J. Polym. Sci . 57, 651–660. DOI: 10.1002 / pol.1962.1205716551

CrossRef Полный текст

Сар, Б. Э., Фреур, С., Дэвис, П., и Жакмен, Ф. (2012). Связь диффузии влаги и внутренних механических состояний в полимерах — термодинамический подход. Eur. Дж. Мех . 36, 38–43. DOI: 10.1016 / j.euromechsol.2012.02.009

CrossRef Полный текст

Сар, Б.Э., Фреур, С., Дэвис, П., и Жакмен, Ф. (2013). Учет дифференциального набухания в мультифизическом моделировании диффузионного поведения полимеров. Z. angew. Математика. Мех . DOI: 10.1002 / zamm.201200272

CrossRef Полный текст

Сарко А. и Муггли Р. (1974). Анализ упаковки углеводов и полисахаридов. 3. Валоницеллюлоза и целлюлоза — II. Макромолекулы 7, 486–494. DOI: 10.1021 / ma60040a016

CrossRef Полный текст

Сатьянараяна, К.Г., Выпич Ф. (2007). «Характеристика натуральных волокон (Глава 1)», в Engineering Biopolymers: Homopolymers, Blends and Composites , eds S. Fakirov and D. Bhattacharya (Мюнхен: Hanser Publishers), 3–48. ISBN: 978-1-56990-405-3

Сатьянараяна, К. Г., Аризага, Г. Г. К., и Випич, Ф. (2009). Биоразлагаемые композиты на основе лигноцеллюлозных волокон — обзор. Prog. Polym. Sci . 34, 982–1021. DOI: 10.1016 / j.progpolymsci.2008.12.002

CrossRef Полный текст

Стамбулис, А., Бэйли, К.А., и Пейджс, Т. (2001). Влияние условий окружающей среды на механические и физические свойства льняного волокна. Compos. Часть А Прил. Sci. Мануфактура . 32, 1105–1115. DOI: 10.1016 / S1359-835X (01) 00032-X

CrossRef Полный текст

Сугияма Дж., Вуонг Р. и Чанзи Х. (1991). Электронографическое исследование двух кристаллических фаз, происходящих в природной целлюлозе из клеточной стенки водорослей. Макромолекулы 24, 4168–4175. DOI: 10.1021 / ma00014a033

CrossRef Полный текст

Summerscales, J., Диссанаяке, Н. П. Дж., Вирк, А. С., и Холл, В. (2010). Обзор лубяных волокон и их композитов. Часть I. Волокна как подкрепление. Compos. Часть А Прил. Sci. Мануфактура . 41, 1329–1335. DOI: 10.1016 / j.compositesa.2010.06.001

CrossRef Полный текст

Саймингтон, М. К., Бэнкс, В. М., Дэвид Уэст, О., и Петрик, Р. А. (2009). Испытание на растяжение натуральных волокон на основе целлюлозы для применения в конструкционных композитах. J. Compos. Mater . 43, 1083–1108. DOI: 10.1177/0021998308097740

CrossRef Полный текст

Таширо, К., и Кобаяси, М. (1991). Теоретическая оценка трехмерных упругих постоянных нативной и регенерированной целлюлозы: роль водородных связей. Полимер 32, 1516–1526. DOI: 10.1016 / 0032-3861 (91) -L

CrossRef Полный текст

Тоба, К., Ямамото, Х., Ёсида, М. (2013). Кристаллизация микрофибрилл целлюлозы в клеточной стенке древесины путем многократной сухой и влажной обработки с использованием метода дифракции рентгеновских лучей. Целлюлоза . 20, 633–643. DOI: 10.1007 / s10570-012-9853-7

CrossRef Полный текст

Трипати, С., Мишра, С., и Наяк, С. (1999). Новые недорогие композиты джут-полиэстер. Часть 1: обработка, механические свойства и анализ SEM. Polym. Compos . 20, 62–71. DOI: 10.1002 / шт.10335

CrossRef Полный текст

Ван Воорн, Б., Смит, Х. Х. Г., Сниике, Р. Дж., И Де Клерке, Б. (2001). Формовочная смесь для листов, армированная натуральным волокном. Compos.Часть А Прил. Sci. Мануфактура . 32, 1271–1279. DOI: 10.1016 / S1359-835X (01) 00085-9

CrossRef Полный текст

Вамбуа П., Ивенс Дж. И Верпост И. (2003). Натуральные волокна: могут ли они заменить стекло в пластмассе, армированном волокном? Compos. Sci. Технол . 63, 1259–1264. DOI: 10.1016 / S0266-3538 (03) 00096-4

CrossRef Полный текст

Ватт, И. К., и Кабир, М. (1975). Сорбция водяного пара в джутовых волокнах. Текст. Res. J . 45, 42–48. DOI: 10.1177/004051757504500108

CrossRef Полный текст

Вейтсман, Ю. Дж. (2000). «Влияние жидкостей на полимерные композиты — обзор», в Comprehensive Composite Materials (16 vols) , Vol. 2, ред. А. Келли и К. Цвебен (Ноксвилл, Теннесси: Elsevier Science), 369–401. DOI: 10.1016 / B0-08-042993-9 / 00068-1

CrossRef Полный текст

Xie, Y., Hill, C.A. S., Jalaludin, Z., Curling, S. F., Anandjiwala, R. D., Norton, A.J., et al. (2011). Динамическое поведение сорбции водяного пара натуральными волокнами и кинетический анализ с использованием модели параллельной экспоненциальной кинетики. J. Mater. Sci . 46, 479–489. DOI: 10.1007 / s10853-010-4935-0

CrossRef Полный текст

Юсеф, Г., Фреур, С., и Жакмен, Ф. (2009). Влияние свойств компонентов, зависящих от влажности, на гигроскопические нагрузки, испытываемые композитными конструкциями. мех. Compos. Mater . 45, 369–380. DOI: 10.1177 / 0021998309339222

CrossRef Полный текст

Юсеф, Г., Жакмен, Ф., и Фреур, С. (2011). Влияние радиального давления и толщины на диффузию влаги в полых композитных цилиндрах. Polym. Compos . 32, 960–966. DOI: 10.1002 / pc.21114

CrossRef Полный текст

Зиквинска А., Тибо Дж. Ф. и Ралет М. К. (2008). Конкурентное связывание пектина и ксилоглюкана с целлюлозой первичной клеточной стенки. Carbohydr. Полим . 74, 957–961. DOI: 10.1016 / j.carbpol.2008.05.004

CrossRef Полный текст

Растительные волокна — Введение, типы и перечень

Мы получаем растительные волокна из растений, например, из джутовых растений, мы получаем джутовое волокно, и мы получаем хлопковое волокно из хлопковых растений и т. Д.Вы видели золотистое волокно, напоминающее золотую нить? Вы знаете, откуда мы это взяли? Ага! Мы получаем это золотое волокно из джута. Джутовое волокно также известно как золотое волокно. Обсудим подробнее растительные волокна.

Что такое растительное волокно?

Волокна представляют собой нитевидные материалы. Растительные волокна — это волокна, которые мы получаем из растений. Они также известны как натуральные волокна, поскольку мы получаем эти волокна естественным образом из растений. Хлопок, джут, лен и т. Д. Являются примерами натуральных или растительных волокон.Волокна, которые мы получаем от животных, также известны как натуральные волокна, например, шерсть.

Искусственные волокна называются синтетическими волокнами. Нейлон, вискоза, полиэстер и т. Д. — несколько примеров синтетических волокон.

Типы растительных волокон

Растительные волокна можно в основном разделить на следующие три типа —

Семенные волокна

Лубяные волокна

Твердые волокна

Семенные волокна —

9088 получают из семян растений.Примеры — хлопок, капок и др.

Лубяные волокна —

Лубяные волокна — это внешнее покрытие стебля растений. Эти растительные волокна собираются из внутренней коры или взрыва растений. Примеры — джут, лен, конопля и т. Д.

Жесткие волокна —

Эти растительные волокна собирают из листьев растений. Примеры — кокосовое волокно из твердой скорлупы кокосовых орехов.

Помимо этих частей растений, мы получаем растительные волокна из травы, древесины и т. Д.

Список растительных волокон

Здесь мы описываем некоторые распространенные растительные волокна с их использованием —

Джутовое волокно —

Джутовые волокна лубяные волокна.Получаем джутовые волокна из стебля джутовых растений. Это длинное, блестящее и мягкое волокно. Он прочнее, чем такие волокна, как хлопок. Это одно из самых доступных волокон. Он используется в шпагате, веревке, сумках, ковриках и т. Д.

Хлопковое волокно —

Хлопковое волокно — это семенное волокно. Получаем хлопковое волокно из семян растений. Это мягкое пушистое волокно. Это очень хороший абсорбент. Мы используем хлопковые волокна с давних времен. Он встречается в Южной Азии, Америке, Аравии, Иране, Китае, Индии и т. Д.Он используется во многих областях по-разному. Он используется в производстве полотенец, текстильной и фармацевтической промышленности.

Льняное волокно —

Подобно джутовому волокну, оно также является лубяным волокном. Обычно его выращивают в более прохладных регионах мира. Эти волокна также в 2-3 раза прочнее хлопковых. Он естественно гладкий и прямой. Он используется в текстильной промышленности для изготовления высококачественной бумаги, хирургических нитей и т. Д.

Конопляное волокно —

Подобно джутовому и льняному волокну, это также лубяное волокно.Из него делают веревку, обувь, пищевую бумагу, биопластики, биотопливо и т. Д., Его также можно использовать для подстилки для животных и садовой мульчи.

Койр —

Это также семенное волокно, такое как хлопковое волокно. Получаем из кокоса. Это также натуральное волокно. Койровая щетина — самое длинное волокно кокосовой пальмы. Он также известен как кокосовый хлопок. Он используется для изготовления ковриков, щеток, матрасов, упаковки, постельного белья и полов. Он также используется в сельском хозяйстве и садоводстве.

Если вы хотите узнать больше о волокнах, зарегистрируйтесь на Vedantu или загрузите обучающее приложение Vedantu для 6-10 классов IIT-JEE & NEET.

BSCI 124 Заметки к лекциям — Растительные волокна

Заметки к лекциям BSCI 124 — Растительные волокна

Программа бакалавриата по биологии растений, Мэрилендский университет

ЛЕКЦИЯ 27 — РАСТИТЕЛЬНЫЕ ВОЛОКОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ:

ТКАНЬ, БУМАГА; СПЕЦИИ И ТРАВЫ

I. Определения волокон

Ботаническое определение: Волокно = длинная узкая сужающаяся ячейка, мертвая и полая.
в зрелом возрасте толстая клеточная стенка состоит в основном из
целлюлоза
и лигнин жесткий для
поддержка, находящаяся в основном в сосудистой ткани.

Коммерческое определение: Волокно = длинный узкий гибкий материал, может быть животного происхождения.
(волосы, шерсть), минеральные (асбест), синтетические (нейлон, дакрон) или растительные. Видеть
этот список
натуральные волокна

Пищевая ценность: клетчатка = неперевариваемый материал в пище.

II. Типы растительных волокон , используемых в торговле; могут быть одиночными ячейками или
группы ячеек.

А. Текстильные волокна:

Поверхностные волокна растут на поверхности семян (хлопка), листьев или плодов.
(кокосовая койра)

Во флоэме (внутренней коре) двудольных встречаются мягкие или лубяные волокна.
стебли (лен вместо льна; джут; конопля; рами).

В сосудистых пучках листьев однодольных растений (сизаль, Манила) обнаружены твердые или листовые волокна.
конопля, ананас).

Б. Волокна для изготовления бумаги представляют собой отдельные клетки хлопка или делигнифицированной древесины.

C. Второстепенные типы:

Волокна щеток и метел (солома)

Волокна для плетения и ткачества, а не одиночные клетки (пальмовые листья, зерновая солома,
папирус, бамбук)

Наполняющие волокна (капок, молочай, рогоз)

Волокна для валяния (бумажная шелковица, кружевная кора)

III.Промышленно важные растительные волокна

А.
Хлопок
( Госсипий
виды )

Происхождение и история использования:
Госсипий
является родом из 39 видов, обитающих во всем мире, четыре вида являются одомашненными:

Gossypium herbaceum из Южной Африки и G. arboreum из Индии,
оба независимо одомашненные, особенно в Индии, распространились в Аравию, Европу.
Оба являются диплоидными видами, имеют короткое волокно.

G. hirsutum Высокогорный хлопок, одомашненный в Центральной Америке, преобладающий
хлопок, выращиваемый сегодня, длинноволокнистый, тетраплоидный гибрид дикого южноамериканского
диплоидные виды и Старый Свет G. herbaceum .

G. barbadense , Си-Айленд, пима или египетский хлопок, одомашненный
в Андах, рано распространился в Карибском бассейне, также длинноволокнистый, тетраплоидный гибрид
диплоидных видов Нового и Старого Света.

Выращивание и переработка

Хлопковая коробочка = плоды хлопчатника, раскалываются и сохнут, хлопковые волокна цепляются
к семенам, собранным вручную или машинным способом.Распространенный вредитель — это
коробочка
долгоносик

Эли
Уитни изобрела хлопковый джин в 1792 году, отделив ворсинки от семян. Этот
сделали возможным плантационную экономику Юга США, основанную на хлопке и
рабский труд и был ключевым элементом
в промышленном
Revolution .. Хлопковая пыль может представлять опасность.

Семена хлопка
настаивает на
Готовка
масло, а остаток — шрот хлопкового масла — используется в корм животным.

Хлопковый ворс из тюков подвергается кардочесанию (выпрямлению), гребнечесанию, отбеливанию.

Спиннинг
ворсинок при растяжении связывает отдельные волокна в пряжу или нить; зависит от
на натуральном крученом хлопковом волокне. Затем проденьте нить в ткань.

Хлопок является основным сельскохозяйственным товаром в
Соединенные Штаты
а также
много
мира. Широко культивируется в Китае, Узбекистане / Туркмении, Индии,
Пакистан. Французская Западная Африка, Бразилия и Австралия — все они экспортируют
хлопок в США.

Б.Лен
( Linum
usitatisimum ), растительный источник льна

Происхождение и история использования

В доисторические времена использовался в швейцарских озерных жилищах во многих местах на Ближнем Востоке.
Особенно культивировали в Египте, затем в Греции, Риме. Поздние центры производства
в Бельгии и Ирландии. Сейчас выращивается в основном в Китае, республиках бывшего СССР,
W. Европа.

Linen, Linum, lingerie, line — все происходит от одного и того же корня.

Культивирование и переработка льна

Лен растет в прохладном климате до высоты 4 футов; неразветвленные сорта для
волокно, разветвленное для масличных культур.

Уборка льна комбайном, который отделяет семенную головку, а затем поднимает стебель.
с земли.

Обработка: [ТРЕБУЕТСЯ
ЧТЕНИЕ], а также
здесь.

Гниение = гниение в течение 1-2 недель на земле или дней в воде; удаляет мягкий
ткань, оставляет сосудистые пучки.

Разрыв = растирание или скатывание, освобождение волокон; трепание = соскабливание частиц;
hackling = расчесывание; затем прядение, отбеливание, ткачество.

Широко используется для многих
продукты, в том числе тонкое постельное белье и даже ранние
презервативы

С.Второстепенные текстильные волокна

Рами [ТРЕБУЕТСЯ
ЧТЕНИЕ] ( Boehmeria nivea ): уроженец Китая, рост 6 футов, самый длинный
волокна, обработанные как лен. Используется в основном с другими волокнами для свитеров,
трикотаж.
Относительно
недорого.

Конопля ( Cannabis sativa ), разные сорта, чем лекарственное растение. Родные
Китая,
обработанный
как лен [см. фотографии
производственный процесс]; приходит в
разнообразие форм и
текстуры; используется для холста, веревки и
бумага.Ткань из конопли
Ним, Франция = джинсовая ткань; в Генуе, Италия, для джинсов. Оригинальные джинсы Levi были
конопля, сейчас
хлопок. Тем не мение,
одежда
все еще сделаны из конопли.

Джут ( Corchorus spp.), Уроженец Индии и Бангладеш, обработанный как
лен, из которого делают мешковину, ковровую основу, веревку. Основная экспортная культура Бангладеш;
Индия — это
также крупный производитель.

D. Другие волокна

Сизаль
[ОБЯЗАТЕЛЬНОЕ ЧТЕНИЕ] ( Агава сисалана, ) и генекен ( A.Fourcroydes )
пустынные суккуленты из Мексики и Центральной Америки; волокна листьев, используемые для
сделать трос, коврики

Капок ( Сейба
pentandra ), семенное волокно южноамериканского дерева; волокна полые
и водонепроницаемые, используются для спасательных работ, парки.
Масло тоже
производится из семян.

Кенаф
( Hibiscus cannabinus ), обычное культурное садовое растение в нашей области,
отличный источник
волокно
это многообещающе для
изготовление бумаги.Сейчас он используется для
несколько
продукты. [ОБЯЗАТЕЛЬНОЕ ЧТЕНИЕ]

Вискоза, синтетическое волокно из вискозы, химического производного целлюлозы.
из древесной массы. Целлофан химически идентичен, но вместо этого превращается в листы.
волокон.

IV. Бумага

Определения

Древесная масса = суспензия
воды и разделенных
древесные волокна.

Бумага = тонкий лист, полученный путем распределения целлюлозы на сетке, осушения и сушки.
Это.

Обработка целлюлозы [ТРЕБУЕТСЯ
ЧТЕНИЕ] (см. Рисунок
изображение) и
изготовление
бумага

Механическое шлифование, позволяет получить дешевую целлюлозу и бумагу коричневого цвета, если не отбеливать.
легко желтеет. Используется для газетной бумаги, каталогов, бумажных полотенец.

Сульфитные или сульфатные процессы используют сильные химические вещества для растворения лигнина, оставляют
целлюлоза для белой бумаги. Отработанные химикаты и
лигнин создает серьезное загрязнение
проблемы. Использование
ферменты в бумаге
промышленность может решить некоторые проблемы

Производство бумаги заключается в том, чтобы целлюлозная масса стекала на движущееся сито, где
формовочная бумага быстро истощается, затем прессуется и сушится.Сухая бумажная банка
затем проклеить = обработать крахмалом или глиной, чтобы заполнить дырочки, сделать поверхность гладкой.

Типы бумаги:

Печать и письмо
документы

газетная бумага

ткань и

упаковка и промышленные
бумага.

Виды картона и упаковочной бумаги

Крафт-бумага и бумага
сумки,

отбеленный и
небеленый картон,

переработанный
картон и

контейнер или
гофротара.

История бумаги

Немного истории

Первая бумага из осоки
папирус из
какое слово
бумага получена

В
эволюция
письма было тесно связано со способностью делать бумагу

Другие сайты, представляющие интерес для волокон:
King Cotton
Cotton Online Resource
U.S.D.A. Хлопок
Дивизион
Хлопок
учениками начальной школы Highland Park
Туринская плащаница
изготовлено из льна
Hemp Textiles
Международный: Конопляное волокно и текстиль
«Волокно
Войны: Вымирание конопли Кентукки »Дэвида П.Запад, крупный обзор
и стоит прочитать !!
Cannabis -marijuana: подробный сайт.
Целлюлоза и бумага
Net
Museum of Papermaking — виртуальный
тур
Бумажная энциклопедия
Папирус
коллекция в Университете Дьюка, фермент
Технология отбеливания целлюлозы: технический отчет
Экологические показатели в целлюлозно-бумажной промышленности:
отчет для Американской лесной и бумажной ассоциации
Хлопок
( Gossypium hirsutum ) Джеймсом А.Герцог
Лен
Конопля
Джут

V. СПЕЦИИ
И ТРАВЫ

Свободные определения: травы — это ароматные листья, специи — другие ароматические растения.
органы (стебли, плоды, семена, корни, кора). Эфирные масла ароматизируют и
компоненты аромата, часто используемые вместо целых частей растения.
Травы
а также
специи
используются в кулинарии; специи также для парфюмерии, крашения, медицины, консервирования
еда (первоначально бальзамирование, в Древнем Египте).

Краткая история
торговля специями:

Черный перец
( Пайпер
nigrum ), корица, имбирь
( Зингибер
officinale ), завезенный греками из Индии через арабских торговцев.
Римляне отправляли корабли прямо из портов Красного моря. У греков было много местных
травы.

Торговая монополия арабов и венецианцев, 1200-е гг.

Age of Exploration: монополии, последовательно установленные португальцами, голландцами,
Англичане и французы, импортирующие специи с Востока.Монополии постепенно
сломанные войной, контрабанда растений на новые плантации.

Специи Нового Света, импортируемые в Европу испанцами; никогда не имел значения
специй Старого Света.

Краткое описание специй и трав:

Специи Старого Света

Корица
( Корица
zeylanicum ), внутренняя кора коричного дерева, Индия; тесно связанный
кассия, продаваемая как корица в США.

Черный перец,
ферментированные и сушеные ягоды перца лозы, Индии и Ост-Индии.белый перец
= тот же плод с удаленной черной внешней частью.

Имбирь,
свежее или сушеное корневище однодольной травы.

Куркума
( Куркума
longa ), сушеное корневище, связанное с имбирем, используемое в порошке карри, приготовленное
горчица, для желтого красителя.

Гвоздика
( Евгения
caryophyllus ), засушенные цветочные почки небольшого вечнозеленого деревца от Spice
Острова, Ост-Индия.

Мускатный орех
и булава из мускатного дерева с островов Спайс, Ост-Индия.Булава
( Myristica
Fragrans ) — это высушенная сеточка, красная сетчатая ткань, покрывающая ямку
фрукт. Мускатный орех — это высушенное семя в косточке.

Специи Нового Света

Перцы чили
( Стручковый перец
spp.): плоды травянистых растений из Мексики, Северной и Южной Америки.
обнаруженный
от Колумба [ОБЯЗАТЕЛЬНОЕ ЧТЕНИЕ — введение, происхождение и использование
Только]. Горячее соединение — это капсаицин, который также используется как болеутоляющее, например
Наркотик
Zostrix
используется при артрите.Много разновидностей, форм, размеров, остроты. Обычно
сделал в
чили
пудра. Современный болгарский перец — это перец чили, который потерял свою остроту.

Посмотреть
Краткое изложение Chili-Heads
в
химическая структура капсаиноидов

Ваниль
( Ваниль
planifolia ), ферментированные и сушеные плоды орхидеи из Мексики,
называется ванилью.

Душистый перец
( Pimenta
dioica ), сухофрукты карибского дерева; назван так потому, что на вкус
нравится сочетание корицы, гвоздики, мускатного ореха.

Травы

Семейство мяты, большинство из Средиземноморья: мята перечная, мята кудрявая.
( Mentha
виды),
Бэзил
( Ocimum
базилик ),
тимьян,
орегано,
майоран
( Ориганум
майорана ),
Розмари
( Розмаринус
лекарственный ),
мудрец
( Сальвия
лекарственный ). Листья используются.

Семейство петрушек, в основном средиземноморских, листья и сухофрукты:
петрушка
( Петроселин
crispum ),
укроп
( Анетум
graveolens ),
тмин
( Карум
карви ),
кинза,
кервель
( Антрискус
cerefolium ),
кориандр
( Кориандрам
sativum ),
анис
( Пимпинелла
анис ),
тмин
( Алюминий
cyminum ),
сельдерей
( Apium
graveolens ),
фенхель
( Foeniculum
vulgare ).

Семейство Горчичных, Старый Свет: белый, коричневый и черный
горчица
семена
( Брассика
juncea ) (желтый от куркумы), корень хрена
( Арморация
lapathifolia ), васаби японский.

Семья Лили:
лук
( Лук
cepa ), лук-шалот
( Лук
cepa ), лук-порей
(Лук
tricoccum),
чеснок
( Лук
stativum ) (все луковицы),
чеснок
(листья).

Вернуться в BSCI
124 главная

Последняя редакция: август 1998 г. — Барнетт

Растительная жизнь: Растительные волокна

Хлопковый комбинат

Растения являются естественными источниками многих видов сырья, используемого для производства текстильных изделий, веревок, шпагата и аналогичных изделий.

Основными волокнистыми культурами являются хлопок, лен и конопля, хотя менее важные растения, такие как рами, джут и сизаль, выращиваются в небольших количествах.При общем годовом производстве более 13 миллионов тонн хлопок на сегодняшний день является самой важной волокнистой культурой в мире. Поскольку люди в значительной степени полагаются на хлопок для изготовления одежды и других текстильных изделий, он входит в повседневную жизнь большего числа людей, чем любой другой продукт, кроме соли.

Хлопок

Хлопковое волокно (госсипиум) известно и высоко ценится людьми во всем мире уже более трех тысяч лет. Ранняя история хлопка неясна. Активная хлопковая промышленность существовала в Индии уже в 1500 году до нашей эры.c.e. Из Индии выращивание хлопка распространилось в Египет, а затем в Испанию и Италию.

В Новом Свете задолго до прибытия европейцев в Вест-Индию и Южную Америку выращивали другой вид хлопка. В Соединенных Штатах хлопок выращивают от Восточного до Западного побережья в девятнадцати самых южных штатах.

С ботанической точки зрения, хлопок относится к семейству мальвовых, в которое также входят окра, мальва, гибискус и алтея. Хлопок имеет стержневой корень и ветвящиеся стебли. Цветки формируются на концах плодоносящих ветвей, а завязь каждого цветка превращается в коробочку, содержащую семя, волокна и пух.Волокно, обычно называемое ворсом, образуется из клеток эпидермиса в семенной оболочке семян хлопка.

Волокно достигает своей максимальной длины за двадцать-двадцать пять дней, а для утолщения волокна требуется еще двадцать пять дней. Волокна длиной от 2,0 до 2,4 см называют коротковолокнистым хлопком, а волокна длиной от 2,4 до 3,8 см — длинноволокнистым хлопком.

Коробочка обычно открывается через сорок пять — шестьдесят пять дней после цветения.Хлопок является родным для тропических регионов, но адаптировался к влажному субтропическому климату, где есть теплые дни (30 градусов по Цельсию), относительно теплые ночи и безморозный сезон продолжительностью не менее 200–210 дней. В роду Gossypium восемь видов хлопка, но только три вида имеют коммерческое значение.

Gossypium hirsutum, также известный как высокогорный хлопок, имеет переменную длину волокна и производится в основном в Северной и Центральной Америке. Gossypium barbadense, длинноволокнистый хлопок, в основном производится в Южной Америке и Африке.Gossypium herbaceum — это хлопок с коротким ворсом, произрастающий в Индии и Восточной Азии.

Хлопок — одна из наиболее трудоемких и дорогих культур в производстве. Наиболее подходящее время для посадки хлопка — по крайней мере, две недели после последнего смертельного мороза в регионе.

Перед посевом обрабатывают поле вспашкой на глубину 2,5 сантиметра. Удобрение, которое вносится перед посевом или одновременно с посевом семян, вносится сбоку и под семенами хлопчатника.

Как только семена прорастут и появятся из почвы, их часто нужно прореживать, и вскоре после этого производитель начинает поливную воду по мере необходимости. После того, как растения разовьются, решающее значение приобретает борьба с сорняками. С сорняками борются как культивированием, так и гербицидами.

Хлопчатобумажные растения подвержены вторжению различных насекомых-вредителей, таких как совка и черня; поэтому значительное внимание уделяется борьбе с насекомыми, обычно с использованием ряда различных инсектицидов.

Когда коробочки созревают со зрелыми волокнами, листья растения удаляют с помощью химического дефолианта и собирают волокно. Когда-то уборка производилась почти полностью вручную, но сегодня механические сборщики собирают почти весь хлопок, производимый в Соединенных Штатах.

Собранный хлопок очищается от семян и прессуется в тюки. Тюки транспортируются на хлопчатобумажную фабрику, где хлопок очищается и прядется в пряжу, которая затем превращается в ткань.Одного фунта волокна достаточно для производства до 6 квадратных ярдов ткани.

Лен

Льняные растения

Лен (Linum usitatissimum) — это волокно, используемое для изготовления полотна. Хотя некоторое количество льна все еще выращивают для производства этой ткани, большая часть льна, особенно выращиваемого в Соединенных Штатах, используется для производства льняного семени, из которого можно извлечь льняное семя. Белье из льна — одна из древнейших тканей.

Лен выращивали в Месопотамии и Египте пять тысяч лет назад, и следы льна были обнаружены на археологических раскопках, относящихся к каменному веку. Лен был одной из первых культур, завезенных в Северную Америку европейскими поселенцами. Сегодня большая часть льна, производимого в Соединенных Штатах, выращивается в северо-центральных штатах.

Однолетнее растение, лен вырастает до высоты от 60 до 100 сантиметров и несет пятиклеточные коробочки или коробочки с десятью семенами на концах плодородных ветвей.Поскольку льняное волокно находится в стеблях от земли до самых нижних ветвей, для производства волокна выращиваются разновидности с длинными стеблями и небольшим разветвлением. При производстве льна очень важен отбор качественных семян без болезней.

Льняные поля обычно подготавливают осенью, чтобы почва успела осесть перед посадкой. Сеют лен обычно ранней весной, за две-три недели до даты последних смертельных заморозков в регионе. Большое внимание уделяется борьбе с сорняками на льняном поле.

Когда урожай собирают для получения волокна, растения извлекают из почвы, удаляют семена и льняную солому «вымачивают», чтобы отделить волокно от древесной части стебля. Когда солома полностью вымочена, ее сушат, а затем разламывают, чтобы удалить 50-сантиметровые волокна, из которых можно сплести ткань.

Конопля

Конопля (Cannabis sativa), термин, используемый для обозначения как растения, так и производимого им волокна, используется для производства самых прочных и долговечных коммерческих волокон.Скорее всего, конопля была первым растением, которое выращивали для получения волокна.

Его выращивали для изготовления ткани в Китае еще в двадцать восьмом веке до нашей эры. Еще в 1400 г. до н. Э. Его использовали в качестве лекарства древние персы. и использовался как веревка или веревка почти на всех древних парусных судах.

Сегодня конопля коммерчески производится для тяжелого текстиля во многих странах, но менее 1000 акров отведено под коммерческое производство конопли в Соединенных Штатах.Производство конопли проблематично в Соединенных Штатах, потому что выращивание Cannabis sativa, источника марихуаны, незаконно.

Конопля — однолетнее растение из семейства шелковичных. Растение двудомное, то есть у него тычиночные или «мужские» цветки и пестичные или «женские» цветки. У него жесткий стебель, который может достигать толщины более 2,5 сантиметров в диаметре и высоты до 5 метров.

У растения полый стебель, а кора или «луб», расположенный за пределами древесной скорлупы, используется для изготовления лубяного волокна, которое затем используется для изготовления конопляного шпагата, веревок и других тканей, где требуются прочность и долговечность.

Для выращивания конопли необходим влажный климат с умеренными температурами и периодом не менее 120 безморозных дней. В отличие от льна, конопля требует вспашки и тщательного дискового или боронования почвы перед посадкой. Всю надземную часть растения собирают, когда мужские растения уже полностью цветут.

Через два-три дня растения связывают в пучки и устанавливают в толчках. Волокно конопли вымачивают и подготавливают для мельниц таким же образом, как и льняное волокно, за исключением того, что для обработки более прочных стеблей конопли используются более тяжелые машины.

Незначительные культуры

Рами (Boehmeria nivea) производится в основном в Азии и используется для изготовления прочных тканей, таких как китайский лен. Джут (Corchorus capsularis) выращивается в основном в Индии и Пакистане и используется для изготовления мешков и мешков. Сизаль (Agave sisalana) производится в Восточной Африке и Вест-Индии и используется для изготовления различных видов веревки, например, шпагата для тюков.

Возможное использование растительных волокон и их композитов в биомедицине :: BioResources

Намвар, Ф., Джавайд, М., Мд Тахир, П., Мохамад, Р., Азизи, С., Ходаванди, А., Рахман, Х. С., и Найери, М. Д. (2014). «Возможное использование растительных волокон и их композитов в биомедицинских целях», BioRes . 9 (3), 5688-5706.

Abstract

Волокна растительного происхождения, такие как лен, джут, сизаль, конопля и кенаф, часто используются в производстве биокомпозитов. Натуральные волокна обладают высоким отношением прочности к весу, не вызывают коррозии, обладают высокой вязкостью разрушения, возобновляемостью и экологичностью, что дает им уникальные преимущества перед другими материалами.Разработка биокомпозитов путем армирования натуральных волокон привлекла внимание ученых и исследователей благодаря экологическим преимуществам и улучшенным механическим характеристикам. Производство биокомпозитов из возобновляемых источников — сложная задача, в которой используются металлы, полимеры и керамика. Биокомпозиты уже используются в биомедицинских приложениях, таких как доставка лекарств / генов, тканевая инженерия, ортопедия и косметическая ортодонтия. Первым важным требованием к материалам, используемым в качестве биоматериала, является их приемлемость для человеческого организма.Биоматериал должен обладать некоторыми важными общими свойствами, чтобы его можно было применять в организме человека для использования отдельно или в комбинации. Биокомпозиты могут заменить или служить каркасом, позволяющим восстанавливать травмированные или дегенерированные ткани или органы, улучшая тем самым качество жизни пациентов. В этом обзоре рассматривается использование растительных волокон и их композитов в биомедицинских приложениях и рассматриваются потенциальные будущие исследования, направленные на создание экологически чистых биоразлагаемых композитов для биомедицинских приложений.

Скачать PDF

Полная статья

Потенциальное использование растительных волокон и их композитов в биомедицине Приложения

Farideh Namvar, ^{a, b,} * Mohammad Jawaid, ^{a, g} Paridah Md Tahir, ^a Rosfarizan Mohamad, ^{a, c} Susan Azizi, ^d Алиреза Ходаванди Ходаванди ^f и Маджид Дехган Найери ^a

Волокна растительного происхождения, такие как лен, джут, сизаль, конопля и кенаф, часто используются в производстве биокомпозитов.Натуральные волокна обладают высоким отношением прочности к весу, не вызывают коррозии, обладают высокой вязкостью разрушения, возобновляемостью и экологичностью, что дает им уникальные преимущества перед другими материалами. Разработка биокомпозитов путем армирования натуральных волокон привлекла внимание ученых и исследователей благодаря экологическим преимуществам и улучшенным механическим характеристикам. Производство биокомпозитов из возобновляемых источников — сложная задача, в которой используются металлы, полимеры и керамика. Биокомпозиты уже используются в биомедицинских приложениях, таких как доставка лекарств / генов, тканевая инженерия, ортопедия и косметическая ортодонтия.Первым важным требованием к материалам, используемым в качестве биоматериала, является их приемлемость для человеческого организма. Биоматериал должен обладать некоторыми важными общими свойствами, чтобы его можно было применять в организме человека для использования отдельно или в комбинации. Биокомпозиты могут заменить или служить каркасом, позволяющим восстанавливать травмированные или дегенерированные ткани или органы, улучшая тем самым качество жизни пациентов. В этом обзоре рассматривается использование растительных волокон и их композитов в биомедицинских приложениях и рассматриваются потенциальные будущие исследования, направленные на создание экологически чистых биоразлагаемых композитов для биомедицинских приложений.

Ключевые слова: Волокна; Полимеры; Биокомпозиты; Биомедицинские приложения

Контактная информация: a: Институт тропического лесного хозяйства и лесных продуктов (INTROP), Universiti Putra Malaysia, 43400 UPM Serdang, Селангор, Малайзия; b: Мешхедский филиал Исламского университета Азад, Мешхед, Иран; c: Факультет биотехнологии и биомолекулярных наук, Universiti Putra Malaysia, Серданг, Малайзия; d: химический факультет, Universiti Putra Malaysia, Серданг, Малайзия; e: Отделение парамедицинских наук, отделение в Гачсаране, Исламский университет Азад, Гачсаран, Иран; f: Отделение микробиологии и патологии, факультет ветеринарной медицины, Universiti Putra Malaysia, Серданг, Малайзия; g: Кафедра химической инженерии, Инженерный колледж, Университет короля Сауда, Эр-Рияд, Саудовская Аравия; * Автор для переписки: [email protected]

ВВЕДЕНИЕ

Натуральные волокна представляют интерес для ученых из-за таких преимуществ, как низкая стоимость, высокое отношение прочности к весу, низкая плотность на единицу объема, некоррозионные свойства и приемлемая удельная прочность, а также их возобновляемые и разлагаемые характеристики (Joshi et al. 2004; Ticoalu 2010; Kalia et al. 2009). По сравнению с синтетическими волокнами натуральные волокна часто доступны по низкой цене и вызывают меньше проблем для здоровья и окружающей среды у людей, производящих композиты, по сравнению с композитами на основе стекловолокна (Jawaid and Abdul Khalil 2011).Натуральные волокна могут использоваться для разработки термостойких и акустических изоляционных материалов (Puglia et al. 2005a; Biagiotti et al. 2004). Из натуральных волокон, которые легко перерабатываются, можно производить долговечные потребительские товары (Corbie 2001). Однако натуральные волокна обычно обладают плохой водостойкостью, низкой прочностью и плохим межфазным сцеплением между волокном и матрицей, что приводит к потере конечных свойств композитов и в конечном итоге препятствует их промышленному использованию (Milanese et al. 2011; Апулия и др. 2005b; Romanzini et al. 2012). Межфазное соединение волокна / матрицы в полимерных композитах может быть улучшено с помощью связующих агентов и / или методов модификации поверхности (Kalia et al. 2009). В природе доступно большое количество натуральных волокон, и их можно применять в качестве армирующих или бионаполнителей при производстве полимерных композитов (Ян и др. 2006). В последние несколько лет спрос на натуральные волокна резко вырос для создания новых типов экологически чистых композитов (Cheung et al. 2009). Натуральные волокна использовались людьми на протяжении всей истории, но в последние годы применение натуральных волокон в полимерных композитах увеличилось из-за их доступности в качестве возобновляемых материалов и возросшей заботы об окружающей среде (Majeed et al. 2013). Полимерные композиты — это те материалы, которые могут быть созданы путем сочетания либо натуральных волокон / синтетической смолы, либо натуральных волокон / биосмол (Chandramohan and Marimuthu 2011). Свойства полимерных композитов могут быть изменены составными компонентами и наполнителем, которые значительно отличаются от свойств отдельных составляющих (Ramakrishna et al. 2001).

Биокомпозиты могут быть изготовлены путем комбинирования биоволокон, таких как масличная пальма, кенаф, промышленная конопля, лен, джут, генекен, волокна листьев ананаса, сизаль, древесина и различные травы, с полимерными матрицами из невозобновляемых (на основе нефти) или возобновляемых ресурсов. (Джавайд и Халил 2011). Биокомпозиты могут использоваться в биоинженерии или биомедицине (Cheung et al. 2009) или, альтернативно, в виде композитов, которые содержат по меньшей мере один компонент натуральное волокно / растительное волокно.В настоящее время армированные волокном полимерные композиты широко используются в многофазных материалах в ортопедии, и большинство современных протезов верхних и нижних конечностей изготавливаются из композитов с лежащей в основе полимерной матрицей (Chandramohan and Marimuthu 2011). Основной причиной разработки биокомпозитов из натурального волокна является гибкость типа / распределения армирующих фаз в композитах и возможность получения биокомпозитов с широким диапазоном механических и биологических свойств (Ramakrishna et al. 2001). Материалы на биологической основе, такие как натуральные волокна, биополимеры и биокомпозиты, объединяют принципы устойчивого развития, промышленной экологии, экоэффективности и зеленой химии. Они могут быть использованы для разработки материалов, продуктов и процессов следующего поколения (Barthelat 2007; Zainudin and Sapuan 2009). Биоразлагаемые и биологические продукты, основанные на ежегодно возобновляемом сельскохозяйственном сырье и биомассе, могут сформировать основу для портфеля устойчивых, экологически эффективных продуктов, которые могут конкурировать и захватывать рынки, на которых в настоящее время доминируют продукты, основанные исключительно на нефтяном сырье (Mohanty et al. 2002). Большинство живых тканей, таких как кость, хрящ и кожа, по существу являются композитами (Meyers et al. 2008).

Натуральные волокна

Натуральные волокна — это волокна, не являющиеся синтетическими или искусственными (Garmendia et al. 2007). Натуральные волокна могут быть получены из растительных волокон, таких как сизаль, конопля, бамбук, кокосовое волокно, лен, кенаф, джут, рами, масличная пальма, ананас, банан, хлопок, и т.д., ., А также из животных источников, e.грамм. волокон шерсти, шелка и куриного пера (Mukhopadhyay and Fangueiro 2009). Натуральные волокна можно разделить на шесть основных категорий (рис. 1) в зависимости от части растения, из которого они получены, лубяных или стеблевых волокон (джут, лен, конопля, рами, розелле, кенаф, и т. Д. ), листовые волокна (банан, сизаль, манильская конопля, агава, абака, ананас, и т. и т. Д. .) И трава / тростник (бамбук, жмых, кукуруза, и т. Д.).) (Джавайд и Абдул Халил 2011). Традиционно натуральные волокна выращивались и широко использовались в неструктурных целях, а также в жилищном строительстве в качестве кровельного материала и изоляции стен. Свойства натуральных волокон сильно различаются (Joshi et al. 2004). Тип волокон, содержание влаги и форма волокон (пряжа, ткань, шпагат, рубленый, войлок, и т. Д. ) могут влиять на свойства (Navarro et al. 2008).Более того, на свойства также влияет место выращивания волокон, условия выращивания, часть растения, с которой они собраны, период выращивания и любые процессы вымачивания или экстракции (Ticoalu 2010).

Рис. 1. Классификация натуральных и синтетических волокон (Jawaid and Khalil 2011 — с разрешения)

В таблице 1 показаны механические свойства различных типов натуральных волокон для композитных материалов по сравнению с тканями человека.Ткани человека можно разделить на твердые (кости и зуб) и мягкие ткани (кожа, кровеносные сосуды, хрящи и связки). Твердые ткани жестче (с более высоким модулем упругости) и прочнее (с более высокой прочностью на разрыв), чем мягкие ткани. Кроме того, они по существу представляют собой композитные материалы с анизотропными свойствами, которые зависят от ролей и структурного расположения различных компонентов (, например, . Коллагена, эластина и гидроксиапатита) тканей (Рамакришна и др. .2001). В целом, натуральные волокна обладают сравнимыми механическими свойствами, а также биосовместимостью с тканями человека, так что часто нет вредного воздействия на ткани хозяина, что требуется для любых материалов, используемых в биомедицинских целях (Cheung et al. 2009) . Последние достижения в области полимерных композитов на основе натуральных волокон расширили их применение в биомедицинских приложениях и открывают значительные возможности для улучшения материалов из возобновляемых источников с усиленной поддержкой глобальной устойчивости.

Таблица 1. Механические свойства натуральных волокон для композитных материалов

Источник: Cheung et al . 2009

Биовяжущие

Биосвязывающие вещества, широко известные как биополимеры, представляют собой соединения, полученные из природных ресурсов, и состоят из мономерных звеньев, которые ковалентно связаны с образованием более крупных структур (Asokan et al. 2012a). Биологические связующие различаются по показателям текучести расплава, ударным свойствам, твердости, характеристикам паропроницаемости, коэффициенту трения и разложению (Flory and Requesens 2013).Биосвязывающие вещества находят множество применений в ряде областей, таких как системы доставки лекарств, заживление ран, пищевые контейнеры и сельскохозяйственные пленки, мешки для мусора, пленка, удерживающая почву, фильтрация, гигиена и защитная одежда, а также автомобильная промышленность (Wu and Wu 2006). Существует много типов биосвязывающих веществ, наиболее распространенные из которых показаны на рис. 2. Из поиска литературы становится ясно, что полностью рассасывающаяся фиксация трещин биокомпозита была достигнута на основе группы полимеров PLA (полимолочной кислоты); PLA обладают двумя основными характеристиками, которые делают их чрезвычайно привлекательным биорассасывающимся материалом: (1) они могут разлагаться внутри тела с контролируемой скоростью, e.грамм. путем варьирования молекулярной массы, доли их энантиомеров L и D-лактида или его сополимеризации с полимером PGA (полигликолевой кислоты), и (2) и, если кристаллизация полимера PLA предотвращена, продукты их разложения нетоксичны, биосовместимый и легко метаболизируемый (Hutmacher et al. 2000).

Рис. 2. Различные виды композитов из биоволокна и биовяжущих

Биокомпозиты

Полимерные композиты изготавливаются в основном с использованием высокопрочных синтетических волокон, таких как углерод, стекло и арамид, и низкопрочной полимерной матрицы; такие композиты доминируют в аэрокосмической, развлекательной, автомобильной, строительной, спортивной отраслях и биомедицине (Cheung et al. 2009). Из-за потребности в более экологически чистых материалах композитам из натуральных волокон вновь уделяется повышенное внимание. Хотя синтетические волокна, такие как стекловолокно, углеродные волокна и композитные материалы на основе арамида, являются материалами с высокими эксплуатационными характеристиками, они менее подвержены биологическому разложению и получают из невозобновляемых источников. Исследователи и предприниматели заинтересованы в использовании экологически чистых и устойчивых биокомпозитных материалов для биомедицинских и промышленных применений.В таблице 2 показаны преимущества и недостатки продуктов из натуральных волокон. Следовательно, использование натуральных волокон может принести как экологические выгоды, так и рентабельность.

Таблица 2. Преимущества и недостатки продуктов из натуральных волокон

В полимерных композитах натуральные волокна обычно обеспечивают прочность, а матрица обеспечивает связывание с волокнами (Verma et al. 2013). Натуральные волокна сами по себе не могут использоваться для выдерживания ряда нагрузок, ожидаемых во многих биомедицинских приложениях (Everitt et al. 2013). Поэтому для связывания и защиты натуральных волокон используется матричный материал. В зависимости от типа натуральных волокон, типа матрицы, пропорции волокнистой матрицы и типа производственного процесса свойства волокнистых композитов могут быть адаптированы для достижения желаемого конечного продукта (Ticoalu 2010). Как синтетическая, так и биополимерная смола может быть в виде термореактивной или термопластичной смолы. Матрица (биорезина / синтетическая смола) поддерживает волокнистый материал (натуральные волокна) и передает напряжение на волокно, чтобы выдерживать нагрузку в полимерных композитах, армированных натуральными волокнами.Изготовление биокомпозитов может осуществляться разными методами, иногда с размещением натурального волокна в желаемом направлении для получения полимерных композитов, обладающих определенными механическими свойствами. Натуральные волокна, доступные в различных формах (непрерывные, рубленые, тканые и тканевые), определяют конечные физико-механические свойства конечных компонентов.

Несколько факторов, которые необходимо учитывать для достижения желаемых механических свойств в композитах, армированных волокном, включают вид натуральных волокон, совместимый химический состав поверхности волокон и фаз матрицы, соответствующие поверхностные энергии и качество границы раздела (Cullen et al. 2013). Свойства натуральных волокон различаются не только между видами, но также сильно зависят от методов выращивания, выделения и обработки (Zhu et al. 2013). В случае композитов, армированных волокнами целлюлозы, несовместимость часто существует из-за гидрофильной природы поверхности волокон и в целом гидрофобной природы наиболее широко используемых типов полимерной матрицы (Cullen et al. 2013). Это приводит к недостаточной адгезии соединения на границе раздела, а также к плохой дисперсии волокон, что, в свою очередь, приводит к неоднородным свойствам материала в композитах (Kabir and Wang 2011).Улучшение механических свойств этих композитов было важной темой для многих исследователей (Sarasini et al. 2013). Было проведено множество исследований для определения влияния типа волокна и методов обработки на предел прочности на разрыв, модуль упругости и удлинение при разрыве композитов из натуральных волокон (Mueller and Krobjilowski 2004; Mukhopadhyay and Fangueiro 2009; Bledzki and Jaszkiewicz 2010). В следующей таблице приведены некоторые из этих результатов.

Таблица 3. Механические свойства различных композитов из натуральных волокон

Композиты из натуральных волокон могут использоваться в биомедицине для восстановления и реконструкции костей и тканей (Dhandayuthapani et al. 2011). Было обнаружено, что свойство (прочность на разрыв) композитов из натуральных волокон варьируется в зависимости от типа волокон (Таблица 3), а также от типа смолы и производственного процесса. На рис. 3 показано изготовление различных типов биокомпозитов в зависимости от формы их армирования.Из фиг. 3 ясно, что для изготовления биокомпозитов можно использовать различные виды армирующих материалов, , т.е. коротких волокон, непрерывных волокон и частиц (порошков). Основная проблема этих композитов — согласование поведения деградации обеих фаз и, особенно, границы раздела между волокном и матрицей.

Биоматериал

Конференция по развитию консенсуса национальных институтов здравоохранения определила биоматериал как «любой материал или смесь материалов, произведенных или натуральных по своей основе, которые могут использоваться в течение любого промежутка времени, как целостный элемент или как часть системы, которая обрабатывает, усиливает или заменяет любую ткань, орган или функцию тела »(Patel and Gohil 2012).Биоматериалы также можно определить как «материалы, используемые в имплантатах или медицинских устройствах и предназначенные или совместимые для взаимодействия с биологическими системами» (Ratner and Hoffman 2004). Люди использовали биоматериалы с древних времен: были найдены египетские мумии, а также искусственные зубы, глаза, носы и уши. Индийские и китайские мастера использовали клеи, воски и ткани для восстановления или регенерации аномальных частей тела в качестве традиционного лечения раненых или травмированных пациентов (Patel and Gohil 2012).На протяжении веков усовершенствования синтетических материалов, хирургических методов и методов стерилизации позволили использовать биоматериалы во многих отношениях. В идеале эти биоматериалы должны быть нетоксичными, неканцерогенными, химически инертными, стабильными и достаточно механически прочными, чтобы выдерживать повторяющиеся силы на протяжении всей жизни.

Выбор биоматериалов для биомедицинских приложений

Биоматериал, используемый для имплантата, должен обладать некоторыми важными свойствами, чтобы обеспечить длительное использование в организме без отторжения.Перед выбором подходящих композитов из натуральных волокон для биомедицинских и технических применений необходимо рассмотреть несколько факторов и вопросов, таких как биоразлагаемость, биорезорбируемость, биосовместимость, стерилизуемость, функциональность, технологичность, а также механические и термические свойства (Ambrose and Clanton 2004; DiGregorio 2009). ; Hin 2004). В другом исследовании исследователи сообщили, что при разработке биомедицинских композитов и прогнозировании их характеристик необходимо учитывать несколько дополнительных вопросов, таких как биологический ответ, биосовместимость и гибкость (Kutz et al. 2003). Биосовместимость является важным фактором, который позволяет различать химическую, биологическую и физическую пригодность материалов и их совместимость с точки зрения механических свойств (жесткость, прочность, оптимальная нагрузка) на границе имплантат / ткань (Рамакришна и др. 2001) . Дизайн и выбор биоматериалов зависят от различных свойств, которые приведены в таблице 4. Более того, следует отметить, что успех биоматериалов в организме зависит от хирургических методов, состояния здоровья и образа жизни пациентов (Рамакришна и др. .2001). Например, продольные механические свойства кортикальной кости выше, чем свойства поперечного направления. Анизотропия упругих свойств биологических тканей должна рассматриваться как важный критерий проектирования имплантатов, изготовленных из композитных биоматериалов.

Многие материалы могут использоваться в биомедицинских приложениях, и их можно сгруппировать в (а) металлы, (б) керамику, (в) полимеры и (г) композиты. Эти четыре класса используются по отдельности и в комбинации для формирования большинства доступных на рынке имплантационных устройств (Таблица 5).Металлы или керамика кажутся более подходящими для твердых тканей с механической точки зрения, чем полимеры для мягких тканей. С другой стороны, модули упругости металлов и керамики в 10-20 раз выше, чем у твердых тканей. Таким образом, имплантаты, изготовленные из этих материалов, обычно намного жестче, чем ткань, к которой они прикреплены. В ортопедической хирургии это несоответствие жесткости кости и металлических или керамических имплантатов влияет на нагрузку на границе имплантат / ткань.Поскольку степень нагрузки, переносимой костью и металлическим или керамическим имплантатом, напрямую зависит от их жесткости; кость недостаточно нагружена по сравнению с имплантатом. Закон Вольфса о ремоделировании кости, связанном со стрессом, гласит, что это приведет к снижению плотности кости и изменению архитектуры кости (Goldstein et al. 1991). При остеосинтезе это может повлиять на заживление переломов костей и может увеличить риск повторного перелома кости после удаления имплантата остеосинтеза, e.грамм. костная пластина.

Таблица 4. Ключевые факторы выбора материалов для биомедицинских приложений

Источник: Рамакришна et al. 2001

В этом отношении использование материалов с низким модулем упругости, таких как полимеры, представляется интересным, поскольку низкая прочность, связанная с более низким модулем, обычно снижает их потенциальное использование. Поскольку армированные волокном полимеры, полимерные композиционные материалы , то есть , обладают как низким модулем упругости, так и высокой прочностью, они были предложены для нескольких ортопедических применений (таблица 1).Еще одно достоинство армированного волокном полимера состоит в том, что можно получить свойства и конструкцию имплантата, соответствующие механическим и физиологическим условиям тканей хозяина, путем изменения объемных долей и расположения армирующей фазы. Следовательно, композитные материалы обладают большим потенциалом структурной биосовместимости, чем гомогенные монолитные материалы. Биомедицинские устройства, изготовленные из композитных материалов, обладают антикоррозийными свойствами, имеют высокую вязкость разрушения и более высокую устойчивость к усталостному разрушению по сравнению с металлическими сплавами и керамикой (Teoh 2000).

Таблица 5. Механические свойства различных классов биомедицинских материалов

Источник: Black and Hasting 1998; Cheung et al. 2009; Рамакришна и др. 2001.

Приложения

Коммерческое использование биоматериалов, полученных из экологически чистых материалов, значительно возрастает из-за роста цен на нефтепродукты и спроса на экологически безопасные и устойчивые биомедицинские устройства.Инновации в разработке и производстве композитных материалов увеличивают возможность реализации имплантатов с улучшенными характеристиками за счет использования биокомпозитов на основе растительных волокон. Однако для успешного применения хирурги должны быть уверены в долговечности и надежности композитных биоматериалов. В последнее время ведется работа по изучению использования волокон пальмового дерева в промышленных и биомедицинских целях (Anon 2013). В упомянутом исследовании исследователи планировали использовать гибридные волокна египетской и катарской пальм с крахмалом, водой и глицерином для производства материалов, которые не требуют больших затрат в производстве, но обладают высокой прочностью для промышленного и биомедицинского применения.На схематической диаграмме показано возможное использование биокомпозитов для восстановления, реконструкции и замены твердых тканей человека (рис. 3).

Рис. 3. Различные области применения различных полимерных композиционных биоматериалов

(Источник: Рамакришна и др. , 2001; с разрешения)

Литейные материалы (композитные материалы из тканых хлопчатобумажных тканей) использовались для формирования шин, слепков и скоб для фиксации костных фрагментов (Ramakrishna et al. 2001). Другие исследователи также сообщили, что традиционные материалы на основе целлюлозы и целлюлозы растительного происхождения (тканые хлопчатобумажные марлевые повязки) использовались в медицине в течение многих лет и в основном используются для остановки кровотечения (Czaja et al. 2007; Daunton and Kothari 2012 ). Также известно, что растительная целлюлоза может использоваться в клинических целях при исследованиях заживления ран в качестве фактора, стимулирующего грануляцию ткани в ложе раны после повреждения (Morgan and Nigam 2013).

Целлюлозные нановолокна, полученные из растительных волокон, обладают уникальными механическими, электрическими, химическими и оптическими свойствами, которые можно использовать для различных целей. Волокна листьев ананаса (PALF) считаются очень универсальным материалом, перспективным для широкого спектра биомедицинских и биотехнологических применений, таких как тканевая инженерия, доставка лекарств, перевязка ран и медицинские имплантаты (Cherian et al. 2010). Те же авторы также сообщили о разработке нанокомпозитов из нановолокон PALF для широкого спектра биомедицинских приложений, таких как сердечно-сосудистые имплантаты, каркасы для тканевой инженерии, восстановление суставного хряща, сосудистые трансплантаты, уретральные катетеры, протезы молочной железы, протезы полового члена, адгезионные барьеры и искусственные кожа (Giri et al. 2013; Cherian и др. . 2010). В другой интересной работе исследователи сообщили, что термостойкая наноцеллюлоза из волокон банана, джута и PALF может использоваться для различных передовых нанотехнологических приложений (Abraham et al. 2011). Исследователи получили нановолокна целлюлозы из льняных волокон, волокон конопли, крафт-целлюлозы и брюквы и разработали нанокомпозиты из нановолокон целлюлозы, которые могут найти применение в таких областях медицины, как пакеты для крови, сердечные устройства и клапаны, в качестве усиливающих биоматериалов (Bhatnagar 2005).Калия и др. (2011) рассмотрены методы обработки, свойства и биомедицинские применения наноцеллюлозы и целлюлозных композитов. Также Eichhorn et al. (2009) рассмотрел недавний прогресс, достигнутый в области нанокомпозитов на основе целлюлозного нановолокна и их применения. В таблице 6 приведены некоторые патенты, касающиеся применения натурального волокна для биомедицинских целей.

Биосовместимость

Биосовместимость обычно определяется как способность биоматериала действовать с соответствующей реакцией хозяина в конкретном приложении.При разработке биомедицинских биокомпозитов и прогнозировании их характеристик необходимо рассмотреть несколько вопросов, касающихся биологической реакции и реакции организма-хозяина (Hutmacher et al. 2000). По мере увеличения количества составляющих материалов в композите могут изменяться и вариации в ответе хозяина. Различные тесты in vitro и in vivo необходимы, чтобы установить, что отдельные материалы сами по себе являются биосовместимыми. Кроме того, необходимы дополнительные тесты, чтобы убедиться, что их конкретный состав, расположение и взаимодействие также являются биосовместимыми.

Материалы могут вызывать различную реакцию хозяина в объемной форме, чем в волокнистой или дисперсной форме. Например, вертлужная впадина протеза бедра, как правило, биосовместима, тогда как ее волокнистая форма, как и в случае тонко тканого материала, вызывает иную, более неблагоприятную реакцию (Patel and Gohil 2012). Более того, в ортопедических или стоматологических композитах трение в движущейся части может царапать матрицу и подвергать армирующий материал хозяину и создавать новые проблемы на стыке.

Таблица 6. Опубликованные патенты для биомедицинского применения натурального волокна

Взаимодействие материалов на границе раздела важно для работы композита, и на это может по-разному влиять реакция ткани. Поскольку биомедицинское применение натурального волокна и биокомпозита является новой областью, большая часть исследований сосредоточена на улучшении свойств натурального волокна, а также улучшении свойств между полимерными матрицами и натуральными наполнителями с целью улучшения физических и механических свойств конечных продуктов.Для решения этих важных проблем необходимо разработать новые и инновационные подходы к совместимости тканей in vitro и in vivo этого биоматериала.

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЕ ЗАЯВЛЕНИЯ

Разработка биокомпозитов с использованием натуральных волокон в качестве альтернативы материалам на нефтяной основе поможет снизить зависимость от импортной нефти, выбросы углекислого газа и поможет создать более экономические возможности для сельскохозяйственного сектора.Кроме того, биокомпозиты открывают возможности для улучшения окружающей среды, снижения энергопотребления, изоляционных и звукопоглощающих свойств. В настоящее время использование биокомпозитов в биомедицинских приложениях предлагает несколько преимуществ, таких как низкая стоимость, легкий вес, экологичность, биовозобновляемость и надежность. Однако у них также есть некоторые недостатки, такие как поглощение влаги и фотохимическая деградация из-за УФ-излучения. В связи с этим ведутся исследования, направленные на решение этих проблем.

Кости и ткани человека представляют собой композитные материалы, обладающие анизотропными свойствами. Анизотропия упругих свойств биологических тканей должна учитываться в критерии проектирования имплантатов, изготовленных из композитных биоматериалов. Решением этой проблемы является новый пористый резорбируемый керамико-полимерный биокомпозит с морфологией и механической прочностью, аналогичными свойствам натуральной губчатой кости. Более того, хирурги могут легко разрезать трансплантат прямо в операционной, чтобы адаптировать его форму к дефекту.Поскольку они обладают как низким модулем упругости, так и высокой прочностью, они были предложены для нескольких ортопедических применений. Кроме того, контролируя процентное содержание армирующей и непрерывной фазы, свойства и дизайн имплантата могут быть адаптированы к механическим и физиологическим условиям тканей хозяина. Кроме того, полностью устранены проблемы коррозии и выделения ионов металлов, вызывающих аллергию, таких как никель или хром. Композит обеспечивает высокую вязкость разрушения и высокую сопротивляемость усталостному разрушению.Эти биокомпозиты хорошо совместимы с современными методами диагностики, такими как компьютерная томография (КТ) и магнитно-резонансная томография (МРТ), поскольку они показывают очень низкое рассеяние рентгеновских лучей, а их магнитная восприимчивость очень близка к чувствительности тканей человека. Кроме того, они легкие. Для некоторых применений, таких как дентальные имплантаты, биополимеры обладают лучшими эстетическими характеристиками. Стоимость производства этих имплантатов, как правило, невысока, но производственный процесс может быть очень сложным. Биокомпозиты используются для изготовления твердых тканей, включая ортопедические гнезда, зубные штифты, внешние фиксаторы, костную пластину, ортодонтическую дугу, ортодонтические скобы, полную замену тазобедренного сустава, а также композитные винты и штифты.Примером использования биокомпозитов в клинической практике являются кейджи для спондилодеза. Преимущества для пациентов — более быстрое заживление кости, отсутствие риска передачи патогенов по сравнению с аллотрансплантатом, более быстрая и дешевая операция и меньшая боль по сравнению с аутотрансплантатом.

ССЫЛКИ

Abraham, E., Deepa, L.A., Pothan, M., Jacob, S., Thomas, U., Cvelbar, R., and Anandjiwala. (2011). «Экстракция наноцеллюлозных волокон из лигноцеллюлозных волокон: новый подход», Carbohydrate Polymers 86 (4), 1468-1475.

Aggerholm, S., Bodewadt, T., and Lysgaard, T. (2013). «Медицинский баллон со встроенными волокнами», патент ВОИС WO / 2013/148399.

Амброуз, К. Г., и Клэнтон, Т. О. (2004). «Биоабсорбируемые имплантаты: обзор клинического опыта в ортопедической хирургии», Annals of Biomedical Engineering 32 (1), 171-177, получено с http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14964733

Асокан П., Фирдоус М. и Сонал В. (2012a). «Свойства и потенциал биоволокон, биовяжущих и биокомпозитов», Rev.Adv. Матер. Sci . 30, 254-261.

Асокан П., Фирдоус М. и Сонал В. (2012b). «Свойства и потенциал биовяжущих и биокомпозитов», Rev. Adv. Матер. Sci . 30, 254-261. Получено с http://mp.ipme.ru/e-journals/RAMS/no_33012/04_asokan.pdf

Бартелат, Ф. (2007). «Биомиметика для материалов следующего поколения», Philosophical Transactions. Серия A, Математические, физические и технические науки 365 (1861), 2907-2919. DOI: 10.1098 / RSTA.2007.0006

Бхатнагар А. (2005). «Обработка композитов, армированных нановолокном целлюлозы», Журнал армированных пластиков и композитов 24 (12), 1259-1268, DOI: 10.1177 / 0731684405049864

Бьяджиотти, Дж., Апулия, Д., и Кенни, Дж. М. (2004). «Обзор композитов на основе натуральных волокон — Часть I.», Natural Fiber 1 (2), 37-68.

Бледски А., Яшкевич А. (2010). «Механические характеристики биокомпозитов на основе PLA и PHBV, армированных натуральными волокнами — сравнительное исследование с полипропиленом», Composites Science and Technology 70 (12), 1-37.Получено с http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0266353810002319

Бодрос, Э., Пиллин, И., Монтреле, Н., и Бейли, К. (2007). «Могут ли биополимеры, армированные беспорядочно разбросанными льняными волокнами, использоваться в конструкционных целях?» Наука и технологии композитов 67 (3-4), 462-470.

Чандрамохан, Д., и Маримуту, К. (2011). «Характеристика натуральных волокон и их применение в заменителях костной пластики», Acta of Bioengineering and Biomechanics / Wrocław University of Technology 13 (1), 77-84.Получено с http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/21500767

Cheng, G., и Cheng, J. (2010). «Функциональная полоса живота из волоконной ткани в дальнем инфракрасном диапазоне с использованием наноразмерных элементов селена, германия и цинка в традиционной китайской медицине», — патент Китая CN101703317.

Cherian, B., Leao, A., Souza, D., Thomas, S., and Pothan, L. (2010). «Выделение наноцеллюлозы из волокон листьев ананаса паровым взрывом», Углеводные полимеры 81 (3), 720-725.

Чунг, Х., Хо, М., Лау, К., Кардона, Ф., и Хуэй, Д. (2009). «Композиты, армированные натуральными волокнами, для биоинженерии и экологической инженерии», Composites Part B: Engineering 40 (7), 655-663. DOI: 10.1016 / j.compositesb.2009.04.014

Корби, Т. (2001). «Оценка жизненного цикла биоволокон, заменяющих стекловолокно в качестве арматуры в пластмассах», 33, 267-287.

Коттансо, Дж. П., Надул, Г., Шевийон, Г., и Руссин, М. (1998). «Медицинский протез, особенно для аневризм, с соединением между его вкладышем и его структурой», Европейский патент EP0818184

.

Каллен, Р.К., Сингх М. М. и Саммерскейлз Дж. (2013). «Характеристика армирующих материалов и композитов из натуральных волокон», Journal of Composites 2013, 1-4. DOI: 10.1155 / 2013/416501.

Чая В. К., Янг Д. Дж., Кавецки М. и Браун Р. М. (2007). «Будущие перспективы микробной целлюлозы в биомедицинских приложениях», Биомакромолекулы 8 (1), 1-12. DOI: 10.1021 / bm060620d

Даунтон, К., и Котари, С. (2012). «История материалов и методов лечения ран», Управление ранами 20 (4).Получено с http: //search.informit. com.au/documentSummary;dn=058025628512911;res=IELHEA

Дхандаютхапани Б., Йошида Ю., Маэкава Т. и Кумар Д. С. (2011). «Полимерные каркасы в применении тканевой инженерии: обзор», International Journal of Polymer Science 2011 (ii), 1-19. DOI: 10.1155 / 2011/2

ДиГрегорио, Б. Э. (2009). «Биопластик с высокими эксплуатационными характеристиками: Mirel», Chemistry & Biology 16 (1), 1-2. DOI: 10.1016 / j.chembiol.2009.01.001.

Эйххорн, С. Дж., Дюфрен, А., Арангурен, М., Маркович, Н. Э., Кападона, Дж. Р., Роуэн, С. Дж., И Пейс, Т. (2009). «Обзор: текущие международные исследования целлюлозных нановолокон и нанокомпозитов», Журнал материаловедения 45 (1), 1-33.

Эверит, Н. М., Абулхаир, Н. Т., и Клиффорд, М. Дж. (2013). «Поиск связей между структурами натуральных волокон и их физическими свойствами», Материалы конференции по материаловедению , 1-10.DOI: 10.1155 / 2013/141204.

Флори А. и Рекесенс Д. (2013). «Разработка системы зеленого переплета для бумажной продукции», BMC , Источник: http://www.biomedcentral.com/content/pdf/1472-6750-13-28.pdf

Гарсия, М. И., и Гармендиа, Дж. Г. (2007). «Влияние типа натурального волокна на экокомпозиты», Журнал прикладной науки о полимерах 107, 2994-3004.

Гири Дж., Адхикари Р. и Кампус Т. (2013). «Краткий обзор экстракции наноцеллюлозы и ее применения», Nepal Journals OnLine 9, 81-87.

Гольдштейн, С.А., Мэтьюз, Л.С., Кун, Дж. Л., и Холлистер, С. Дж. (1991). «Ремоделирование губчатой кости: экспериментальная модель», Journal of Biomechanics , 24 (Suppl. 1), 135-150. Получено с http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17

Хин, Т. С. (2004). Технические материалы для биомедицинских приложений (Том 1). World Scientific. DOI: 10.1142 / 5673

Hutmacher, D., Hürzeler, M. B., and Schliephake, H. (2000). «Обзор свойств материалов биоразлагаемых и биорезорбируемых полимеров и устройств для применений GTR и GBR», Международный журнал оральных и челюстно-лицевых имплантатов 11 (5), 667-678.Получено с http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8

7

Джаваид, М., и Абдул Халил, Х. П. С. (2011). «Гибридные композиты из целлюлозного / синтетического волокна, армированного полимером: обзор», Carbohydrate Polymers 86 (1), 1-18. DOI: 10.1016 / j.carbpol.2011.04.043

Джоши, С., Дрзал, Л., Моханти, А., и Арора, С. (2004). «Превосходят ли композиты из натурального волокна с экологической точки зрения по сравнению с композитами, армированными стекловолокном?» Композиты, часть A: Прикладная наука и производство 35 (3), 371-376.DOI: 10.1016 / j.compositesa.2003.09.016

Кабир М. и Ван Х. (2011). «Влияние поверхности натурального волокна на свойства композита: обзор», Труды 1-й Международной конференции для аспирантов по проектированию, проектированию и разработке искусственной среды для устойчивого благополучия, Источник: http://eprints.usq.edu.au/18822

Калиа С., Дюфрен А., Чериан Б. М., Кейт Б. С., Авероус Л., Нджугуна Дж. И Нассиопулос Е. (2011). «Био- и нанокомпозиты на основе целлюлозы: обзор», Международный журнал науки о полимерах. Том 2011 г., идентификатор статьи 837875, 35 страниц. DOI: 10.1155 / 2011/837875 .

Калиа С., Кейт Б. и Каур И. (2009). «Предварительная обработка натуральных волокон и их применение в качестве армирующего материала в полимерных композитах — обзор», Polymer Engineering & Science 49 (7), 1253-1272. DOI: 10.1002 / ручка

Куц, М., Адрезин, Р., и Барр, Р. (2003). Стандартный справочник по биомедицинской инженерии и дизайну (стр. 1-17). Получено с http: // www.pessoal.utfpr.edu. br / pichorim / AULA / Bioengenharia / Kutz_Biomed_17.pdf

Лунд, С. С., Оле, О., Бруун, Л. Дж., Логструп, А. Т., Повл, Б., Клаус, Б., и Кристоффер, А. (2008). «Медицинское устройство Mouritsen Soren для введения в сустав», Патент США US200

459.

Маджид К., Джаваид М., Хассан А., Абу Бакар А., Абдул Халил Х. П. С., Салема А. А. и Инува И. (2013). «Возможные материалы для упаковки пищевых продуктов из гибридных композитов, наполненных наноглиной и натуральными волокнами», Materials & Design 46, 391-410.DOI: 10.1016 / j.matdes.2012.10.044

Мао, З. (2012). «Антибактериальная подушка из холодного волокна из полиэстера», патент Китая CN102715804

.

Мейерс, М.А., Чен, П.-Й., Лин, А.Ю.-М., и Секи, Ю. (2008). «Биологические материалы: структура и механические свойства», Прогресс материаловедения 53 (1), 1-206. DOI: 10.1016 / j.pmatsci.2007.05.002

Milanese, A.C., Cioffi, M.O.H., и Voorwald, H.J.C. (2011). «Механическое поведение композитов из натуральных волокон», Procedure Engineering 10, 2022-2027.DOI: 10.1016 / j.proeng.2011.04.335

Моханти, А.К., Мисра, М., и Дрзал, Л. (2002). «Устойчивые биокомпозиты из возобновляемых ресурсов: возможности и проблемы в мире экологически чистых материалов», Журнал полимеров и окружающей среды 10 (1-2), 18-26.

Морган, К., Нигам, Ю. (2013). «Факторы природного происхождения и их роль в стимулировании ангиогенеза для заживления хронических ран», Ангиогенез 16 (3), 493-502. DOI: 10.1007 / s10456-013-9341-1

Мюллер, Д., и Krobjilowski, A. (2004). «Повышение ударной вязкости композитов, армированных натуральным волокном, за счет специально разработанных материалов и параметров процесса», Int. Нетканые материалы J. 13 (4), 31-38. Получено с http://www.jeffjournal.org/INJ/inj04_4/p31-38t-mueller.pdf

Mukhopadhyay, S., and Fangueiro, R. (2009). «Физическая модификация натуральных волокон и термопластичных пленок для композитов — обзор», Журнал термопластичных композиционных материалов 22 (2), 135-162.DOI: 10.1177 / 08927057080

Наварро, М., Мичиарди, А., Кастаньо, О., и Планелл, Дж. А. (2008). «Биоматериалы в ортопедии», журнал Королевского общества, интерфейс / Королевское общество 5 (27), 1137-1158. DOI: 10.1098 / rsif.2008.0151

Оксман К., Скрифварс М., Селин Дж-Ф. (2003). «Натуральные волокна в качестве усиления в композитах на основе полимолочной кислоты (PLA)», Composites Science and Technology 63, 1317–1324.

Патель, Н. Р., Гохил, П. П.(2012). «Обзор биоматериалов: область применения, применение и значение анатомии человека», International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering 2 (4), 91-101.

Апулия, Д., Бьяджиотти, Дж., И Кенни, Дж. (2005a). «Обзор композитов на основе натуральных волокон — Часть II: Применение природных армирующих материалов в композитных материалах для автомобильной промышленности», Journal of Natural Fibers 1 (3). Получено с http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1300/J395v01n03_03

.

Апулия, Д., Бьяджиотти Дж. И Кенни Дж. (2005b). «Обзор композитов на основе натуральных волокон — Часть II: Применение природных армирующих материалов в композитных материалах для автомобильной промышленности», Journal of Natural Fibers 1 (3). Получено с http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1300/J395v01n03_03

.

Рамакришна С., Майер Дж., Винтермантел Э. и Леонг К. В. (2001). «Биомедицинские применения полимерно-композиционных материалов: обзор», Composites Science and Technology 61, 1189-1224.

Ратнер, Б., и Хоффман, А. (2004). Наука о биоматериалах: междисциплинарное исследование , Электронная книга Google, Academic Press. Получено с http://www.elsevierdirect.com/companions/9780125824637/samplechapters/ch01.pdf

Романзини Д., Луис Х., Джуниор О., Кампос С. и Хосе А. (2012). «Приготовление и определение характеристик гибридных композитов с полимерной матрицей, армированной стекловолокном и рами. 2. Методики экспериментов », 15 (3), 415-420.

Саин М. и Бхатнагар А.(2005). «Производство нановолокон из натуральных волокон, сельскохозяйственных волокон и корневых волокон», патент CA2437616.

Сарасини, Ф., Апулия, Д., Фортунати, Э., Кенни, Дж. М., и Сантулли, К. (2013). «Влияние обработки поверхности волокна на термомеханическое поведение композитов поли (молочная кислота) / phormium tenax», журнал , журнал полимеров и окружающей среды, 21 (3), 881-891. DOI: 10.1007 / s10924-013-0594-y

Страндквист, М. (2012). «Смываемая влажная салфетка или гигиеническая салфетка», патент CN102665510

.

Танигучи, К., Коно, И., Танабе, К., Джо, Ю., и Охниши, И. (JP). (2006). «Рассасывающиеся защитные покрытия для ран с использованием губки и способ ее получения», патент WIPO WO / 2002/054998.

Теох, С. (2000). «Усталость биоматериалов: обзор», International Journal of Fatigue 22 (10), 825-837. DOI: 10.1016 / S0142-1123 (00) 00052-9

Тикоалу А. (2010). «Обзор текущих разработок композитов из натурального волокна для структурных и инфраструктурных приложений», Труды инженерной конференции Южного региона, 2010 г.Получено с http://eprints.usq.edu.au/9253

Верма Д., Гопе П., Шандиля А. (2013). «Армирование кокосовым волокном и применение в полимерных композитах: обзор», J. Mater. Environ. Sci. 4 (2), 263-276. Получено из http://scholar.google.com/scholar?hl=ru&btnG=Search&q=intitle:Coir + Fiber + Reinforcement + and + Application + in + Polymer + Composites +: + A + Review # 4

Wu, T.-M., and Wu, C.-Y. (2006). «Биоразлагаемые поли (молочная кислота) / хитозан-модифицированные нанокомпозиты монтмориллонита: получение и характеристика», Разложение и стабильность полимера 91 (9), 2198-2204.DOI: 10.1016 / j.polymdegradstab.2006.01.004

Сян, К., Гофэн, X, Хуан, Д. У. и Се, В. (2012). «Медицинский наполнитель из натурального пористого волокна и его дренажное устройство с вакуумным уплотнением», Патент Китая CN102715983.

Сюэ, К., Сюй, Ф., Ю, В., Лю, А., Пу, Ю., и Чжан, Л. (2012). «Процесс производства антибактериальной бамбуковой целлюлозы, используемой для волокна с высоким модулем упругости во влажном состоянии», патент Китая CN102677504

.

Yang, H.-S., Wolcott, M.P., Kim, H.-S., Kim, S., and Kim, H.-J. (2006). «Свойства наполненных лигноцеллюлозным материалом полипропиленовых биокомпозитов, изготовленных с использованием различных производственных процессов», Polymer Testing 25 (5), 668-676.DOI: 10.1016 / j.polymertesting.2006.03.013

Ю. Г. (2003). «Натуральный антибактериальный материал и его использование», патент Китая CN1461827.

Зайнудин, Э., Сапуан, С. (2009). «Механические свойства композитов ПВХ, армированных натуральным волокном: обзор», Sains Malaysiana 38 (4), 531-535. Получено с http://journalarticle.ukm.my/45/

.

Чжоу, С., и Ву, З. (2006). «Противовирусное волокно, способ его получения и использование», Патент Китая CN1609336.

Чжу, Дж., Чжу, Х., Нджугуна, Дж., И Абхьянкар, Х. (2013). «Последние разработки льняных волокон и их армированных композитов на основе различных полимерных матриц», Материалы 6 (11), 5171-5198. DOI: 10.3390 / ma6115171

Статья подана: 24 января 2014 г .; Рецензирование завершено: 29 марта 2014 г .; Доработанная версия получена: 22 апреля 2014 г .; Принята в печать: 4 мая 2014 г .; Опубликовано: 12 мая 2014 г.

Самый быстрый словарь в мире: Vocabulary.com

растительное волокно, полученное из растений

растительное волокно, полученное из растений

личинка растений Относится к цикадкам и плевкам, но редко повреждает культурные растения

полиэфирное волокно быстросохнущее эластичное синтетическое волокно, состоящее в основном из полиэстера

цикадка родственна цикадке и плевка, но редко повреждает культурные растения

баланс сил равновесие сил между странами

растительная жизнь (ботаника) живой организм, лишенный способности передвигаться

лубяные волокна прочные древесные волокна, полученные, в частности, из флоэмы различных растений

завод
заказать завод

сеялка Рабочий, который закладывает или закладывает семена или рассаду в землю

подорожник банановое дерево, на котором свисают гроздья съедобных угловатых зеленовато-крахмалистых плодов; тропики и субтропики

жалобно, выражая печаль

семейство растений семейство растений

вирус растений патоген растений, представляющий собой вирус, состоящий из одной цепи РНК

подошвенный, относящийся к нижней поверхности стопы или встречающийся на ней

корма для растений любое вещество, такое как навоз или смесь нитратов, используемое для повышения плодородия почвы

Polianthes tuberosa клубневое мексиканское растение с травянистыми листьями, культивируемое из-за его шипов из очень ароматных белых восковых цветов, похожих на лилии

владелец плантации владелец или управляющий плантацией

Навигация по записям

Какие батончики можно есть при похудении: Развеиваем мифы спортивного питания: можно ли стать стройнее на фитнес-батончиках
Ложный валуй: Ложный валуй — это… Что такое Ложный валуй?

Добавить комментарий Отменить ответ
Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *
Комментарий *
Имя *

Email *

Сайт