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Textilchemie (Subject) / Zusammenfassung (Lesson)

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• Nennen sie 5 Effekte die man bei der Veredlung von Textilien erzielen will Farbe Glanz Griff Oberflächenbeschaffenheit Weißgrad
• Wie sind die Kettenmoleküle von Faserstoffen angeordnet und welche Eigenschaften resultieren daraus? Textilfaser bestehen aus einer Vielzahl von Kettenmolekülen mit entsprechendem chemischen Aufbau und einer bestimmten Kettenlänge des Makromoleküls ( Primärstruktur) ( Makromoleküle sind aus vielen Grundbausteinen, den Monomeren aufgebaut). Die Sekundärstruktur ist die räumliche Anordnung der Molekülketten zueinander und im Raum. Die Primär und die Sekundärstruktur bestimmen im wesentlichen die Eigenschaften der Textilfasern. Die Kettenmoleküle von Fasern orientieren sich entlang einer Faserachse in Längsrichtung, wobei die Kettenmoleküle mehr oder weniger parallel zueinander angeordnet sein können. Kristalline Bereiche: Bereich der parallel Lage der Molekülketten woraus eine regelmäßige Anordnung und damit ein hoher Orientierungsgrad resultiert. Diese Bereiche sind wichtig für die Zugfestigkeit, das Knitterverhalten, besitzen aber keine Aufnahmefähigkeit für Farbstoffe/ Hilfsmittel Amorphe Bereiche: Bereich der unregelmäßigen Anordnung mit Lockerstellen und Hohlräumen, geringer Orientierungsgrad Schauplatz für Färbe- Druck und Appreturvorgänge
• Erläutern Sie stichwortartige folgende Begriffe: Flottenverhältnis, Substantivität, Reproduzierbarkeit, Egalität Flottenverhältnis: ( Massenverhältnis von Ware zu Flotte) z.B 1:10 bedeutet dass auf 100 kg Ware 1000 liter flotte kommen Substantivität: Die Neigung eines Farbstoffes ohne zu Hilfenahme anderer Stoffe, also selbstständig auf die Faser aufzuziehen. Je substantiver ein Farbstoff ist, desto mehr zieht auf die Faser aus, desto weniger bleibt im Färbebad. Das Konzentrationsverhältnis zwischen Farbstoff auf der Faser und in der Flotte ist ein Maß für die Substantivität eines Farbstoffes: K(Substantivitätskoeffizient)= C(Farbstoff Faser)/C(Farbstoff Flotte) Reproduzierbarkeit: Ist die Möglichkeit die selben Verfahrensbedingungen wiederherzustellen, wie sie schon einmal genutzt worden sind, um ein exakt gleiches Ergebnis zu bekommen. Eine wichtige Bedingung für die Reproduzierparkeit einer Reaktion ist zum Beispiel der gleiche ph Wert. Egalität: eine egale Färbung ist eine gleichmäßige Färbung
• Beschreiben Sie den Aufbau die Durchführung, die Ergebnisse und die daraus gezogenen Ableitungen des Rutherfordschen Streuversuches Eine Goldfolie mit einer Dicke von 0,004mm wird mit Heliumkernen beschossen. ( Wie entstehen Heliumkerne: Radium zerfällt ohne äußere Einwirkung unter Aussendung von Alphateilchen( postiv geladene Heliumkerne) Was passiert? Fast die gesamte Strahlung geht geradlinig, also ohne Ablenkung durch die Folie. Nur ein geringer Teil der Strahlung wird abgelenkt und einzelne Heliumkerne prallen zurück. Wie sehen die Folgerungen aus? Ein Atom besteht aus einem positv geladenen Atomkern, im Kern befindet sich die gesamte postive Ladung und auch die gesamte Masse des Atoms. Der Kern ist im Verhältnis zum gesamten Atom sehr klein. alle Atome sind aus den gleichen Elementarteilchen aufgebaut Die Elektronen sind negativ geladen und befinden sich in der Atomhülle wo sie wie Planeten um beliebigen Abstand um den Kern kreisen
• Welche Aussage macht das Bohrsche Atommodell? Die Elektronen in der Hülle können nur ganz bestimmte Energiestufen einnehmen. jeder Energiestufe entspricht einer konzentrisch um den Kern angeordneten Kreisbahn auf der sich die Elektronen bewegen können Die Elektronenhülle lässt sich in 7 Schalen ( Energieniveaus ) einteilen : K ( niedrigstes, n=1) Q (höchstes, n=7) die maximale Elektronenanzahl pro schale ist 2n2 elektronen können ihre Kreisbahn durch Abgabe ( Energie wird emittiert) oder Aufnahme ( Energie wird absorbiert) von Energie ändern = Quantensprung
• Erklären Sie folgende Begriffe: Orbital, Pauil Verbot, Hundsche Regel, Elektronenaffinität, Ionisierungsenergie, Elektronenegativität Orbital: Bereich um den Atomkern in welchem ein Elektron mit bestimmter Energie mit größter Wahrscheinlichkeit auftritt. Pauliverbot: jedes Orbital kann maximal 2 Elektronen aufnehmen Hundsche Regel: Orbitale werden nach steigender Energie besetzt.Einfachbesetzung erfolgt vor Doppelbesetzung Elektronenaffinität: Energie die bei der Aufnahme eines Elektrone durch ein Atom umgesetzt wird. Es folgt die Bildung eines Anions  Diese Reaktion kann exotherm oder endotherm ablaufen. Ionisierungsenergie: aufzuwendende Energie um ein Elektron vom Atom abzuspalten Elektronennegativität: Maß für die Fähigkeit eines Atoms, Elektronen in einem Molekül an sich zu binden .Je kleiner die EN, desto elektropositiver das Element ⇒ großzügiger Elektronenspender.Je größer die EN, desto elektronegativer das Element ⇒ aggresiver Elektronenfänger.Durch EN entstehen polare Atombindungen.
• Erläutern Sie das Zustandekommen einer Ionenbindung mit Beispiel Eine Ionenbindung ist eine polare Bindung.Ionen enthalten Anionen und Kationen. Sie entsteht dann, wenn ein Atom seine Valenzelektronen abgibt und ein zweites Atom diese Aufnimmt. Auf diese Weise werden Kationen und Anionen gebildet, die einander anziehen.  Ziel: Erreichen stabiler Elektronenbesetzung für beide Atomsorten. Bildung eines Ionenkristalls im festen Zustand.  Beispiel: Natrium und Chlor. Natrium gibt ein Elektron ab, das vom Chlor aufgenommen wird.  2Na + Cl2 → 2NaCl es ist Kochsalz, eine ionische Verbindung entstanden Vorraussetzung: große Differenz der EN der beteiligten Atome.
• Nennen Sie 5 cellulosische Fasern Baumwolle, Flachs, Hanf, Ramie, Jute
• Nennen Sie vier Beispiele zu Stengelfasern Flachs Hanf Ramie Jute
• Wie lässt sich die Knitterneigung von Stengelfasern erklären durch vielen kristallinen Bereiche/ dem hohen Orientierungsgrad der Molekülketten.
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• Vergleichen Sie Baumwolle- Flachs/Hanf- Regeneratcellulose hinsichtlich den Parametern Glanz, Knitterneigung, Dimensionstabilität und Eigenfarbe Glanz: Grundsätzlich gilt: je glatter die Oberfläche desto mehr Glanz! Höchster Glanz bei Regeneratcellulose, dann Hanf/Flachs und am Schluss die Bw Knitterneigung: Grundsätzlich gilt: Je mehr kristalline Bereiche desto höher die Knitterneigung! Meisten Kristallinenbereiche: Hanf / Flachs, dann Bw dann regeneratcellulose( sehr geringe knitterneigung, viele amorphe Bereiche) Dimensionsstabilität: ( bezeichnet die Fähigkeit eines Materials unter wechselnden Umgebungseinflüssen( Temperatur /Luftfeuchtigkeit) maßhaltig zu bleiben): Flachs /Hanf, dann Bw , bei Regeneratcellulose sehr gering ( Wieder aufgrund der vielen amorphen Beriche) Eigenfarbe (Naturstofffarbgehalt): Flachs /Hanf intensiver als bei Baumwolle, Regeneratfasern haben kaum Eigenfarbe ( Zellstoff hat wenig Begleitsubstanzen und wird zur Faserherstellung oft gebleicht)
• Welche Begleitsubstanzen besitzt Baumwolle und wie wirken sie sich auf die veredlungsprozesse aus? Fette und wachse (cuticula) wirken hydrophob und behindern die flottenaufnahme bei nassveredlungsprozessen anorganische bestandteile ( magnesium calcium eisensalze) können mit farbstoff unlösliche ausföllungen bilden die eine fleckige färbung verursachen. außerdem kann ein grauschleier auf der ware enstehen. zusätzlich können schwermetallsalze ( fe salze) katalytisch zersetzend auf das bleichmittel wirken, es kommt zu faserschädigungen andere organische verbindungen ( gilbene) verantwortlich für die gelbliche eigenfarbe der baumwolle, wirkend störend beim färben/ bedrucken mit brilliantfarben tote ( beim längenwachstum abgestorbene fasern) unreife ( beim dickenwachstum abgestorbene fasern ) zeigen ein geringeres farbstoffaufnahmevermögen wie reife fasern. das riskio unruhiger färbungen steigt diese beleitstoffe müssen in aufwendigen prozessen von der faser entfernt werden, dies passiert meist in der warenvorbehandlung der textilien
• Aus welchem Grundbaustein besteht cellulose beta glucose ( Zucker)
• Wie wird Cellulose in der Natur gebildet 1) cellobiose : zusammenlagerung zweier betaglukosemolküle unter ausbildung einer 1.4 beta-glukosidischen bindung die bindung zwischen dem beta glukosbausteinen findet zwischem dem c1 atom eines glukosemolküls und dem c4 atom des anderen glukosemolküls statt.
• Beschreiben Sie das Verhalten von Cellulosefasern gegenüber Säuren/Alkali alkali: hervorragende Laugenbeständigkeit aller natürlichen cellulosefasern; ( ursache: stabilität der 1.4. glukosidischen bindung und die dissoziation der OH gruppe)regeneratcellulose ist gut bis mäßig laugenbeständig verwendung alkali: mercerisation, färben drucken mit reaktivfarbstoffen säuren: gegenüber organischen säuren gut beständig, gegenüber mineralsäuren nicht beständig. ( es resultiert eine dp abnahme durch die spaltung der 1.4 glukosididschen bindung, abnahme zugfestigkeit, es entsteht hydrocellulose) verwendung von säuren: entmineralisierung und chemische appretur
• Wie lässt sich das Wasseraufnahmevermögen von Cellulosefasern erklären durch die hydrophilen OH Gruppen(bilden wasserstoffbrückenbindungen aus) und durch 30-40% zugänglicher amorpher bereiche. die wasserablagerung geschieht in den hohlräumen
• Wie erklären sie sich die unterschiedliche feuchtigkeitsaufnahme von viskose und baumwolle viskose 70%, bw 30% amorphe bereiche
• welchen morphologischen aufbau hat baumwolle? korkenartige längsansicht, nierenförmiger querschnitt, wachstumsdauer 60 tage (längen und dickenwachstum) kettenmoleküle- 30.000 sind eine elementarfibrille-mikrofibrillen-makrofibrille- fibrillenstrang= schicht einer faser bw besteht aus ( cuticula, primärschicht, äußere sekundärschicht, innere sekundärschicht,tertiärschicht, lumen)

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