REFERAT DIVERSE: LANA

label Referate autorenew 2025-09-29, 16:56 history_edu Gabriela
I.INTRODUCERE Lana este o materie prima de importanta majora pentru industria textile.Aceasta importanta este determinate de proprietatile specifice ale fibrei de lana ca: elasticitatea ridicata, tuseu placut, vopsire usoara si stabile, higroscopicitate, rezistenta la purtare, finite, izolare termica, comportare deosebita la umiditate etc. Fibra prezinta si unele neajunsuri ca supracontractie si rezistenta scazuta la agenti alcalini. Proprietatile lanai de a se impasli constituie deasemenea un neajuns ; in operatia de piuare insa aceasta proprietate este favorabila.Finisarea chimica a materialelor si aricolelor de lana urmareste ameliorarea sau indepartarea neajunsurilor mentionate. Pentru realizarea acestui scop se impune cunoasterea profound stiintifica a structurii chimice a cheratinei, a structurii histlogice si morfologice a fibrei de lana ,precum si a comportarii acesteia fata de diferiti reactivi chimici. Trebuie avut in vedere faptul ca oricat de larga ar fi gama de fibre sintetice cu proprietati superioare , proprietatile fibrei de lana nu pot fi usor egalate.Pana in prezent nu se cunosc fibre sintetice ,care sa fie superioare din toate punctele de vedere fibrei de lana. Deasemenea, lana este de neinlocuit din o serie de articole textile si confectii. II.BIOGENEZA FIBREI a.Consideratii generale.Fibra de lana este un produs biologic, celular, foarte complex, obtinut de la oaie.Este superioara tuturor celorlalte categorii de fibre animale produse de epiderma si reprezinta 95-97% din parul animal, utilizat in industria textila. Calitatea lanai depinde de rasa si de ingrijirea care se de animalului (hrana, clima, adapost). Fibra de lana este un produs biologic, celular, foarte complex, de natura proteica.Cunoasterea structurii morfologice, a straturilor arhitecturale componente ale fibrei, prezinta un interes teoretic si practic deosebit, ceea ce a determinat aparitia unui numar mare de cercetari in acest domeniu. Acest interes se explica prin aceea ca proprietatile fizico-mecanice ale fibrei,rezistenta la agenti chimici, comportarea sa in procesele de finisarea, sunt puternic influentate de forma structura si compozitia diferitelor elemente morfologice, care constituie fibra. Studiile privind arhitectura fibrei de lana si proprietatila ei fizico-chimice, au fost favorizate de metodele moderne de investigatie cum sunt : microscopia optica, roentgenografia, microscopia electronica, microscopia optica in contrast de faza , cromatografia, tehnica radioizotopilor, folosirea enzimelor, fragmentare si separarea unor fractiuni ale fibrei si altele.O fibra intreaga de lana se compune din doua parti: radacina si tulpina. Radacina este partea care se gaseste sub epiderma, formatat din celule vii, care printr-un proces de cheratinizare progresiva se diferentiaza si aropiindu-se de suprafata pielii, mor, transformandu-se intr-o materie cornoasa, cheratinica. Tulpina este partea exterioara a fibrei, care manifesta proprietatile mecanice, fizice si chimice pariculare.Aceste proprietati fac fibra de lana sa fie un material textile de o valoare deosebita, tulpina este fibra de lana propriu-zisa. b.Geneza fibrei de lana.Formarea fibrei de lana incepe inca din faza prenatala a animalului . Acest proces biologic este complex si in evolutia sa un rol important revine foliculilor pilosi, care constituie sediul de fomare si dezvoltare a fibrei . Prin folicul pilos se intelege o formatiune anatomica de dimensiuni mici, in forma de saculet, care ia nastere din srtatul bazal al epidermei, in faza embrionara a speciei zoologice.Formarea folicului primar incepe dupa o perioada de circa 60 de zila de gestatie. La partea inferioara a foliculului pilos , orientate inspre derma, se gasesc unele celule ale pielii care alcatuiesc papilele si care au proprietatea de a hrani o mica umflatura, numit bulb . Bulbul este format din celule vii prin a caror multiplicare se formeaza materialul proteic din care va genera fibra de lana.Prin dezvoltarea sa favorizata de papile, foliculul pilos se prelungeste inspre exteriorul pielii, formand un tub capilar numit teaca exterioara, captusit de o peliculatubulara, care constituie teaca interioara. In acest folicul pilos se formeaza fibra de lana , el jucand rolul de protectie si totodata de matrita fibrei. Dupa alte 14-20 de zile de la inceputul formarii foliculului primar, numit si folicul central, incepe formarea foliculului secundar, care este dispus in imediata apropiere a foliculului primar.Foliculul secundar cotine formatiuni anatomice accesorii foliculului primar , cum sunt ; muschiul pulsatil, glanda sebacee si glanda sudoripara, fiecare avand un anumit rol in fomarea fibrei de lana. Muschiul pulsatil se formeaza concomitent cu dezvoltarea ulterioara a foliculului pilos si este orientat in aceeasi directie cu el. Glanda sebacee este o alta formatiune anatomica care are forma de ciorchine si este asezata inspre partea superioara a foliculului pilos.Celulele acestei glande secreta o substanta cu aspest grasos numit sebum. De-a lungul foliculului pilos se gaseste si glanda sudoripata. Aceasta are forma unui tub cu partea inferioara orientata spre bulb, iar partea superioara se termina printr-un orificiu la suprafta pielii.Prin glandele sudoripate se elimina apa, saruri minerale, uree, etc. Prin diviziunea celulelor din bulb, celulelel vii, se formeaza o rezerva de material proteic, care patrunde in foliculul pilos si avanseaza de material proteic, care patrunde in foliculul pilos si avanseaza spre orificiu acestuia, deci spre suprafata pielii. Pe masura ce patrund in folicul, celulele vii mor, avand loc un proces de cheratinizare si formare a fibrei de lana.Acest fenomen incepe sa aiba loc dupa 98 - 99 zile de gestatie. Deci fibra de lana isi are radacina in bulb, intru-un strat de celule vii. Foliculii pilosi sunt raspanditi pe intreaga suprafata a pielii animalului si desimea lor determina cantitatea de lana care poate fi recoltata.Activitatea foliculilor pilosi apar si perioade de repaus, care ciocnind cu perioadele de naparlire a animalului. In perioada de naparlire apar discontinuitati in formarea fibrelor. In cazul oilor de rase superioare si bine ingrijite , perioadele de repaus follicular sunt deosebit de scurte, incat procesul de crestere a lanai este continuu.Viteza de crestere a fibrelor de lana depinde de hrana administrate animalului ; hrana bogata in proteine si sulf, favorizate cresterea lanai. Bolile incetinesc cresterea fibrelor cheratinice. Grosimea fibrei de lana depinde de foliculul pilos.La oile de rasa superioara aceasta este mai subtire ; cand diametrul foliculului este mare , lana rezultata este grosiera si de calitatea inferioara. O asfel de lana grosiera se intanleste la oile turcane. c.Prin procesul de cheratinizare se intelegetransformarea proteinelor citoplasmatice care se gasesc in celulele vii , in proteine cu aspect fibros , apartinand celulelor moarte. Acest process are loc in foliculul pilos , terminandu-se in partea sa superioara. In perioada activa a foliculului pilos celulele stratului bazal din bulb manifesta o activitate de proliferare intense.Prin diviziunea lor continua , ele provoaca aparitia unei forte directionate care impinge celulele noi catre orificiu foliculului. In cursul acestui traiect celulele se cheratinizeaza , formand fibra. Practic procesul de cheratinizare consta in pierderea apei din celulele si legarea lor organic in masa fibroasa .Se stie ca inainte de cheratinizare celulele contin 70 - 80 %. Straturile celulare externe asezate langa peretele foliculului, neputand elimina apa, ajung repede la saturatie. Celulele acestui strat se umfla si formeaza teaca externa, necheratinizata a foliculului .Deoarece catre exterior deshidratarea este impiedicata, straturile celulare interne vor trebui sa se deshidrateze catre interior. Apare un fenomen de hidroliza intercelulara care se propaga catre centru si care conduce pe de o parte la fomarea diferitelor straturi ale tecii interne a foliculului pilos , iar pe de alta parte la morfogeneza tecii cuticulare a fibrei , cat si la formarea de celule corticale cu caracter morfologic diferit. Procesul de cheratinizare nu este uniform pe toata suprafata fibrei de lana.Consideand o sectiune transversala a fibrei, la un capat al unui diametru al acestei sectiuni cheratinizate este mai intarziata. Acest process de cheratinizare asimetrica a periferiei fibrei contribuie la procesul de ondulare a fibrei de lana. Celulele care se gasesc in centrul fibrei ce se formeaza, contin un procent mai ridicat de apa, provenit din straturile periferice.Aceasta apa pleaca dupa iesirea fibrei din foliculul, formandu-se celulele medulare. Deshidratarea acestor celule se produce prin evaporare, apa traversand masa cheratinica a peretilor externi care formeaza fibra. III. STRUCTURA 1.STRUCTURA MOLECULARA SI MACROMOLECULARA La baza alcatuirii fibrei stau proteinele structurate insolubile, care poarta denumirea de cheratine, prin prezenta sulfului sub forma puntilor disulfidice intre lanturile polipeptidice. Cheratina este o proteina complexa care dupa ce este produsa de celulele epiteliale, ramane in constitutia acestora sub forma de paruri, coarne, unghii, pene, copite.Analiza elmentara arata urmatorea distributie a elementelor consecutive in valori medii procentuale : carbon, oxigen, azot, hidrogen, sulf, microelementele. Pe baza acestora formula empirica a proteinelor cheratinice de lana este:C78H112N18O12S. Compozitia in aminoacizi a cheratinelor variaza functie de tipul acestora si de locul lor unde apar in organism.Structura chimica particulara a cheratinelor din lana se caracterizeaza prin prezenta cistinei, prolinei si grupelor amidice. Cistina in constitutia lanii poate fi reprezentata ca doi aminoacizi reuniti prin legaturi disulfidice in structuri tridimensionale care insolubilizeaza sistemul fata de solventi prodici, limiteaza umflarea laterala imbunatatind rezistentele in stare umeda si la degradare enzimatica. Prolina este organizata in cheratina intr-un mod particular.Dispozitia grupelor aminice si carboxilice este astfel incat atunci cand acidul este legat in catene polipeptidice, legaturile sunt orientate in unghiuri drepte. Alcatuirea generala a cheratinelor se bazeaza pe doua tipuri de proteine: S-carboximetilcheratina A si S-carboxilimetilcheratina B. S-Carboximetilcheratina A este a proteina care se gaseste predominat in microfibrile, fiind caracterizate printr-un continut mai mic de sulf si o masa molara medic mai mare.S-Carboximetilcheratina B contine la randul sau fractiunile de polipeptide bogate in sulf, concentrate mai cu seama in matricea, avand o masa molara medie. Componenta A, in strucura supramoleculara a fibrei de lana, se dispune elicoidal in fascicule cu o cristalinitate limitata, in timp ce componenta B are o structura predominat cristalina si prin pozitia pe care o ocupa in morfologia fibrei controleaza transformarile reologice si chimice pe care le sufera cheratinele in diferite conditii. Catenele polipeptidice ale cheratinelor prezinta, in starea condensata o anumita capacitate de rotire libera si de deplasare a unitatilor structurale in jurul legaturilor din catena principala, ceea ce se traduce la nivelul macroscopic al fibrei printr-o anumita elasticitate si flexibilitate.Proprietatile mecanice, mai ales acelea legate de tensionare in stare umeda a fibrei ce si umflarea in apa nu depind de repartitia proteinelor cu continut mai mic sau mai mare de sulf in sectiunea fibrei.Proteinele matricei fiind mai bogate in sulf vor suferi o umflare importanta, in timp ce umflarea longitudinala a fibrei este limitata de catre microfibrile la aproximativ 0,5. Microfibrilele sarace in sulf la randul lor, controleaza rigiditatea cheratinei in apa.Plasticitatea fibrei creste insa cu continutul de sulf si descreste cu micsorarea raportului crista;i-amorf. Aceasta inseamna ca cistina nu este, in toata sectiunea fibrei, angajata in legaturi disulfidice de reticulare, care ar trebui sa rigidizeze fibra acolo unde procentul de sulf este mai mare. 2. STRUCTURA SUPRAMOLECULARAStructura moleculara a cheratinei bazata pe secventele a cel putin 18 aminoacizi dispusi in proteinele de tip A si B se complica treptat in nivele superioare de organizare, determinate de o anumita functie biologica. Formatia imediat superioara a moleculei de cheratina se organizeaza pe baza a trei catene polipeptidice, fiecare constand din aproxinativ 1000 resturi de aminoacizi. Cele trei catene se rasucesc intr-o spirala extinsa alcatuind impreuna triplu helix dispus in jurul unei axe comune.Dispunerea in elice a catenelor se complica prin infasurarea spirelor unele in jurul altora, formandu-se astfel manunchiuri cu dimensiuni din ce in ce mai mari , sub forma de supraspirale cu o axa comuna, realizandu-se astfel o prima formatiune morfologica, denumita protofibrila. Legaturile hidrofobe sunt probabil fortele care controleaza conformatia moleculei polipeptidice in solutie apoase. Aceste interactiuni tind sa stabilizeze sistemul in care partea hidrocarbonata respinge moleculele de apa, ceea ce se reflecta in insolubilitatea partiala sau totala a substantei.Apa este un solvent particular deoarece moleculele sale se asociaza prin legaturi de hidrogen. Partile hidrocarbonate partial dizolvate perturba aceste asociate si forteaza moleculele de apa sa se dispuna mult mai ordonata, in vecinatatea lor imediata.Cand doua sau mai multe grupe hidrocarbonate se apropie, o parte din moleculele de apa ordonate care le inconjoara revin la starea dezordonata a aansamblului molecular de solvent.Fibrele de cheratina in organizarea lor supramoleculara au structura bifazica , paracristalina particulara.Molecule cu configuratia elicoidala de ?-helix se organizeaza pe o treapta superioara intr-un dublet sau triplet si se aranjeaza in retele orientate in lungul fibrei. Unele grupe din catene cheratinice au volume care nu se armonizeaza in reteleaua cristalina provocand perturbatii ale starii ordonate.Fiecare celula cristalina prezinta o forma usor modificata, iar in configuratii ,domeniile cristaline rigidizeaza fibra. Pe baza acestor consideratii s-a realizat un model in care reteaua paracristalina se poate aranja intr-un plan perpendicular pe axa fibrei. La tensionarea elementelor paracristalineindividuale se orienteaza cu usurinta in directia axei fibrei.La starea netensionata, ca si in cea tensionata, se pastreaza modelul rasucit al helixului triplu. Moleculele de cheratina in configuratie ? se dispun alternativ paralel si antiparalel in raport cu unitatile -NH-CO-CHR- asemanator dealtfel cu asezarea catenelor in cheratina. Lanturile macromoleculare sunt pliate, iar pliurile se repeta la distante aproximativ 5,1 A.Lungimea catenei in forma ? trebuie sa fie jumatate din lungimea catenei de forma . In planul hartiei catenele sunt legate prin legaturi de hidrogen intre grupele vecine >NH si >C=O. Cheratina nativa are o structura fibroasa in care proteinele se gasesc in forma ?.Dupa o alungire a fibrei de 60 - 70 %, sau prin incalzire cu vapori de apa la o tensionare de 100% se obtine forma . In comparatie cu transformarea reversibila de la forma ? la structura cristalina poate fi distrusa ireversibil daca se supune lana la tratamente care produc dezorientarea formei . In forma dezorientata, lana este mai usor atacata de enzime si prezinta o anitropie de umflare scazuta.In forma dezorientata, prbabil ca suprafetele cristaline sau micelele au fost distruse. Cele doua forme de cheratina sunt caracterizate prin ditributia diferita de difractii cu raze X . 3. MORFOLOGIA FIBREI Fibra de lana prezinta o morfologie complicata, evidentiata cu ajutorul microscopiei optice si electronice, a cercetarilor in lumina polarizata si de difractie cu raze X. Conformatii spiralate se supun in formatiuni multifilamentare formand protofibrile cu un diametru de circa 20A. Este unanim admis ca in componenta fibrei de lana se gasesc trei zone structurale principale sau trie straturi celulare, distincte intre ele.Aceste straturi sunt urmatoarele: - stratul cuticular sau cuticula, care se gaseste la suprafata fibrei si are un aspect exterior solzos; - stratul cortical sau cortexul, este partea care constituie corul propriu-zis al fibrei de lana; - stratul medular sau medula, se gaseste in interiorul fibrei sau, in cazul fibrelor fine, poate lipsi. A. Stratul cuticular Stratul cuticular sau cuticula constituie o teaca protectoare a cortexului de care este strans legata.Acest strat inconjoara fibra pe intreaga sa lungime si este alcatuit in general dintr-un singur strat de celule aplatizate, lipsite de nucleu. Formarea acestor celule variaza functie de rasa animalului si conditiile de intretinere ale acestuia. Cele mai multa dintre celulele cuticulei sunt constituite din fibrile fasciculare, unite intre ele prin material proteic neorganizat, numit material de cimentare.Studiile efectuate cu ajutorul microscopului optic arata ca celulele solzoase ale lanii nu sunt omogene, ci constau din parti mai putin ordonate, spatii goale, bastonase, pori, umflaturi, fisuri longitudinale,pachete de forma micelara. Celulele cuticulare se suprapun partial una peste alta, asemanator tiglelor de pe un acoperis, formand un invelis cu aspect solzos pe suprafata fibrei. Solzii se suprapun pe aproximativ 2/3 din lungimea lor.Grosimea stratului solzos este cuprins intre 0,5 si 2 ; se apreciaza ca acest strat reprezinta 2-10 % din greutatea fibrei. Lungimea solzilor este de 35 la 38 , latimea lor variaza intre 27 si 32 , iar grosimea este intre 0,5 si 1 . Numarul solzilor necesari pentru a inconjura o fibra depinde de diametrul acesteia cat si de dimensiunile fiecarui solz. Solzii se pot indeparta pe cale mecanica si partial pe cale biochimica. Daca animalulu se imbolnaveste sau este rau intretinut, in grosimea lanai apar discontinuitati; pe portinile fibrei unde diametrul este mai mic, stratul de solzi lipseste. Rolul important al cuticulei este de a proteja fibra; acest rol este asigurat de densitatea mai mare a cuticulei in comparatie cu a cortextului. Prezenta solzilor prelungeste durata de purtare a confectiilor din lana. Studiile detailate asupra structurii fine a cuticulei au pus in evident ace acest strat este alcatuit din mai multe componente: epicuticula, exocuticula, endocuticula si membrana celulara. a.Epicuticula constituie o membrana subtire care acopera solzii fibrei de lana. Aceasta membrana joaca un rol important referitor la accesul moleculelor de colorat si a reactivilor chimici catre cortexul fibrei. Aceasta este neteda si are o grosime cuprinsa intre 50 si 250 A . Epicuticula reprezinta 0,1- 0,2 % din greutatea fibrei. Ea este rezistenta la actiunea bisulfatului de sodiu, a clorului, la acizi, dar este sensibila la agenti alcalini si la sulfura de sodium. b.Endocuticula si exocuticul.Existenta endocuticulei si exocuticulei a fost admisa pentru prima data de Mercer si Rees. Ei au presupus ca celulele corticale constau din doua straturi : unul exterior , cheratinizat, care este atacat de tripsina, pe care l-au numit stratul K1 si un strat interior, mult mai stabil, numit K2.Nu exista limita neta de separare intre aceste doua straturi. Existenta acestor srtaturi celulare a fost dovedita si cu ajutorul microscopului electronic. Cercetata la microscop, exocuticula prezinta o suprafata neteda si o grosime uniforma. Acest strat este solubilizat de tripsina si de formamida, dar devine rezistent fata de acesti agenti dupa tratare cu aldehida formica. Endocuticula ramasa dupa tratarea cu enzime, poate rezista la acest tratament mai mult de o saptamana. c.Membrana celulara numita si membrana subcuticulara constituie o zona intermediara care separa cortexul fibrei de lana de strstul cuticular. Prezenta acestei membrane in structura histologica afibrei de lana a fost semnata de catre Reumuth si Harrison. Acesta membrana este mai rezistenta si din punct de vedere mecanic si poate fi cosiderata ca un invelis de protectie, care inconjoara partea principala a fibrei de lana - cortexul.Din toate componentele histologice ale fibrei de lana membrane subcuticulara este cea mai greu solubila. d. Clasificarea solzilor. Este bine cunoscut ca stratul cuticular al fibrei de lana are un aspect exterior solzos, deosebit de caracteristic, ceea ce face ca dintr-un amestec de fibre diferite, fibra de lana sa se deosebeasca usor.Observarea atenta a solzilor de pe fibrele cheratinice duce la constatarea ca forma , dimensiunile si modul de aranjare a acestora nu sunt identice . Astfel exista diferente referitoare la aspectul solzos, intre lana fina si casmir, sau intre lana de finite mijlocie si mohair.