Faserforschung und Textiltechnik: Band 21, Heft 11 November 1970 [Reprint 2021 ed.] 9783112489567, 9783112489550

Citation preview

11 1970

Faserforschung und Textiltechnik WISSENSCHAFTLICH-TECHNISCHE

ZEITSCHRIFT

FÜR D I E C H E M I E F A S E R - U N D TEXTILINDUSTRIE

BEGRÜNDET ERICH

VON

CORRENS

HERAUSOEGEBEN WOLFGANO BURKART

VON

BOBETH

PHILIPP

SCHRIFTLEITER

U N D WALTER

-

-

ERICH HANS

CORRENS BOHRINGER

CHRISTIAN

J. B R A M E R

FRENZEL

UND

-

HERMANN

KLARE

RUSCHER I.

A U S

D E M

I N H A L T

Bobeth, Faulstich, Sonntag und T a u s c h - M a r t o n Automatische Textilprüfung m i t elektronischer Meßwerterfassung und M e ß w e r t a u s w e r t u n g am Beispiel der A x i a l d r u c k p r ü f u n g Glöckner Modell z u r Demonstration von Z a h l e n m i t t e l , M a s s e m i t t e l usw. an S y s t e m e n m i t stetigen Kettenlängenverteilungen P h i l i p p , van N g h i u n d B a u d i s c h Untersuchungen z u m Einfluß von C a r b o x y l - und Carbonylgruppen auf den V e r l a u f des t h e r m i s c h e n und ä t h a n o l y t i s c h e n A b b a u s der Cellulose 2. M i t t . : T h e r m i s c h e r A b b a u verschiedenartig hergestellter Oxycellulosen Grobe und Gensrich Elektronenmikroskopische Untersuchungen an U l t r a d ü n n s c h n i t t e n von Celluloseregeneratfäden T e i l V : Die S t r u k t u r von Mantel/Kern-Fäden

RUSCHER

L i n o w und P h i l i p p Z u r Bestimmung der relativen M o l e k ü l m a s s e von P o l y a c r y l n i t r i l mittels Sedimentationsund V i s k o s i t ä t s m e s s u n g e n Pecho£ Numerische Differentiation von Versuchskurven 18. und 19. M i t t e i l u n g des F A T e x t i l t e r m i n o l o g i e der K a m m e r der T e c h n i k KurzeMitteilungen Differentialanalytische und t h e r m o g r a v i m e t r i s c h e A n a l y s e der Polyesterfaser „ Y A M B O L E N " Neue Bücher Patentschau Literaturschau

AKADEMIE-VERLAG Faserfonch. u. Textiltechnik • 21. Jahrg. •

BERUH

H e f t 11 • Seiten 4 5 3 - 500« Berlin i m N o v e m b e r 1970

7 QUALTTÄTS 1 GRUNDSTOFFE AUS SCHKOPAU GRUNDLAGE ECHTER SPTTZEN V ERZEUGNISSE J

Schmeichelnd und anschmiegsam, aber auch pflegeleicht und naßbeständig — wie der Verbraucher Stoffe wünscht — so müssen Stoffe sein. Unter dem Namen PRÄWOZELL® bieten wir Ihnen Appreturmittel, die alle textilen Gewebe mit jedem gewünschten Effekt ausrüsten. Mit PRÄWOZELL-Appreturmitteln aus Schkopau werden Tuche, Möbelbezugstoffe, Samt, Cord und Chemiefasergewebe, Gardinen, Filze, Teppiche u. a. pflegeleicht und in hoher Repräsentationsgüte veredelt. Mit PRÄWOZELL schaffen Sie Spitzenerzeugnisse, wie der Verbraucher sie wünscht. Eingehende Informationen geben wir Ihnen gern.

KOMBINAT VEB CHEMISCHE WERKE BUNA DDR • 4212 SCHKOPAU

Faserforschung und Textiltechnik DK

21 (1970) 11 , S . 4 5 3 - 5 0 0

681.34-34/-38:53.08:677.017.43:677.014.86

Bobeth, Wolfgang, Tausch-Marion,

Faulstich, Harald

Heidemarie,

Sonntag,

Peter,

und

DK

678.745.32:541.24:532.13.08:532.133.08

Linow,

u n d Philipp,

Kart-Joachim,

Automatische Textilprüfung mit elektronischer Meßwerterfassung und Meßwertauswertung a m Beispiel der Axialdruckprüfung

Zur Bestimmung acrylnitril mittels gen

F a s e r f o r s c h , u. 6 Abb., 8 Lit.

Faserforsch, u. T e x t i l t e c h n i k 5Abb., 1 Tab., 14 Lit.

Textiltechnik

(1970)

21

11,

S. 453 — 459.

Burkart

der relativen Molekülmasse v o n PolySedimentations- und Viskositätsmessun21

(1970)

11,

S. 4 8 3 — 4 8 6 .

Anhand eines noch neuen Prüfverfahrens zur Eigenschafts- und Sfcrukturuntersuchung von Faserstoffen wird eine Anlage zur Erfassung und Auswertung der nach diesem Verfahren erhaltenen Prüfwerte beschriehen. Die Meßwerte werden nach analog-digitialer Wandlung auf einem Lochstreifen mit entsprechenden Zusatzinformationen abgespeichert. Die Auswertung des Lochstreifens erfolgt nach einem vorgegebenen variablen Programm und liefert alle interessierenden Parameter einer Spannungs-Stauchungs- bzw. Dehnungs-Schaulinie mit statistischen Angaben. Die Anlage arbeitet wahlweise handgesteuert oder automatisch.

Es wird über die Anwendung von Sedimentations-Viskositäts-Messungen zur Bestimmung der relativen Molekülmasse von Homopolymeren des Acrylnitrils berichtet. Die erhaltenen Ergebnisse werden mit Literaturdaten verglichen, und es wird eine Eichbeziehung für viskosimetrische Messungen angegeben.

D K 519.25:541.24: [681.26:531.232]

DK

Glöckner,

Pechoc,

Gottfried

Modell zur D e m o n s t r a t i o n von Zahlenmittel, Massemittel usw. an S y s t e m e n mit stetigen Kettenlängenverteilungen Faserforsch, 8 Abb.

u.

Textiltechnik

21

(1970)

11,

S.

460—464.

518.43:513.61:681.322-34/-38 Vladimir

Numerische Differentiation von Versuchskurven Faserforsch, u. T e x t i l t e c h n i k 4 Abb., 2 Tab., 4 Lit.

21

(1970)

11,

S.

487-490,

Die Mittelwerte von Verteilungsfunktionen werden mit Hilfe einer Drehmomentwaage und Modellkörpern mit Profilen nach Verteilungsfunktionen bestimmt. Als Beispiel wird die Demonstration von Zahlenmittcl und Massemittel beschrieben. Im Gegensatz zu Modellrechnungen lassen sich auch höhere Mittelwerte veranschaulichen.

Zur Gewinnung der ersten und zweiten Ableitungen sowie zur Bestimmung der Koordinaten der Wendepunkte von experimentell ermittelten Kurven wird eine Art numerischer Differentiation angeführt, bei der gleichzeitig ein Ausgleich der Versuchswerte mit Hilfe der Methode der kleinsten Quadrate durchgeführt wird. Als Ergebnis der Differentiation, die vorteilhaft mit Hilfe eines elektronischen Digitalrechners durchgeführt wird, ergeben sich die Werte der ersten und zweiten Ableitungen in allen Versuchspunkten und die Koordinaten aller Wendepunkte der Ausgangskurve.

D K 547.458.81:633.511:677.463:546.157'33: 546.133.3'33 [536.495:542.92]: 542.943:541.24:547.28/29-02

D K 001.4:003.62:677-418

Philipp,

Burkart,

van

Nghi,

Dinh,

und.Baudisch,

Josef

Untersuchungen zum Einfluß von Carboxyl- und Carbonylgruppen auf den V e r l a u f des t h e r m i s c h e n und ä t h a n o l y t i schen A b b a u s der Cellulose 2. M i t t . : T h e r m i s c h e r A b b a u v e r s c h i e d e n a r t i g h e r g e s t e l l t e r Oxycellulosen F a s e r f o r s c h , u. T e x t i l t e c h n i k 3 Abb., 3 Tab., 6 Lit.

21

(1970)

11,

S.

465-469.

Es wurde der Einfluß von Carboxylgruppcn auf den thermischen Abbau von nativen Baumwoll-Linters und Normalviskoseseide untersucht, die mit Natriumperjodat, Kaliumbichromat und Distickstofftetroxid sowie anschließend mit Natriumchlorit oxydiert worden waren. Die Erhöhung des Gehaltes an CarboxylgrUppen führt zu einem rascheren DP-Abfall bei thermischer Behandlung. Dies gilt sowohl für verschiedene Abbautemperaturen als auch für verschiedene Oxydationsmethoden. Während des thermischen Abbaus erfolgt in allen Fällen eine erhebliche Abnahme des Carboxylgruppengehaltes, die sowohl gleichermaßen vom übermolekularen Bau der Ausgangsprobe als auch vom Oxydationsverfahren abhängig ist. Eine Differenzierung der Carboxylgruppen in den Oxycellulosen vor und nach thermischem Abbau war nicht möglich, da sowohl Accessibilitäts- als auch Aciditätsunterschiede die Meßwerte beeinflussen. DK Grobe,

677.463:677.021.125:677.021.125.3:077.463.061.3:546.226:537.533.35 Anneliese,

u n d Gensrich,

Heinz

21

(1970)

an

11,

Ultradünn-

Kurze Mitteilungen D K 677.494.674'524'420: Ö43.226/.227: [536.495:542.92]: 542.929.4:539.26 Dimov,

K.,

Betschev,

Chr.,

Lasar

ova,

R.y u n d Alexandrova,

Differentialanalytische und thermogravimetrische der Polyesterfaser „ y a m b o l e n "

Iv.

Analyse

Faserforsch, u. T c x t i l t e c h n i k 2 1 (1970) S. 4 9 2 — 4 9 4 . 5 A b b . , 8 Lit.

Neue B ü c h e r S. 494. Patentschau S. 495—497. L i t e r a t u r s c h a u S. 4 9 7 — 5 0 0 .

S.

der

F a s e r f o r s c h , u. T e x t i l t e c h n i k 2 1 ( 1 9 7 0 ) 1 1 , S . 4 9 1 .

Jürgen

Elektronenmikroskopische Untersuchungen schnitten von Celluloseregeneratfäden Teil V : Struktur von Mantel/Kern-Fädcn F a s e r f o r s c h , u. T e x t i l t e c h n i k 17 Abb., 4 Tab., 29 Lit.

1 8 . u n d 1 9 . M i t t e i l u n g des F A T e x t i l t e r m i n o l o g i e K a m m e r der Technik

470-482.

Zum Studium des Einflusses von Zink und Modifikator auf die Strukturbildung wurden Celluloseregeneratfäden in einem Spinnbad von 1 n H a S 0 4 und 2 n Na 8 S0 4 mit steigendem Gehalt an Zinksulfat und verschiedenen Temperaturen ohne Reckung ersponnen und im primären Gelzustand als Ultradünnschnitte elektronenmikroskopisch sowie nach der Trocknung der Fäden als Dünnschnitte licht mikroskopisch untersucht. Die Querschnittsmorphologie dieser Fäden ist durch die Differenzierung in eine Randzone dichter Cellulosepackung und in ein lockeres dreidimensionales Cellulosenetz gekennzeichnet, die den bekannten Strukturzonen Mantel und Kern entsprechen.

D e r N a c h d r u c k dieser A n g a b e n ist s t a t t h a f t

Quantentheorie Einführung und Originaltexte Von D. ter H A A R (Übersetzung aus dem Englischen) In deutscher Sprache herausgegeben von Dr. A. Kühnel (Wissenschaftliche Taschenbücher, Texte) 1969. 255 Seiten • 15 Abbildungen • 5 Tabellen • 8° • 12,50 M Bestell-Nr. 7056; E D V - N r . 761 2127 Der Band behandelt die ältere Quantentheorie von Planck und Einstein bis Bohr. Im 1. Teil werden die Strahlungsformel für den schwarzen Körper, die Lichtquanten, das Rutherfordsche Atommodell, das Bohrsche Atommodell, die Atomspektren in der alten Quantentheorie und die Strahlungstheorie besprochen.

Bestellungen

durch

eine

Buchhandlung

erbeten

A K A D E M I E - V E R L A G

PLASTVERARBEITUNG

B E R L I N

LEDER UND KUNSTLEDER F A C H K U N D E IN S T I C H W O R T E N Von Prof. Dr. phil.-habil. F R I T Z

Verarbeitung von P V C und a n d e ren P l a s t e n , S p e z i a l i t ä t formung

und

Verpackungen

Dritte verbesserte Auflage 1959. VI, 139 Seiten, 101 Schemazeichnungen, 10 Tab., gr. 8°, Halbleinen M U , 8 0

Vakuum-

Herstellung für

von

verschiedene

Industriezweige.

HANS J O A C H . WOLFEL 401 H A L L E (SAALE) H A N S E R I N G 0 10 Tel. 2 '¡5 05

STATHER

KG

„ D e m Nachwuchs wird mit dem vorliegenden W e r k eine Unterlage in die Hand gegeben, welche in allgemein verständlicher Form stichwortartig über alle vorkommenden Begriffe kurze und präzise Auskunft erteilt . . . Diese Ausführungen sind trotz ihrer K u r z e inhaltlich erschöpfend und logisch begründet." (Farben,

Lacke und Anstrichmittel,

AKADEMIE-VERLAG

•

Stuttgart)

BERLIN

Die Zeitschrift „Faserforschung und Textiltechnik" erscheint monatlich in Heften zu 48 Textseiten im Format A 4. Der Preis f ü r das Einzelheft beträgt IVI 15,— (Sonderpreis für D D R M 9, — ), f ü r den Vierteljahrbezug M 45,— (Sonderpreis für D D R M 27, — ), zuzügl. Bestellgeld. Die Berechnung erfolgt zu Beginn eines Vierteljahrs für 3 Hefte. Bestellungen aus dem Gebiet der Deutschen Demokratischen Republik an ein Postamt, eine Buchhandlung oder den Verlag, aus der Deutschen Bundesrepublik an eine Buchhandlung oder die Auslieferungsstelle K u n s t und Wissen, Erich Bieber, 7 Stuttgart 1, Wilhelmstraße 4 — 6, aus dem Ausland an eine Importbuchhandlung, den Deutschen Buch-Export und -Import GmbH., 701 Leipzig, Postschließfach 276, oder den Akademie-Verlag GmbH., 108 Berlin, Leipziger Str. 3 - 4 (Fernruf: 220441; Telex-Nr. 0112020; Postscheckkonto 35021) erbeten. Bestellnummer dieses Heftes: 1014/20/11. Alleinige Anzeigenannahme D E W A G - W E R B U N G , 102 Berlin, ltosenthaler Str. 28/31, und alle DEWAG-Betriebe in den Bezirksstädten der D D R . — Bestellungen in der UdSSR nehmen entgegen: Städtische Abteilungen von „ S O J U Z P E C H A T J " bzw. Postämter u n d Postkontore. Herausgeber und verantwortlich für den I n h a l t : Prof. Dr. Erich Correns, Institut für Faserstoff-Forschung der Deutschen Akademie der Wissenschaften zu Berlin, 153 Teltow-Seehof, Fernruf: Teltow 4831; Prof. Dr.-Ing. habil. Wolfgang Bobeth, Institut f ü r Technologie der Fasern der Deutschen Akademie der Wissenschaften zu Berlin, 801 Dresden, Hohe Str. 6, Fernruf: 44721; Prof. Dr.-Ing. Hans Böhringer, Institut für Textiltechnologie der Chemiefasern Rudolstadt, Fernruf: Rudolstadt 2031; Prof. Dr. Hermann Klare, Prof. Dr. habil. Burkart Philipp und Dr. habil. Christian Ruscher, Institut für Faserstoff-Forschung der Deutschen Akademie der Wissenschaften zu Berlin, 153 Teltow-Seehof, Fernruf: Teltow 4831. Schriftleiter: Joachim Brämer und Dipl.-Chem. Ingeborg Ruscher, 153 Teltow-Seehof, K a n t s t r . 55. Verlag: Akademie-Verlag GmbH., 108 Berlin, Leipziger Str. 3 — 4. Satz und Druck: Druckhaus „Maxim Gorki", 74 Altenburg. — Veröffentlicht unter der Lizenznummer 1280 des Presseamtes beim Vorsitzenden des Ministerrates der Deutschen Demokratischen Republik. Manuskriptsendungen sind an einen der Herausgeber oder die Schriftleitung zu richten. F ü r I n h a l t und Form gelten die „Richtlinien für die Annahme und Abfassung von Beiträgen", erhältlich von der Schriftleitung. Die Verfasser größerer wissenschaftlicher Arbeiten erhalten außer dem Honorar ein Heft und 50 Sonderdrucke ihrer Arbeit unentgeltlich. Nachdrucke sowie Übersetzungen in fremde Sprachen des Inhalts dieser Zeitschrift und deren Verbreitung — auch auszugsweise mit Quellenangabe — bedürfen der schriftlichen Vereinbarung mit dem Verlag.

Faserforschung und WISSENSCHAFTLICH-TECHNISCHE

ZEITSCHRIFT

B a n d 21

FOR

Textiltechnik

DIE C H E M I E F A S E R .

UND

TEXTILINDUSTRIE H e f t 11

N o v e m b e r 1970

Automatische Textilprüfung mit elektronischer Meßwerterfassung und Meßwertauswertung am Beispiel der Axialdruckprüfung Wolfgang Technische

Bobeth,

Heidemarie

Universität

Dresden,

Faulstich, Sektion

Peter

Sonntag

Verarbeitungs-

und Harald und

Tausch-Marton

Verfahrenstechnik,

Bereich DK

Textiltechnik

681.34-34/-38:53.08:677.017.43:677.014.86

A n h a n d eines noch n e u e n P r ü f v e r f a h r e n s zur E i g e n s c h a f t s - u n d S t r u k t u r u n t e r s u c h u n g v o n F a s e r s t o f f e n wird eine A n l a g e z u r E r f a s s u n g u n d A u s w e r t u n g d e r n a c h diesem V e r f a h r e n e r h a l t e n e n P r ü f w e r t e b e s c h r i e b e n . Die Meßw e r t e w e r d e n n a c h analog-digitaler W a n d l u n g auf einem L o c h s t r e i f e n m i t e n t s p r e c h e n d e n Z u s a t z i n f o r m a t i o n e n a b g e s p e i c h e r t . Die A u s w e r t u n g des L o c h s t r e i f e n s erfolgt n a c h e i n e m v o r g e g e b e n e n v a r i a b l e n P r o g r a m m u n d liefert alle i n t e r e s s i e r e n d e n P a r a m e t e r e i n e r S p a n n u n g s - S t a u c h u n g s - b z w . D e h n u n g s - S c h a u l i n i e m i t s t a t i s t i s c h e n A n g a b e n . Die Anlage arbeitet wahlweise h a n d g e s t e u e r t oder a u t o m a t i s c h . AemoMamu3upoeaHHue meKcmujibrtue ucnumanufi c djieKmponubiM u3MepenueM u sjieKmpoHnoü Ha- cotcamue e oceeoM nanpaejienuu uSMepneMOÜ eejiuuuHbi fta npuMepe ucnbimauuji

oöpaöomKoü

H a npHMepe oßHoro Hoßoro MeTofla JI,JIH HCCJieflOBanim CBOÜCTB H cTpoeHHH BOJIOKHHCTHX MaTepnanoB OIIHCHBaeTCH ycTpoücTBO fljin H3MepeHHH h oöpaöoTKH nojiyqeHHHX STHM MefoflOM ÄaHHhix. n o c j i e aHaoior-iiHijipoBoro npeBpam,eHHH ßaHHbie BMecxe c cooTBeTCTByioinHMH «onojiHHTejibHHMH HHtJjopMaijHHMH perHCTpHpyioTCH Ha nepiJoJieHTe. 0 6 p a 6 o T K a nepiJiojieHTbi n p o H c x o f l H i n o 3aflaHH0ii nepeMennoft nporpaMMe. n o c j i e oßpaßoTKH nepD bezeichnet; die entsprechende Stauchung ist folglich die Fließstauchung Ef D . Der Anstieg der Tangente an den ersten linearen Bereich stellt nach [8] den Anfangs-Elastizitätsmodul für Axialdruck ED dar. Aus einer Reihe von n (i = 1 (1) n) Versuchen ergeben sich die entsprechenden Mittelwerte. F ü r sie interessieren ferner die statistischen Angaben ss, s, V, p, (]o,n- Durch Mittelwertbildung der m Axialdruckspannungs-Stufen sowie der dazugehörigen m Stauchungsstufen aller n Einzelversuche ergibt sich die mittlere Axialdruckspannungs-Stauchungs-Kurve einer Versuchsreihe. Die Ermittlung dieser Angaben erfolgt im vorliegenden Beispiel mit der elektronischen Datenverarbeitungs-Anlage C 8205. In den Speicher des Rechners müssen zunächst eingelesen werden der vorher ermittelte mittlere Anfangsquerschnitt der Proben A0 oder deren Nennquerschnitt A0 (zur Berechnung der Spannung aus der Kraft), die gewünschte statistische Sicherheit (wahlweise 5 = 95%, S = 99%, S = 99,9%) in Form einer Wertetabelle mit der Versuchsanzahl n und den zugeordneten statistischen Werten t sowie die Werte R, CF , G und ie. D

/

r

\ -FAn} £

f

. \ F D

E-6f°

J

/

i Í • i

*>o

Bild 6. Axialdruckkraft-Längenänderungs-Kurve

Der unter P u n k t 4 genannte Lochstreifenstanzer stanzt maximal 50 Zeichen/s. Der AD-Wandler h a t eine Folge von zwei Meßwerten/s. Bei vorgegebener Fließdauer (Dauer bis zum Erreichen der Axialdruckspannung OfD) von 20 s können somit bereits bis zum Erreichen der Axialdruckspannung 40 Meßwerte, d. h. 40 Spannungsstufen zugeordnete Stauchungsstufen aufgezeichnet werden. Diese Werte müssen im Rechner zunächst eingelesen und abgespeichert werden. Die Speicherkapazität des Rechners sowie die abgespeicherten Werte begrenzen somit die in einem Rechengang auswertbare Versuchsanzahl. Diese kann erhöht werden, wenn von den maximal möglichen 40 Meßwerten/20 s nur jeder zweite oder dritte Meßwert gespeichert wird. Der Wert r (r = 1 (1) q) gibt an, der wievielte Meßwert jeweils für die spätere statistische Auswertung zu speichern ist. Ferner wurde eingelesen die Grenzfließstauchung epD g. Entspricht eine vorgegebene Probe nicht der geforderten Qualität der Schnittfläche, so daß sie sich z. B. beim Prüfvorgang umlegt, liefert die entsprechende Axialdruckspannungs-Stauchungs-Kurve eine stark abweichende Fließstauchung. Mittels des im Programm vorgesehenen Tests wird festgestellt, ob die ermittelte Fließstauchung den eingelesenen Grenzwert EJ? O übersteigt. Dann wird dieser Einzelversuch nicht zur Auswertung herangezogen. Die wichtigste Stelle des Auswerteprogrammes ist das Anlegen der Tangenten an die Axialdruckspannungs-Stauchungs-Kurve. Hierbei wird folgendermaßen verfahren. Von der ersten und vierten jeweils vier Kraftstufen zugeordneten Stauchungsstufe (von der Stufe 0 bis zur Stufe m) wird jeweils die Differenz gebildet und durch Test zunächst die kleinste dieser Differenzen ermittelt. Jene vier Werte, deren erster und letzter die kleinste Differenz ergab, schließen drei Spannungs- bzw. Stauchungsintervalle ein, in deren Bereich der steilste Kurvenanstieg liegt. Zwischen diesen vier Werten wird nach dem kleinsten Fehlerquadrat eine Tangente angelegt. Es ist angenähert die Tangente an den ersten linearen Bereich. In gleicherweise werden durch Test die größten Differenzen ermittelt und so schließlich die Tangente an den zweiten angenähert linearen Kurvenbereich angelegt. Die Koordinaten des Schnittpunktes der Tangenten sind a¡rB und ep . Damit wird weiter ED errechnet. BI

Bei der Berechnung der statistischen Angaben nach den bekannten Beziehungen ergeben sich keine Besonderheiten. Es wird deshalb nicht darauf eingegangen. Alle Rechnungen und das Einlesen der Werte t sind in den Programmablauf in Form von Unterprogrammen eingefügt. Damit ergibt sich eine hohe Variabilität des Rechenprogrammes. Das Auswerteprogramm weist noch einige Tests auf. Dazu gehören außer den schon erwähnten „Speicher voll?", „Versuchsreihenende?", „ K u r v e sinnvoll?", ,,i ^ 4?" und „ j = ig?". Ist der Speicher vor der Auswertung aller Versuche voll, wird das Zeichen „ ! " ausgedruckt, was anzeigt, daß wegen mangelnder Speicherkapazität nicht alle Versuche der Reihe ausgewertet werden konnten. Darauf wurde bereits eingegangen. Der Test „Versuchsreihenende?" wird beantwortet durch eine Blockmarke, wie bereits in P u n k t 4 erläutert. Die Abfrage „i 4?" dient zur E n t scheidung, ob mindestens vier Meßwerte für die statistische Auswertung vorhanden sind und die Unterprogramme der statistischen Rechnung durchlaufen werden sollen. Der Test „ K u r v e sinnvoll?" hat zu beantworten, ob der vorliegende Kurvenverlauf von dem geprüften plastischen Faserstoff s t a m m t oder etwa ein Fremdkörper die P r ü f u n g beeinflußte und so zu einem anderen Kurventyp führte. Der Test „i = i e ? " gibt schließlich die Möglichkeit, die statistische Auswertung mit nur einer beschränkten Versuchszahl vorzunehmen. Diese Versuchsanzahl muß dann eingangs in Form des Grenzwertes ig eingelesen worden sein. Durch eine Eins-Addition wird die Anzahl der in die statistische Auswertung eingehenden Einzelversuche ermittelt.

F a s e r f o r s c h u n g und T e x t i l t e c h n i k 21 (1770) H e f t 11

Bobeth, Faulstich, Sonntag und Tausch-Marlon: Automatische Textilprüfung mit elektronischer Meßwerterfassung und -auswertung am Beispiel der Axialdruckprüfng 6. Kritische Betrachtung zur automatischen Textilprüfung mit elektronischer Meßwerterfassung und -Verarbeitung Zwei Fragen stellen sich bei der Anwendung einer Textilprüfanlage, wie sie hier beschrieben wurde. Dies ist die Frage nach der Zuverlässigkeit der Prüfergebnisse und die Krage nach den Kosten und damit der Rentabilität der Anlage. Der Sinn der elektronischen Werteerfassung und -auswertung besteht ja in der Umgehung der Diagrammstreifen, deren Auswertung bekanntlich sehr aufwendig ist. Andererseits besitzen Diagrammstreifen den Vorzug der Anschaulichkeit. Sie lassen sofort erkennen, wenn ein Kurvenzug Unregelmäßigkeiten aufweist, was einer Säule Zahlen oder einem Lochstreifen nicht anzusehen ist. Allerdings spiegeln sich Unregelmäßigkeiten der Kurvenzüge von Einzelversuchen im Vertrauensbereich der Koordinaten des mittleren Kurvenzuges elektronisch ausgewerteter Versuchsreihen auch wider. Trotzdem wurde bei der beschriebenen Anlage nicht darauf verzichtet, Einzelversuche parallel zur elektronischen Datenerfassung auch auf Diagrammstreifen durch einen Schreiber (Bild 4) generell oder stichprobenartig aufzuzeichnen. Ferner sind die schon angeführten Tests vorgesehen, um die Richtigkeit der Meßreihen zu prüfen. Der Verlust an Anschaulichkeit stellt daher keinen Mangel an Zuverlässigkeit der Meßreihen dar. Den höheren Kosten eines automatischen Prüfgerätes gegenüber eines von Hand zu steuernden stehen zwei Vorteile gegenüber. Erstens wird Arbeitszeit gespart, und zweitens werden subjektive Einflüsse, die bei manueller Bedienung möglich sind, zunehmend ausgeschaltet. Die Kosten für die elektronische Meßwerterfassung sind auf Grund des hohen gerätetechnischen Aufwandes erheblich. Sie lassen sich deshalb nur dann rechtfertigen, wenn viele Einzelversuche durchzuführen sind, also viele Meßwerte anfallen. Die beschriebene Anlage wurde deshalb so ausgeführt, daß sie f ü r andere Prüfgeräte, z. B. ein Zugprüfgerät, ebenfalls zur Meßwerterfassung dienen kann. Das gleiche gilt für das Rechenprogramm zur Meßwertauswertung, dessen Kosten allerdings gering sind. Die zur Auswertung erforderliche Rechenzeit steigt nicht wesentlich an; es wird dabei davon ausgegangen, daß die statistische Auswertung der Versuchsreihen ohnehin heute meistens mit Hilfe elektronischer Rechner erfolgt. Diese Kosten werden außerdem ausgewogen durch die sonst sehr aufwendige und subjektiv beeinflußte Auswertung der Diagrammstreifen. Weiter ist generell zu bedenken, daß die Frage der Kosten nicht die primäre sein muß. Vielmehr steht häufig die Frage im Vordergrund, ob bzw. innerhalb welcher Frist Versuche überhaupt durchgeführt und ausgewertet werden können, wenn nicht genügend Arbeitskräfte zur Verfügung stehen. Es ist dann die Arbeitszeiteinsparung das primäre Argument solcher Anlagen. Und es besteht kein Zweifel, daß sie sich aus diesem Grunde auch einführen werden. 7.

Zusammenfassung

Das Gegenstück zum Zugversuch ist der Druckversuch in axialer Richtung. Er wirft prüftcchnisch mehr Probleme auf als der Zugversuch, liefert aber interessante Ergebnisse über Faserstoffeigenschaften und Faserstoffstruktur, die sich allein mit der Zugprüfung nicht gewinnen lassen.

459

Abgesehen von wenigen in- und ausländischen Arbeiten stellt die Axialdruck-Prüfung ein neues Verfahren dar. Daher erfolgte gleichzeitig mit der Entwicklung des Prüfverfahrens auch die Entwicklung eines geeigneten Prüfgerätes. Dieses Gerät arbeitet nach dem Prinzip der pro Zeiteinheit konstanten Kraftzunahme. Die dabei eintretende Längenänderung wird berührungslos mit einem induktiven Wegaufnehmer gemessen. Die Vorgabe der Proben zum Prüf- und Meßwert sowie ihre Abnahme von dort erfolgen automatisch. Um den hohen Automatisierungsgrad des Gerätes, das kontinuierlich die Prüfung von maximal 60 Proben ohne manuelle Operationen ermöglicht, voll wirksam werden zu lassen, werden auch die Meßwerterfassung und deren Auswertung weitgehend automatisiert. Die analogen verstärkten Meßwerte werden durch einen AD-Wandler in digitale Werte umgesetzt. Diese werden von einem Lochstreifenstanzer auf einem Achtkanallochstreifen ausgestanzt. Die Auswertung der so abgespeicherten Werte erfolgt mit Hilfe eines elektronischen Rechners. Dazu wurde ein umfangreiches Rechenprogramm erstellt, womit u. a. zunächst die Richtigkeit der erhaltenen Meßreihen geprüft wird. Von den in die Auswertung einbezogenen Meßreihen werden die Koordinaten ihres mittleren Kurvenzuges ermittelt und für die bei jeder Spannungsstufe eingetretene Stauchung bei vorgewählter statistischer Sicherheit (95%; 9 9 % ; 99,9%) Streuungsquadrat, Standardabweichung, Variationskoeffizient und Vertrauensgrenzen angegeben. Außerdem werden die interessierenden Prüfergebnisse Axialdruckfestigkeit, Fließstauchung und Anfangs-Elastizitätsmodul für Axialdruck ebenfalls mit statistischen Angaben ausgedruckt. Da der gerätetechnische Aufwand der Anlage hoch ist, werden die Einrichtungen zur Meßwerterfassung sowie das Rechenprogramm zur Meßwertauswertung so gestaltet, daß sie ebenfalls für andere Prüfungen, z. B. für die Zugprüfung, anwendbar sind. Literatur [1] Baker, S.: Compressional behavior of textile fibres. Textile Res. J. 30 (1960) 5, S. 4 0 5 - 4 0 7 . [2] Miles J. B.: Compressional behavior of textile fibres. Textile Res. J . 30 (1960) 5, S. 4 0 8 - 4 0 9 . [3] Denbye, E. F.: Young's modulus of keratin in compression. Textile Res. J . 81 (1961) 1, S. 6 9 - 7 0 . [4] Peschel, P.: Zur Frage der Zug- und Biegeelastizität von synthetischen Fäden hinsichtlich des Knitterverhaltens von Geweben. Dissertation T H München, Fakultät für Maschinenwesen und Elektrotechnik, 1968. [5] Faulstich, H., und Tausch-Marton, H. : Die Axialdruckprüfung und ihre Anwendung als textilphysikalische Prüfmethode sowie für Strukturuntersuchungen an Chemiefaserstoffen. Kollektiv-Dissertation (in Arbeit), TU Dresden, Sektion Verarbeitungs- und Verfahrenstechnik, Bereich Textiltechnik. [6] Bobeth, W., und Schubert, B.: Axialdruckprüfung an synthetischen und tierischen Borsten verschiedener Vorbehandlungen. Faserforsch, und Textiltechnik 21 (1970) 1, S. 1 - 7 . [7] Bobeth, W., Luczak, H., Päßler, H., und Tausch-Marton, H.: Untersuchung des axialen Druckverhaltens von Faserstoffen. Faserforsch, und Textiltechnik 18 (1967) 12, S. 5 4 7 - 5 5 3 . [8] Bauer, A., und Winkler, F.: Dynamische Zugprüfung von Fäden. II. Eine Systematik des Elastizitätsmoduls. Faserforsch, und Textiltechnik 15 (1964) 9, S. 4 3 3 - 4 4 1 . Eingegangen am 7. Juli 1970

F a s e r f o r s c h u n g und T e x t i l t e c h m k 2t (1770) H e f t 11

Glöckner:

Modell zur Demonstration von Zahlenmittel, Massemittel usw. an Systemen mit stetigen Kettenlängenverteilungen

Modell zur Demonstration von Zahlenmittel, Massemittel usw. an Systemen mit stetigen Kettenlängenverteilungen Gottfried, Technische

Glöckner Universität

Dresden,

Sektion

Chemie D K 519.25:541.24:[681.26:531.232

]

Die Mittelwerte von Verteilungsfunktionen werden mit Hilfe einer Drehmomentwaage und Modellkörpern mit Profilen nach Verteilungsfunktionen bestimmt. Als Beispiel wird die Demonstration von Zahlenmittel und Massemittel beschrieben. Im Gegensatz zu Modellrechnungen lassen sich auch höhere Mitlelwerte veranschaulichen. Modejib djia deMoncmpanuu cpedueuucjioeoeo, HHHbiM pacnpedejienueM ifeneü no djiune

cpedneeecoeoeo

u m. d. MOJienyjinpHux eecoe na cucmeMax

enoemo-

CpeflHue 3HaqeHHH (jtvHKUHH pacnpeAejieHHH onpejiejiHioTCH n p a noMomn KpyTHJibHbix BecoB h npoijiHjmpoBäHHtix MoaejibHbix Tea. B KaiecTBe npniaepa oniicHBaeTCH «eMOHCTpauiiH cpeRHeTOCJioBoro h cpeAHeBecoßoro MOJienyjinpHbix BecoB. B oTJinnne o i MO^ejibHtix pacieTOB mojkho seMoncTpupoBaTt h 6onee BbicoKne cpeflime 3HaneHHH. A Model demonstrating the Number, Chain Length Distribution

Weight and other Averages

of the Molecular

Weight of Systems having

continual

The mean values of distribution functions have been determined by means of a torque balance and model bodies having the profiles of the distributions investigated, For example, the demonstration of number and weight averages are described. Otherwise than by model calculations, the method presented allows to demonstrate higher mean values.

1.

Einleitung

Die dritte Hochschulreform verlangt u. a. die Rationalisierung und Intensivierung der Lehre und neuartige Hilfsmittel für die Ausbildung. Der nachstehende Beitrag zeigt, wie die Mittelwertbildung bei polydispersen Systemen durch ein mechanisches Analogon anschaulich dargeboten werden kann. Bis auf wenige Ausnahmen bestehen makromolekulare Stoffe aus einer Vielzahl von Komponenten verschiedener Molekülgröße, die bei Homopolymeren durch den Polymerisationsgrad P ausgedrückt werden kann. Die einzelnen Anteile mit den individuellen Polymerisationsgraden P,ergeben insgesamt, ein Produkt mit einem mittleren Polymerisationsgrad P, der sich nach der allgemeinen Formel p _ 2 > i • P/+ 1

(l)

berechnen läßt. Dabei gibt n; die Molzahl der Komponente mit dem Polymerisationsgrad P j an. Der Wert des mittleren Polymerisationsgrades hängt von der gegebenen Verteilung und vom Exponenten ß ab. Wenn P als stetige Veränderliche betrachtet werden kann, tritt anstelle von Gleichung (1) die Beziehung:

(und zwar proportional mit dieser Zahl zunimmt), den Zahlenmittelwert. Das trifft z. B. für die Osmometrie, die Kryoskopie und die Ebullioskopie zu. Hängt die Meßgröße hingegen von der Zahl und der Masse der Einzelteile ab, wie es z. B . bei Streulichtmessungen oder Untersuchungen mit der Ultrazentrifuge der Fall ist, so werden Masse- oder z-Mittel erhalten. Untersuchungen mit verschiedenen Methoden an ein und derselben (polydispersen) Substanz ergeben also verschiedene Resultate, die alle richtig sein können, auch wenn sie gemäß Ungleichung (2) um mehrere Hundert Prozent voneinander abweichen. Bei Viskositätsmessungen wächst nach der Beziehung [rj] = K • P

die auf unendliche Verdünnung (und das Schergefälle Null) extrapolierte Meßgröße [rj] mit einer Potenz des Polymerisationsgrades, deren Exponent • h(P) • dP 0

PnH • "

00

/P0+ 1 •

(3)

(2)

Diese Zusammenhänge haben praktische Bedeutung. Beispielsweise ergeben alle experimentellen Methoden zur Ermittlung des Polymerisationsgrades, bei denen die Meßgröße nur von der Zahl der vorhandenen Moleküle abhängt

• dP

definiert ist. Für ot — 1 werden Massemittel und Viskositätsmittel identisch. Im allgemeinen liegt Pn zwischen P„ und Pm nahe bei P „ .

2. Darstellung

dieser Zusammenhänge

in der

Lehre

Aus der Lehrerfahrung wissen wir, daß das Verständnis für das Zustandekommen und die Notwendigkeit der verschiedenen Mittelwerte schwer zu vermitteln ist. Meist werden von den Studierenden nur die Definitionsgleichungen gelernt.

Faserforschung und T e x t i l t e c h n i k 21 (1970) H e f t 11

461

Glöckner: Modell zur D e m o n s t r a t i o n von Zahlenmittel, Massemittel usw. an S y s t e m e n mit stetigen K e t t e n l ä n g e n v c r t e i l u n g e n Die Autoren, die in Lehrbüchern und Aufsätzen die F r a gen der Mittelwertbildung berühren, begnügen sich deshalb selten mit der m a t h e m a t i s c h e n Definition dieser Mittel als Momente der Verteilung. Meist wird versucht, den Lernenden Verständnishilfen durch Vergleiche zu bieten, bei denen Mittelwertbildungen im täglichen Leben unter verschiedenen Aspekten vorgenommen werden. E s ist aber sehr schwierig, durch derartige Analogiebetrachtungen dem Problem wirklich gerecht zu werden. In der Regel wird die Mittelwertbildung an Modellsystem e n (Steinhaufen, Kugelgemischen o. dgl.) durchgeführt. W e n n m a n sich dabei auf wenige Größenklassen b e s c h r ä n k t , lassen sich in überschaubaren R e c h n u n g e n die W e r t e für Pn> Pw usw. e r m i t t e l n . u n d die Reihenfolge

PnHJIclM6HTH0r0 BOJIOKHa nOCJie 0KHCJI6HHH HX NEPHOHATOM HaTpHH, ÖHXpOMaTOM KajIHH, HByOKHCBK) a30Ta, a TaKme aonoJiiiHTe.ibHoro OKHCJIGHHH xjiopiiToiu HaTpiin. C yBejin>ieHneM coflepwaHHH KapöoKCHJibHux rpynn CKopodb TepMHqecKoft AecTpyi;n,Hn npn Bcex HCCJienoBaHHbix TeMnepaTypax noBumaeTCH H63aBHCHM0 OT MeTop,a oKHCJieHHH. B npoiiecce TepMiiiecitoö aecTpyi;ijnn BO Bcex cjiyianx iiaöjnonaeTcn 3Hasen

Tabelle 1. Übersicht über die verwendeten Ausgangsmaterial Linters

Viskoseseide

oxydiert mit

mmol COOH/kg Cellulose

Oxycellulosen mmol CO/kg Cellulose

nicht oxydiert J0//C102' JO 4 7CIO 2 ' N 2 0 4 /C10 2 ' N 2 0 4 /C10 2 ' Cr 2 0."/C10 2 ' H 2 0 2 /C10 2 '

11 169 353 56 383 380 63

1 6

nicht oxydiert J0//C10,' N 2 0 4 /C10 2 ' N 2 0 4 /C10 2 ' N 2 0 4 /C10 2 ' N 2 0 4 /C10 2 ' Cr 2 0 7 "/C10 2 ' Cr 2 0 7 "/C10 2 '

39 319 54 127 327 750 326 913

2 10 1

I 1

—

67 105 24 51

Cuoxam-DP 1810 896 484 881 159 478 405 288 149 218 146 138 110 121 98

Faserforschung und Textiltechnik 21 (1970) H e f t 11

Philipp, van Nghi und Bandisch: Untersuchungen zum Einfluß von Carboxylund Carbonylgruppen auf den Verlauf des Abbaus der Cellulose. 2. Mitt. dagegen bevorzugt in C 6 -Stellung aufweisen, so läßt sich zwar aus unseren U m s a t z k u r v e n im Bild 1 vermuten, d a ß die C a r b o x y l g r u p p e n in C 2 —C 3 -DicarboxyIcellulosen etwas acider sind als solche in C 6 -Stellung, und zwar sowohl bei den Linters wie auch bei den Viskoseseidepräparaten, jedoch tritt dieser Einfluß der Stellung der C a r b o x y l g r u p p e im Glucosering gegenüber dem Accessibilitätssinfluß deutlich zurück. Dies zeigt sich auch recht deutlich an unseren Bichromat-ChloritOxycellulosen, wo d a s aus Linters hergestellte P r ä p a r a t in der relativen Zugänglichkeit bei vergleichbaren Carboxylgruppengehalten über den anderen Oxycellulosen, das aus Viskoseseide hergestellte P r ä p a r a t dagegen darunter liegt. 3.2. DP-Verlauf

beim thermischen Abbau von Oxycellulosen

Die Vergleichbarkeit der DP-Verläufe beim thermischen A b b a u ist begrenzt einmal durch einen z. T . recht unterschiedlichen A u s g a n g s - D P der einzelnen Oxycellulosen bei etwa gleich hohem Carboxylgruppengehalt, z u m anderen durch unterschiedlich hohe Carbonylgruppengehalte auch nach der zweiten O x y d a t i o n s s t u f e , die zu einer zusätzlichen alkalischen K e t t e n s p a l t u n g bei der Messung des C u o x a m - D P führen können. T r o t z dieser Einschränkungen erlauben unsere Ergebnisse folgende Schlüsse: Zumindest für A b b a u t e m p e r a t u r e n v o n 140 und 170 °C b e s t ä t i g t sich bei Linters- wie bei Viskoseseide-Oxycellulosen u n a b h ä n g i g von der angew a n d t e n O x y d a t i o n s m e t h o d e der schon bei den Perjodat-Chlorit-Oxycellulosen beobachtete Verlauf des S p a l t u n g s g r a d e s , nämlich eine s t a r k e Zunahme innerhalb der ersten S t u n d e A b b a u z e i t m i t anschließender nur mehr geringer Änderung im weiteren Verlauf des Abbauprozesses. Soweit v o m A u s g a n g s - D P her ein Vergleich möglich ist, erweist sich bei vergleichbarem C a r b o x y l g r u p p e n g e h a l t eine Bichromat-Chlorit-Oxycellulose als a m meisten resistent, eine N 2 0 4 -ChloritOxycellulose als a m abbauempfindlichsten, wobei hier sicher der im Molekül vorhandene Gehalt an Nitratestergruppen (0,1 bis 0 , 2 % N) eine Rolle spielt. Auch bei einer A b b a u t e m p e r a t u r von 2 0 0 ° C bleibt bei Viskoseseidepräparaten mit vergleichbarem A u s g a n g s - D P diese A b s t u f u n g erhalten. Als empirische Maßzahl für die A b b a u e m p f i n d l i c h k e i t zogen wir wieder die Spaltungsgradzunahme A während der ersten Stunde A b b a u zeit bei 1 7 0 ° C heran (Tabelle 2). Wesentlich erscheint die s t a r k e E r h ö h u n g der A b b a u g e s c h w i i d i g k e i t in den oxydierten L i n t e r s p r ä p a r a t e n , z. B . nach Behandeln mit H 2 0 2 / C 1 0 2 ' oder N 2 0 4 / C 1 0 2 ' schon bei recht geringen, noch unterhalb des N i v e a u s einer normalen Viskoseseide liegenden Carboxylgruppengehalten. Tabelle 3. Carboxylgruppengehalt

Präparat

Tabelle 2. A SL-Werte für verschiedene Oxycellulosen bei 110°C

Präparat

BwL BwL BwL BwL BwL

nicht oxydiert J0 4 '/C10./ N 2 0 4 /C1(V H 2 0 2 /C10 2 ' H/ycio/

NVS NVS NVS NVS NVS

nicht oxydiert N 2 0 4 /C10 2 ' N 2 0 4 /C10 2 ' J04'/C102' Cr 2 0 7 "/C10 2 '

B w L nicht oxydiert BwLH 2 0 2 /C10 2 'ox. BWLN 2 0 4 /C10.,'ox. BWLN 2 0 4 /CI0 2 'OX.

11

NVS nicht oxvdiert NVSN 2 0 4 /C10 2 'ox.

39 54

23 35 56

AusgangsDP

mmol COOH/kg vor dem Abbau

A St • 10 3

1810 1050 744 824 405

11 138 35 23 62

0,1 2,8 1,0 0,5 0,6

288 218 138 149 121

39 54 327 319 326

0,3 5,4 10,6 7,3 5,5

3.3. Änderung des Carboxylgruppengehaltes Abbau von Oxycellulosen

beim

thermischen

Die von uns zunächst für Perjodat-Chlorit-Oxycellulosen getroffene Feststellung einer zunächst sehr raschen, d a n n langsameren A b n a h m e des Carboxylgruppengehaltes im wasserunlöslichen R ü c k s t a n d des thermischen A b b a u s läßt sich offensichtlich auf alle Arten v o n Oxycellulosen verallgemeinern, u n a b h ä n g i g von Ausg a n g s m a t e r i a l , Höhe des Carboxylgruppengehaltes und O x y d a t i o n s m e t h o d e . Unterschiede zeigen sich allerdings zwischen den einzelnen P r ä p a r a t e n hinsichtlich zeitlichem Verlauf und nach längerer A b b a u z e i t erreichtem A u s m a ß dieser A b n a h m e des COOH-Gehaltes, indem der R e s t c a r b o x y l g r u p p e n g e h a l t bei den von uns untersuchten P r ä p a r a t e n nach 1 h A b b a u bei 170 °C zwischen 47 und 8 6 % des Ausgangswertes, nach 7 h A b b a u zwischen 36 und 7 2 % lag. Wie die Bilder 2 a und 2 b für Proben vergleichbaren A u s g a n g s c a r b o x y l g r u p p e n gehaltes zeigen, ist f ü r den R e s t c a r b o x y l g r u p p e n g e h a l t neben A b b a u z e i t und -temperatur sowie der angewandten O x y d a t i o n s m e t h o d e wesentlich auch die übermolekulare S t r u k t u r der A u s g a n g s p r o b e maßgebend. So ist bei Linters-Oxycellulosen der COOH-Verlust nach thermischem A b b a u bei N 2 0 4 - o x y d i e r t e n P r ä p a r a t e n a m größten, bei in gleicher Weise oxydierten Viskoseseideproben dagegen a m geringsten. Die Ursache dieser Unterschiede sehen wir wiederum vor allem in einer verschiedenartigen Verteilung der C a r b o x y l g r u p p e n über die F a s e r s t r u k t u r . Daß eine Verringerung des Carboxylgehaltes bei thermischer B e h a n d l u n g o x y d a t i v geschädigter Proben bereits bei sehr niedrigen Oxydationsgraden einsetzt, zeigte Tabelle 3 a n h a n d des Vergleichs

in Prozent des Ausgangswertes

mmol COOH/kg in der Ausgangsprobe

467

bei verschiedenen

Cellulosepräparaten

Carboxylgruppengehalt in % des Ausgangswertes nach therm. Abbau bei 170°C 1 h

7h

101

107 47 69 72

47 86 80

150

66

179 58

F a s e r f o r s c h u n g und T e x t i l t e c h n i k 21 (1970) H e f t 11

Philipp, van Nghi und Baudisch: Untersuchungen zum Einfluß von Carboxylund Carbonvlgruppen auf den Verlauf des Abbaus der Cellulose. 2. Mitt.

Bild 2. Zeitlicher Verlauf des Carboxylgruppengehaltes in unterschiedlich oxydierten Baumwoll-Linters (2 a) und Normalviskoseseide (2 b) beim thermischen Abbau bei 170 °C unter Stickstoff • . 2 a : BwL, oxydiert mit Cr 2 0 7 "-C10 2 ' (COOH = 380 mmol/kg) • • BwL, oxydiert mit J0 4 '-C10 2 ' (COOH = 353 mmol/kg) • • BwL, oxydiert mit N 2 0 4 -C10 2 ' (COOH = 383 mmol/kg) . . 2b: NVS, oxydiert mit J0 4 '-C10 2 ' (COOH = 319,1 mmol/kg) • • NVS, oxydiert mit Cr 2 0 7 "-C10 2 ' (COOH = 326,3 mmol/kg) A A NVS, oxydiert mit N 2 0 4 -C10 2 ' (COOH = 326,6 mmol/kg)

Zeit

Bild 3. Restcarboxylgruppengehalt (%) in nicht oxydierter und unterschiedlich oxydierter Normalviskoseseide nach 7 h thermischem Abbau bei 170 °C unter Stickstoff (die Carboxylgruppengehalte wurden mit 0,1 n KJ/KJ0 3 -Lösung in Abhängigkeit von zunehmender Einwirkungsdauer bestimmt) o o NVS, nicht oxydiert (COOH-Gehalt der Ausgangsprobe = 67,9 mmol/kg) • • NVS, oxydiert mit J0 4 -C10 2 ' (COOH-Gehalt der Ausgangsprobe = 164,7 mmol/kg) A A NVS, oxydiert mit Cr 2 0 7 "-C10 2 ' (COOH-Gehalt der Ausgangsprobe = 201,4 mmol/kg) . . NVS, oxydiert mit N 2 0 4 -C10 2 ' (COOH-Gehalt der Ausgangsprobe = 206,7 mmol/kg)

einer n i c h t o x y d i e r t e n Viskoseseide m i t s c h w a c h o x y dierten Lintersproben vergleichbaren Carboxylgruppengehaltes. B e m e r k e n s w e r t erscheint d a s V e r h a l t e n d e r m i t a u f g e f ü h r t e n , s c h w a c h o x y d i e r t e n Viskoseseideprobe, deren Restcarboxylgehalt nach thermischem A b b a u u n t e r dem Ausgangswert der nicht oxydierten Viskoseseideprobe liegt, die ihrerseits n a c h vergleichb a r e r t h e r m i s c h e r B e h a n d l u n g d e n b e k a n n t e n erheblichen A n s t i e g des C a r b o x y l g r u p p e n g e h a l t e s zeigt. U n e r w a r t e t e u n d n o c h n i c h t völlig e r k l ä r b a r e E r gebnisse liefert die A n w e n d u n g der J o d i d - J o d a t - M e t h o d e z u r C a r b o x y l g r u p p e n d i f f e r e n z i e r u n g auf t h e r m i s c h a b g e b a u t e P r o b e n . B e m e r k e n s w e r t ist z u n ä c h s t d e r a u ß e r o r d e n t l i c h geringe Anteil d e r m i t dieser M e t h o d e erf a ß b a r e n C O O H - G r u p p e n in t h e r m i s c h a b g e b a u t e n , n i c h t v o r o x y d i e r t e n P r o b e n (Bild 3), d e r u. E . e r n e u t auf eine D i f f e r e n z i e r u n g v o r w i e g e n d n a c h d e r Accessib i l i t ä t h i n w e i s t . E i n e ä h n l i c h e A b n a h m e des e r f a ß b a r e n Anteils a n C O O H - G r u p p e n infolge des t h e r m i schen A b b a u e s ist bei allen Oxycellulosen a u s Viskoseseide u n d in geringen M a ß e n a u c h bei solchen a u s L i n t e r s zu b e o b a c h t e n . Der E i n f l u ß des a n g e w a n d t e n O x y d a t i o n s m i t t e l s auf d e n K u r v e n v e r l a u f in Bild 3 ist vergleichsweise g e r i n g ; die „ R a n g f o l g e " in d e n t h e r m i s c h a b g e b a u t e n P r o b e n wird g e g e n ü b e r d e n u n b e h a n d e l t e n Oxycellulosen teilweise v e r ä n d e r t , w o b e i v o r erst offen bleiben m u ß , ob h i e r f ü r chemische Ä n d e r u n g e n in der S t r u k t u r d e r E i n z e l k e t t e , also A c i d i t ä t s ä n d e r u n gen der C a r b o x y l g r u p p e n oder A c c e s s i b i l i t ä t s ä n d e r u n g e n m a ß g e b e n d sind.

Faserforschung und Textiltechnik 21 (1970) H e f t 11

Philipp, van Nghi u n d Baudisch: Untersuchungen z u m Einfluß von Carboxylu n d C a r b o n y l g r u p p e n a u f d e n V e r l a u f d e s A b b a u s d e r C e l l u l o s e . 2. M i l t .

4.

Schlußfolgerungen

Untersuchungen zum thermischen Abbau verschiedenartig hergestellter Oxycellulosen erlauben eine Verallgemeinerung des vorher an Perjodat-Chlorit-Oxycellulosen gefundenen Verlaufs, der gekennzeichnet ist durch ein im Vergleich zu nicht oxydierten Präparaten sehr rasches Anfangsstadium des Kettenabbaus bei gleichzeitiger starker Abnahme des Carboxylgruppengehaltes im wasserunlöslichen Abbaurückstand. Eine gewisse Beeinflussung der D P - W e r t e unserer Oxycellulosen vor und nach thermischem Abbau durch Kettenspaltung während der Messung infolge erhöhten Carbonylgruppengehaltes kann selbstverständlich nicht ausgeschlossen werden, dürfte jedoch für die hier behandelten zweistufig oxydierten Präparate vor allem bei niedrigen Oxydationsgraden nur von untergeordneter Bedeutung sein und zudem unbehandelte und thermisch abgebaute Präparate gleichermaßen betreffen, so daß die hier besprochenen Spaltungsgradänderungen auf jeden Fall als real anzusehen sind. Offensichtlich führt jede Carboxylgruppenbildung im Glucosering der Cellulosekette, also auch eine Oxydation am C 6 , zu abbauempfindlichen Stellen, an denen eine bevorzugte Kettenspaltung unter Bildung niedermolekularer, carboxylgruppenreicher Bruchstücke stattfindet. Wie einige orientierende Versuche mit Carboxymethylcellulosen zeigten, bleiben die Abspaltung carboxylgruppenreicher Bruchstücke und die verstärkte Kettenspaltung offensichtlich aus, wenn die Carboxylgruppen nicht unmittelbar im Glucosering lokalisiert sind. Zeitlicher Verlauf der Kettenspaltung wie der Abnahme des Carboxylgruppengehaltes beim thermischen Abbau von Oxycellulosen hängen etwa gleichermaßen von der über-

3

Faserforschung

469

molekularen Struktur der Ausgangsprobe und von der Art des Oxydationsprozesses ab. Eine Differenzierung zwischen Carboxylgruppen der Cellulose mit Hilfe der von Slkvik beschriebenen Jodid/Jodat-Methode führt bei Oxycellulosen vor und nach thermischem Abbau nach unseren Erfahrungen in erster Linie zur Erkennung von Accessibilitätsunterschieden und weniger zur Erfassung von Aciditätsunterschieden, ohne daß zwischen beiden Faktoren eine präzise Trennung möglich ist. Literatur B., v. Nghi, D., u n d Baudisch, J . : Untersuchun[1] Philipp, gen z u m Einfluß von Carboxyl- und Carbonylgruppen auf den Verlauf des thermischen und äthanolytischen A b b a u s d e r C e l l u l o s e 1. M i t t . : T h e r m i s c h e r A b b a u v o n P e r j o d a t - C h l o r i t - O x y c e l l u l o s e n . F a s e r f o r s c h , u. T e x t i l t e c h n i k 2 1 (1970) 1 0 , S . 4 1 6 - 4 2 1 . [2] Nevell, T. P.: O x y d a t i o n . M e t h . C a r b o h . C h e m . V o l . I I I . New Y o r k : A c a d . Press 1963, S. 1 6 4 - 1 8 4 . /., PaHteka, M., u n d Kucerova, M.: Charakteri[3] Slävik, s a t i o n of c a r b o x y l g r o u p s of c e l l u l o s e u s i n g a n i o d o m e t r i c m e t h o d . S v e n s k P a p p e r s t i d n . 7 0 (1967) 7, S . 2 2 9 — 2 3 3 . [4] Roseveare, W. E., u n d Spaulding, D. W.: E f f e c t of s w e l l i n g on s u p e r m o l e c u l a r s t r u c t u r e o n r e a c t i o n of c e l l u l o s e w i t h n i t r o g e n d i o x i d e . I n d . e n g n g . C h e m . 47 (1955) S . 2 1 7 2 - 2 1 7 5 . [5] Lewin, M., u n d Ettinger, A.: O x i d a t i o n of c e l l u l o s e b y hydrogen peroxide. Cellulose Chem. Technology. J a s s y / R u m . 3 (1969) S . 9 - 2 0 . [6] Friedlander, B. I., Dutt, A. S., u n d Rapson, W. H.: T h e i n f r a r e d s p e c t r u m of o x i d i z e d c e l l u l o s e . 1. T h e d e t e r m i n a t i o n of s p e z i f i c o x i d i z e d g r o u p s in c e l l u l o s e b y combined chemical treatment and infrared spectros c o p y . P u l p P a p e r M a g . C a n a d . 6 8 (1967) 1 1 , S . T 5 8 7 b i s T591. Eingegangen am 13. Juli 1970

Faserforschung und Textiltechnik 21 (1970) Heft 11

470

Grobe u n d Gensrich: E l e k t r o n e n m i k r o s k o p i s c h e U n t e r s u c h u n g e n a n U l t r a d ü n n s c h n i t t e n v o n C e l l u l o s e r e g e n e r a t f ä d e n . Teil V

Elektronenmikroskopische Untersuchungen an Ultradünnschnitten von Celluloseregeneratfäden Teil V. Die Struktur von Mantel/Kern-Fäden1) Anneliese Deutsche

Grobe und Heinz Akademie

Jürgen

der Wissenschaften

Gensrich zu Berlin,

Institut DK

für Faserstoff-Forschung

in

Teltow-Seehof

677.463:677.021.125:677.021.125.3:677.463.061.3:546.226:537.533.35

Z u m S t u d i u m d e s E i n f l u s s e s v o n Z i n k u n d M o d i f i k a t o r a u f die S t r u k t u r b i l d u n g w u r d e n C e l l u l o s e r e g e n e r a t f ä d e n in e i n e m S p i n n b a d v o n 1 n H 2 S 0 4 u n d 2 n N a 2 S 0 4 m i t s t e i g e n d e m G e h a l t a n Z i n k s u l f a t u n d v e r s c h i e d e n e n T e m p e r a t u r e n ohne R e e k u n g e r s p o n n e n u n d i m p r i m ä r e n G e l z u s t a n d a l s U l t r a d ü n n s c h n i t t e e l e k t r o n e n m i k r o s k o p i s c h sowie n a c h d e r T r o c k n u n g d e r F ä d e n als D ü n n s c h n i t t e l i c h t m i k r o s k o p i s c h u n t e r s u c h t . D i e Q u e r s c h n i t t s m o r p h o l o g i e dieser F ä d e n ist d u r c h die D i f f e r e n z i e r u n g in eine R a n d z o n e d i c h t e r C e l l u l o s e p a c k u n g u n d in ein l o c k e r e s d r e i d i m e n s i o n a l e s C e l l u l o s e n e t z g e k e n n z e i c h n e t , die d e n b e k a n n t e n S t r u k t u r z o n e n M a n t e l u n d K e r n entsprechen. DJIENMPOHHOMUKPOCKONUHECKUE Cmpynmypa

SOJIOKOH,

uMewufux

uccjiedoeanua O6OJIOHKIJ U

yjibmpamoHKux

cpesoe

zudpami(ejijii0A03Hbix

BOJIOKOH. Hacnib

V.

adpo

^jih Hnyweiiiifl bjihhhhh i^hhksl h MoamjiHKaTopa Ha 0 6 p a 3 0 B a m i e CTpy KTypbi Slijih c0pM0Baiibi ruApaTiiejijijojro3Hbie BOnoKHa B ocajjHTejibHyK> B a i m y (1 N H 2 S 0 4 , 2 N N a 2 S Ö 4 ) c pa3JiHHHHM c o f l e p m a i m e M cyjjbifiaTa i^HHKa npw paajiOTHHX TCMnepaTypax h 6e3 bhthjkkh. n o j i y q e H H u e BonoKHa B cootohhhh nepBHHHoro rejiH HsyMajiMCb MeToji;oM 3JieKTp0HH0ö mhkpockoiihh yjibTpaTOHKHX c p e 3 0 B , a noejie cyniKH noH OSuihum MHKpoCKonoM. IIonepeHHbie c p e 3 H HCCJie^OBaHUbix bojiokoh noKa.sajiH HajiHHHe oöojiohkh C jijtothoö ynaKOBKOii MaKpoMOjreh-yji q e j i j n o j i o 3 H h Hflpa c p w x j i o f t TpexMepHOti ceTbio iiejTjnojroBbi. Electron filaments

Microscopic

Investigations

on Vitrathin

Sections

of Rayon

Fibres.

Part

V. The Structure

of

Skin-core

T h e e f f e c t of zinc a n d m o d i f i e r s on t h e s t r u c t u r e f o r m a t i o n in r a y o n f i b r e s h a s b e e n i n v e s t i g a t e d w i t h s a m p l e s s p u n in a b a t h c o n t a i n i n g 1 N H 2 S 0 4 a n d 2 N N a 2 S 0 4 a t i n c r e a s i n g c o n t e n t of zinc s u l f a t e a n d v a r i o u s t e m p e r a t u r e s w i t h o u t d r a w i n g . U l t r a t h i n s e c t i o n s of t h e p r i m a r y gel a n d s e c t i o n s of t h e d r y f i b r e s w e r e p r e p a r e d for e x a m i n a t i o n u n d e r t h e e l e c t r o n a n d o p t i c a l m i c r o s c o p e r e s p e c t i v e l y . I n t h e cross s e c t i o n a l p a t t e r n a n o u t e r l a y e r of c o m p a c t cellulose m a t e r i a l a n d a n i n t e r n a l s p a t i a l cellulose n e t w o r k w e r e discernible c o r r e s p o n d i n g to t h e well known skin-core structure. 1.

Einleitung

Z i n k s u l f a t i s t S p i n n b a d b e s t a n d t e i l bei f a s t allen T e c h n o logien d e s V i s k o s e s p i n n p r o z e s s e s . D e r K o n z e n t r a t i o n s b e r e i c h u m f a ß t 0,1 b i s ca. 80 g/1. E i n i g e T e c h n o l o g i e n , wie z. B . d a s S u p e r c o r d - u n d d a s H W M - V e r f a h r e n , sind a u ß e r d e m d u r c h den Z u s a t z v o n Modifikatoren zur Viskose charakterisiert. V o n F ä d e n , d i e in z i n k h a l t i g e n S p i n n b ä d e r n e r s p o n n e n werden, i s t b e k a n n t , d a ß sie zwei u n t e r s c h i e d l i c h a n f ä r b e n d e Z o n e n e n t h a l t e n , v o n d e n e n die ä u ß e r e als M a n t e l u n d die i n n e r e als K e r n b e z e i c h n e t w e r d e n . A u s d e r A n f ä r b b a r k e i t , a u s Messungen der Dichte, der Zugänglichkeit, der Quellbark e i t sowie a n d e r e n P a r a m e t e r n w u r d e g e s c h l o s s e n , d a ß b e i d e Z o n e n v e r s c h i e d e n e S t r u k t u r e n b e s i t z e n u n d u . a. d u r c h U n t e r s c h i e d e in d e r H o h l r a u m g r ö ß e u n d d e m H o h l r a u m v o l u m e n g e k e n n z e i c h n e t s i n d ([1] bis [6]). D e r e l e k t r o n e n m i k r o s k o p i s c h e B e w e i s dieser E r g e b n i s s e gelang bisher nicht. Zwar konnten durch chemische und m e c h a n i s c h e D e s i n t e g r a t i o n s m e t h o d e n wie H y d r o l y s e u n d Ultraschall Fibrillen bzw. Kristallite der verschiedensten A b m e s s u n g e n bis h i n a b z u r E l e m e n t a r f i b r i l l e d e r Cellulose g e f u n d e n w e r d e n [7], j e d o c h w a r eine Z u o r d n u n g dieser S t r u k t u r e l e m e n t e in d e n u r s p r ü n g l i c h e n F a d e n v e r b a n d k a u m mit ausreichender Sicherheit möglich. Ultradünnschnittsu n t e r s u c h u n g e n , die eine solche Z u o r d n u n g e r l a u b e n w ü r d e n , s i n d n i c h t s e h r z a h l r e i c h . S i e b e s c h r ä n k e n sich v o r a l l e m a u f A r b e i t e n v o n Kassenbeck [8], Cumberbirch u . M i t a r b . [9], Kaeppner [10], Spit [11], Niconovic u . M i t a r b . [12] sowie Kling u . M i t a r b . [13] u. a. D i e s e A u t o r e n b e s c h ä f t i g e n s i c h vornehmlich mit der U n t e r s u c h u n g der S t r u k t u r k o m m e r !) Teil I V s. [17],

zieller, d . h. b e r e i t s g e t r o c k n e t e r F ä d e n . W i e wir b e w i e s e n , i s t d e r I n f o r m a t i o n s g e h a l t solcher g e t r o c k n e t e n F ä d e n in b e z u g a u f die F e i n s t r u k t u r g e r i n g [14]. D i e A u s s a g e n d e r z i t i e r t e n A u t o r e n b e z i e h e n sich i m w e s e n t l i c h e n a u f die Q u e r s c h n i t t s f o r m u n d den N a c h w e i s v o n H o h l r ä u m e n zwis c h e n 0 , 0 5 bis c a . 1 (im D u r c h m e s s e r u n d ihre V e r t e i l u n g in d e n U l t r a d ü n n s c h n i t t e n . E i n e e i n d e u t i g e A u f t r e n n u n g in zwei Strukturzonen war aber nicht möglich. D i e U r s a c h e liegt d a r i n , d a ß die C e l l u l o s e s u b s t a n z b e i d e r T r o c k n u n g e n t s p r e c h e n d der A b n a h m e d e r Q u e l l w e r t e eine starke Verdichtung erfährt und die A b s t ä n d e zwischen den S t r u k t u r e l e m e n t e n k l e i n w e r d e n , w o d u r c h sie in K o n t a k t g e l a n g e n . D a d u r c h k o m m t es z. T . z u i r r e v e r s i b l e n V e r h o r n u n g e n , so d a ß ein W i e d e r a u f q u e l l e n d e n A u s g a n g s z u s t a n d n i c h t m e h r herstellen k a n n [15]. F ü r d i e D u r c h strahlungselektronenmikroskopie b e d e u t e t der sehr geringe A b s t a n d d e r S t r u k t u r e l e m e n t e g e g e n ü b e r d e r r e l a t i v großen Dicke der Ultradünnshcnitte, daß Strukturunterschiede an g e t r o c k n e t e n F ä d e n nicht m e h r o h n e w e i t e r e s e r f a ß t w e r d e n . B e s t e n f a l l s l ä ß t sich a n der O b e r f l ä c h e solcher U l t r a d ü n n s c h n i t t e eine grießige F e i n s t r u k t u r e r k e n n e n . Hagege, Kassenbeck, Meimoun u n d Parisot [29] w i e s e n a b e r k ü r z l i c h n a c h , d a ß es d u r c h ein W i e d e r a u f q u e l l e n m i t W a s s e r m ö g l i c h i s t , I s o p r e n in d e n M a n t e l v o n V i s k o s e s e i d e e i n z u b r i n g e n , z u polymerisieren und mit 0 s 0 4 anzufärben. Dadurch wurde eine sehr g u t e M a n t e l f ä r b u n g u n d die I d e n t i f i z i e r u n g v o n Hohlräumen, besonders im Übergangsbereich v o m Mantel z u m K e r n , erreicht. W e g e n d e r G e f a h r i r r e v e r s i b l e r V e r h o r n u n g e n , die d i e U r s p r u n g s s t r u k t u r v e r ä n d e r n , h a l t e n wir zur A u f k l ä r u n g von herstellungsbedingten S t r u k t u r u n t e r s c h i e d e n j e d o c h n u r die U n t e r s u c h u n g d e r F ä d e n i m primären Gelzustand für geeignet.

Faierfortchung und Textiltechnik 21 (1970) Heft 11

471

Grobe und Gensrich: Elektronenmikroskopische Untersuchungen an Ultradünnschnitten von Celluloseregeneratfäden. Teil V So stellten wir z. B . fest, daß in Lösungen von (NH 4 ) 2 S0 4 und N a 2 S 0 4 Fäden gebildet werden, die durch ein lockeres dreidimensionales Netz von Cellulosefibrillen ohne Fadenbegrenzung charakterisiert sind [7, 16]. Lösungen von Zinksulfat erzeugen dagegen ein sehr dichtes, im wesentlichen aus den Elementarfibrillen bestehendes Netz [16]. Lösungen von Schwefelsäure allein und in Kombination mit Natriumsulfat bauen lockere Cellulosenetze auf, die von einer Außenmembran umgeben sind [17]. Gegenstand dieser Arbeit soll es sein, zu erkunden, welche Strukturveränderungen auftreten, wenn man zu den Schwefelsäure- und natriumsulfathaltigen Spinnbädern Zinksulfat hinzugibt und welche Strukturveränderungen die Anwendung von Modifikatoren bewirken.

2. Darstellung

der

Ergebnisse

2.1. Zinksulfatkonzentration

und

Spinnbadtemperatur

Die Fadenproben wurden bei Spinnbadtemperaturen von 21, 45 und 62°C hergestellt (s. Tabelle 1). In jeder Reihe erhöhten wir den Zinksulfatgehalt im Spinnbad von 0,045 n auf 0,105 n und 0,315 n bei gleichbleibendem Gehalt an Schwefelsäure und Natriumsulfat 2 ). Die Bilder 1 bis 3, 5 bis 7 und 9 bis 11 zeigen die Ultradünnschnitte dieser Fäden. Zunächst ist festzustellen, daß die Fäden schon bei Verwendung geringer Zinkmengen eine gelappte Querschnittsform annehmen (s. z. B . Bild 1). Diese Tatsache ist bereits aus lichtmikroskopischen Dünnschnittsuntersuchungen bekannt [18]. 2 ) Uber das Herstellungsverfahren der Fadenproben sowie über die Präparation zur Ultramikrotomie haben wir in den Teilen I und I I berichtet. Die Konzentrationen 0,045 n, 0,105 n und 0,315 n entsprechen 3,6; 9,5 und 25,4 g/1 Z n S 0 4 .

Tabelle 1. Spinnparameter,

Halten wir die Zinksulfatkonzentration dagegen konstant und betrachten die Veränderung der Randzonen mit der Temperatur, so können wir in dem untersuchten Konzentrationsbereich keine allgemeingültige Tendenz finden. Vielmehr müssen wir den Temperatureinfluß für jede Konzentration gesondert betrachten (s. Bild 14). 3 ) Für Tabelle 2 und Bild 14 wurden jeweils mehrere Querschnittsaufnahmen ausgewertet.

Modifikatorgehalt in der Viskose

Neutralpunkte (Bromkresolpurpur)

Wert nach 500

g/1

s

mm

—

—

—

-

-

-

Spinnbadtemp. in

g/1

°C

M

0,045 n

21

1

N

0,105 n

21

1

O

0,315n

21

1

OM

0,315n

21

1

P

0,045 n

45

1

-

-

Q

0,105n

45

1

-

-

R

0,315 n

45

1

RM

0,315 n

45

1

S

0,045 n

62

1

-

T

0,105 n

62

1

-

U

0,315n

62

1

-

UM

0,315n

62

1

Verzug

Mit zunehmender Zinksulfatkonzentration wird bei allen untersuchten Temperaturen die Randzone breiter. Die ausgemessenen Werte unterliegen jedoch relativ großen Schwankungen, so daß für die RandzonenBreite nur ein Größenbereich angegeben werden kann (s. Tabelle 2 und Bild 14 3 ).

Präparationsumstände

ZnS04Konz. im Spinnbad 1 n H2S04 2n Na2S04

Fadenkurzbezeichnung

3*

Analysenwerte,

Weiterhin können wir die allen Fäden eigene Differenzierung in eine dichte Randzone und in ein von den vorhergegangenen Untersuchungen bekanntes lockeres Cellulosenetzwerk erkennen. Gegenüber dem Spinnprozeß in Abwesenheit von Zinksulfat — die Morphologie dieser Fäden wurde in Teil IV [17] besprochen — ist die Randzone kompakter. Sind dort noch strukturelle Einzelheiten in der Außenmembran festzustellen, so erscheint die Randzone hier im wesentlichen elektronenoptisch homogen. In den Bildern 3, 5, 9, 10 und 11 haben die Schnittflächen der Randzone jedoch ein grießiges Aussehen, das auf die Feinstruktur hinweist. Die Bilder 1, 3, 9 und 11 zeigen als äußere Begrenzung der Querschnitte eine dünne Schicht von 200 bis 500 Ä Stärke, die sich durch ihre dunklere Färbung von der Randone abhebt und wahrscheinlich die von Cumberbirch definierte Kutikula darstellt [9, 19],

-

2,5

-

2,5

2,5

y-

und

Zersetzungslösung

Fadenkurzbezeichnungen

Nach Lösungsmittelaustausch eingebettet in

1 n H 2 S 0 4 vorpolymerisiertes Methacrylat

Ultradünnschnittbehandlung

Lösen d. Einbettungsmittels m. Benzoldampf, Pd-Beschattung

fJ

i>

>>

»

»>

ff

91

ff

-

>>

ff

>>

-

))

»>

ff

0,70

30,1

1,06

36,0

0,46

18,7

>>

»»

>>

0,75

26,9

-

>>

ff

f

-

>»

ff

ff

-

ff

ff

tf

0,30

14,3

ff

ff

ff

0,52

22,8

ti

ff

ff

-

F a s e r f o r s c h u n g u n d T e x t i l t e c h n i k 21 (1770) H e f t 11

472

Grobe und Gensrich: Eleklronenmikroskopische Untersuchungen an Ultradünnschnitten von Celluloseregeneratfäden. Teil V

B i l d P r o b e M ( I n H 2 S 0 4 / 2 n N a 2 S 0 4 / 0 , 0 4 5 n ZnSO„/21°C) Vergrößerung 3 5 0 0 : 1

Bild 2. Probe N ( I n H 2 S 0 4 / 2 n N a 2 S 0 4 / 0 , 1 0 5 n Z n S 0 4 / 2 1 ° C ) Vergrößerung 3 0 0 0 : 1

Bild 3. Probe O ( I n H 2 S 0 4 / 2 n N a 2 S 0 4 / 0 , 3 1 5 n Z n S 0 4 / 2 1 ° C ) Vergrößerung 8 0 0 0 : 1

Bild 4. Probe OM (1 n H 2 S 0 4 / 2 n N a 2 S 0 4 / 0 , 3 1 5 n Z n S 0 4 / 2 1 °C; modifikatorhaltige Viskose) Vergrößerung 6 0 0 0 : 1

Faserforschung und Textiltechnik 21 (1770) Heft 11

Grobe und Gensrich: Elektronenmikroskopische Untersuchungen an Ultradünnschnitten von Celluloseregeneratfäden. Teil V

473

Bild 5. Probe P (1 n H 2 S0 4 /2n Na 2 S0 4 /0,045n ZnS0 1 /45°C) Vergrößerung 5 0 0 0 : 1

Bild 6. Probe Q {In H 2 S0 4 /2n Na 2 S0 4 /0,105n ZnS0 4 /45°C) Vergrößerung 6 0 0 0 : 1

Bild 7. Probe R (1 n H 2 S0 5 /2 n Na 2 S0 4 /0,315 n ZnS0 4 /45 °C) Vergrößerung 3 400:1

Bild 8. Probe RM (1 n H 2 S0 4 /2 n Na 2 S0 4 /0,315 n ZnSO„/45 °C; modifikatorhaltige Viskose) Vergrößerung 4 400:1

F a s e r f o r s c h u n g u n d T e x t i l t e c h n i k 21 (1970) H e f t 11

474

Grobe und Gensrich: Elektroncnmikroskopische Untersuchungen an Ullradünnschnitten von Celluloseregeneratfäden. Teil V

Bild 9. Probe S ( I n H 2 S0 4 /2n Na 2 S0 4 /0,045n ZnS0 4 /62°C) Vergrößerung 7 0 0 0 : 1

Bild 10. Probe T ( I n H 2 S0 4 /2n Na 2 S0 4 /0,105n ZnS0 4 /62°C) Vergrößerung 9 0 0 0 : 1

Bild 11. Probe U ( I n H 2 S0 4 /2n Na 2 S0 4 /0,315n ZnS0 4 /62°C) Vergrößerung 1 2 0 0 0 : 1

Bild 12. Probe UM ( I n H 2 S0 4 /2n N a 2 S 0 4 / 0 , 3 1 5 n Z n S 0 4 / 62 °C; modifikatorhaltige Viskose) Vergrößerung 3 6 0 0 : 1

Faserforschung Elcktroricnmikroskopischc

Ultradünnschnitten

v o n

Cellulosercgoncratiaden.

Teil

S

.2 § o

60

b£) X y

O)

ho a 3 ¿t

CD

3 S B QJ D CJ J3 O 'S 6 » a3 3 cq

E 'S Si

.SP N O G a 4>

_

ja 0

a 0 a S 0 >

0 ^

Jt

z

a PH j "a

2

O e s

N T3 a N ffi

n o o aa o o 0 0 ^ 0 0

o o C^l

ifi

o o

o o ^H

CO

o o

. S «

a 3 b

10 0

a

o

N o a« 60

« O

cö

« »o 60-J 3 O

60°.

3 :ce ja 1

3 ja

fM ed «

:

W

TS a o,

a.

-0

es

Ä

a 10 o

o

LO tn

0

1CQ .— »1 x ja

c a ja

9

CO cd O • g o

0 a

u a -a 0

• ira (M

60 s

» s

>

G :

^

v @ - o ' o ' (-? " j a c« ^

I 1

>

l

c/3

"S N 3

0" 0 O 3 ^H « . • 0 0 Ü

0 T3 a

oo.

a

0

3

53 2 « =pq ^

-

0"

_

>

60 a 3 E-

« >

H

§

c

S - o

•

r

2 - 2

o :

s

:

:3 a

CO - g

I

S j - I SPS 3 60 .J — B £ O cD N ( - J

£ o CJ o > O

O t. o j o «> » o . 3 O

f

o

PH

e

I

1/5

2

•a a «

§

15

m

a> a ja 0

S

o o O

a> t j S c .5 « a> 6 0 t. u

2 s a ja ^ u o « fc-

•u "a ü »

s a> S