Обозначение строя на спиннинге: Маркировка спиннинга – Все о спиннинге

О том, что такое строй спиннинга и как он влияет на его выбор, смотрите в следующем видео.

Строй спиннинга: обозначение, классификация

Типы строя

Выделяется четыре типа строя, но в продаже встречаются и комбинированные варианты, которые совмещают преимущества двух крайних: средне-быстрый и средне-медленный.

Какой тест спиннинга выбрать

Тест спиннинга указывается в граммах и свидетельствует о том, приманки какого вида предпочтительнее применять на данном удилище. На наших водоемах можно использовать удилища 3-х категорий, согласно классификации:

• Ультралайтовые.
• Лайтовые.
• Медиум.

Ультралайт

Это спиннинги, предназначенные для лова рыбы приманками, вес которых находится в пределах от 0,1 до 10-ти граммов. Несмотря на это, подобные удилища позволяют вываживать рыбу, весом несколько килограммов. Естественно, что более крупные экземпляры ловятся на более крупные приманки, что требует применения удилища совсем другого класса.

Достоинство подобного удилища заключается в том, что оно позволяет контролировать проводку мелких приманок. Плюс ко всему, во время вываживания даже не большого экземпляра удается контролировать поведение рыбы на крючке. Здесь каждый рывок, каждое движение рыбы чувствуется рыбаком. Это непременно приносит массу удовольствия. Поэтому большинство опытных спиннингистов всегда выбирают ультралайтовые удилища.

Это более мощное удилище, с помощью которого можно забрасывать приманки, весом от 2-х до 15-ти граммов. Подобные удилища менее чувствительные и более жесткие. И, тем не менее, подобные спиннинги пользуются широкой популярностью среди спиннингистов. С его помощью можно вытащить щуку, весом от 5-ти килограмм и более, что делает его более эффективным.

Медиум

Это наиболее жесткий вид удилища, с помощью которого можно проводить приманки до 30-ти граммов. Это довольно мощное удилище, рассчитанное для лова крупных экземпляров щуки, жереха, судака и т.д. Обладает наименьшей чувствительностью, но зато его не так просто сломать.

Тест удилища указывается на рукоятке и имеет цифровое обозначение, например 1-10 г. Из этого следует, что удилище предназначено для использования приманок весом от 1 до 10 граммов. Конечно, это не означает, что нельзя расширять указанный предел, но соблюдать его стоит. Если применять приманки, весом менее 1 грамма, то их труднее контролировать. А если взять блесны, весом более 10 граммов, то можно вывести из строя удилище.

После того, как появилась определенная уверенность в применении спиннинга, можно начать рыбалку на реке с быстрым течением или умеренным течением. Конечно, придется приспосабливаться к подобной рыбалке, изменяя тактику ловли, но это окажется намного проще, если бы процесс начинался с «нуля», без предварительной практики.

Строй спиннингов — важное качество. Строй – это та форма (изгиб), которую принимает бланк под нагрузкой.

Диапазон веса забрасываемых приманок

Это обязательная характеристика спиннингового удилища, которая проставляется на бланке. Если вываживать рыбу правильно, то сломать удочку практически невозможно. Спиннинг не нужно резко дергать, правильное положение, когда рукоять и леска составляют угол в 90 градусов. По диапазону приманок спиннинги классифицируются на:

— самые легкие (UL) – применяются для ловли небольшой рыбы на небольших водоемах, используемая леска – до 0, 18 мм в диаметре, приманка – до 7 г;

— легкие (L) – также применяются для ловли небольшой рыбы, используемая леска – до 0,23 мм в диаметре, приманка – до 10 г;

— средне легкие (ML) – наиболее распространенные, применяются для ловли рыбы различных размеров на любых водоемах, используемая леска – до 0,25 мм в диаметре, приманка – до 25 г;

— средние (M) – применяется для ловли достаточно крупной рыбы на любых водоемах, где требуется дальний заброс. Используемая леска – до 0,35 мм в диаметре, приманка – до 40 г;

— тяжелые (H) – применяются для ловли крупных трофеев, а также при троллинге. Используется толстая плетеная леска, приманка – более 40 г.

Рекомендации

Бережно относиться к снастям. Транспортировать спиннинги в тубусах, катушки в чехлах. После рыбалки протирать снасти от грязи. Не выдергивать зацепы, удилищем и катушкой. Проводить тех. Осмотр катушек только при необходимости. Тогда снасти прослужат максимально долго и принесут ни 1 трофей.

Надеемся, информация была для вас полезной. Наши специалисты магазинов Мир Охоты помогут вам в выборе спиннингового удилища и другого необходимого оборудования.

Справочная статья основана на экспертном мнении автора

Материал спиннингового удилища

Материал удилища, а следовательно его прочность — способность выдерживать механические нагрузки, надежность и долговечность при минимальном весе бланка, важнейший критерий не только спиннинговых «палок», но и всех удилищ в целом. На сегодняшний день спиннинговые удилища выпускаются из разных материалов, но самые распространенные; стекловолокно, композит и углепластик. Другие материалы, используемые для производства эксклюзивных и дорогих удилищ, стоимость которых соизмерима с ценой на подержанный автомобиль, рассматривать не имеет смысла.

Стекловолокно он же стеклопластик, есть не что иное, как стеклянное волокно, связанное между собой полиэфирными или эпоксидными смолами — очень прочный, не требующий особого ухода материал.

Удилища, изготовленные из полого стекловолокна, устойчивы к низким температурам и механическим нагрузкам, удобны в обращении и относительно не дорогие. Но к сожалению, этот материал имеет большой удельный вес и несмотря на свою полую конструкцию, бланк удилища приобретает значительный вес. Как следствие ужения тяжелым спиннингом — быстро набегающая усталость рабочей руки и преждевременная утомляемость организма.

Низкий модуль упругости стекловолокна, является причиной излишней гибкости стеклопластиковых удилищ. Для поплавочного удилища этот факт считался бы положительным, так как гибкость удилища, позволяет гасить мощные рывки крупной рыбы, но в тоже время, влияет на чувствительность бланка, делая его малочувствительным, наделяя не нужными паразитными колебаниями, явно проявляющимися во время заброса приманки и резких движениях спиннингом, не позволяет осуществлять твичинговые — рывковые проводки, тем самым ограничивая его использование с джиговыми приманками. Оправданная область применения стеклопластиковых спиннингов — ловля троллингом, которая не требует особой чувствительности удилища и каких — то манипуляций с ним.

Углепластик представляет собой симбиоз графитового и стеклянного волокна с преобладанием первого, в котором связующим, служат полиэфирные смолы. Его часто называют карбоном или графитом, подразумевая одно и то же. Обратите внимании на фото : разное название одного материала «Carbon IM8», « graphite im9», имеют общую символику содержания графита — «IM» и его количественного состава от «1»-минимального, до «9»-максимального. Содержание графита«IM1» — «IM9» принято считать условным модулем упругости бланка. Самые легкие и довольно прочные на изгиб удилища выпускают из углепластика. На то, что спиннинг из графита, указывает маркировка на нем.

Путем увеличения содержания графита в производстве спиннинговых удилищ, повышают жесткость бланка, но при этом ему передается главный недостаток графита — хрупкость. По этой причине, высокомодульные удилища (IМ7-IМ9), восприимчивы к ударам и резким поперечным нагрузкам.

Имейте в виду, что углепластик, он же графит, является отличным проводником электрической энергии. Избегайте контакта с линиями электропередач и не подвергайте жизнь риску, используя графитовый спиннинг в грозу и дождливую погоду. Менее требовательны к себе и более практичны, удилища с модулем упругости IМ4, IМ5, IМ6, но не танки — боятся грязи и ударов.

Композит — неоднородный материал, полученный искусственным путем из нескольких компонентов, которые вместе имеют лучшие характеристики, нежели каждый из них в отдельности. Компоненты, входящие в состав большинства композитов, разделяются на «связующее» и «наполнитель».

Стеклопластик и углепластик, как и многие другие материалы, используемые для производства разного рода изделий, в том числе и обычная фанера, являются композитными материалами, попадая под формулировку «композита». Но к сожалению, не каждый читатель вникает в формулировки и тонкости «материаловедения». А рыбацкий сленг, некоторые слова которого, не встретишь ни в одном словаре, под термином «композит» подразумевает единственную комбинацию, стекловолокна и графитовой нити, связующим в которой служат эпоксидные и полиэфирные смолы.

Используя подобное соединение различных по модулю упругости материалов, в котором большую часть составляет стекловолокно, и лишь незначительное количество дополняет графитовая нить, получают материал, который легче чистого стеклопластика и тяжелей углепластика. Золотая середина между «стеклом» и «углем». Графитовая нить увеличивает модуль упругости стекловолокна, повышая жесткость удилища. Спиннинги из композита менее хрупкие, относительно легкие и не требуют особенного обращения. Как раз то, что нужно для начинающих спиннингистов.

Материал спиннинга не относится к критериям, определяющим качество удилища, хотя и является одним из ключевых моментов при выборе снасти. Степень качества спиннинга определяется тем, насколько точно при изготовлении удилища, учтены предъявляемые к нему требования и совокупностью свойств готового изделия, определяющих его предназначение. Важным показателем качества спиннинга является его надежность – безотказность в работе, долговечность и ремонтопригодность. Ценовой диапазон спиннингов среднего качества начинается от 150$, а стоимость высококачественных «палок» выходит далеко за рамки среднебюджетных товаров.

По каким характеристикам делается выбор

Чтобы быстрее освоить технику забросов, проводок бывалые мастера всегда советуют новичкам начинать с универсальных удилищ. Их преимущество заключается в том, что снасть подходит для рыбалки с берега, так и лодки. Есть возможность применения широкого круга приманок разного веса. Пример показателей такого спиннинга: длина 2,4 м, тест по приманкам от 5 до 25 г.

Но подобная универсальность скрывает за собой недостатки:

• Снижение комфортности ловли с лодки. Оптимальной длиной считается от 1,8 до 2,1 м.
• Легкие приманки не будут достигать заданной дистанции. Практически не чувствуются при осуществлении проводки.
• Недопустимо применение тяжелых джиг-головок и других приманок весом свыше 20 г, поскольку увеличивается риск дать на удилище повышенную нагрузку. Со временем может спровоцировать поломку снасти.

В качестве тренировочного удилища для отработки техник проводок, точности дальности заброса или просто как запасная снасть – это хороший вариант. Но лучше не пожалеть денег и купить несколько удилищ с рабочими свойствами под разные условия ловли и типы хищной рыбы.

Кроме того, перед покупкой стоит учесть и другие моменты:

1. водоем с течением или без него;
2. глубина погружения приманки;
3. береговая рыбалка или с лодки;
4. предполагаемый размер, разновидность рыбы;
5. типы применяемых приманок.

Ниже разберем особенности основных показателей.

Какой длины он должен быть

Спиннинги производят длиной от 1,8 до 4 м. Но конкретный выбор обусловлен нюансами ловли:

• Для береговой рыбалки на реках, водохранилищах шириной до 120 м отличный вариант длиной от 2,1 до 2,7 м.
• Снасть длиной свыше 2,7 м пригодится для рыбалки на больших глубоководных реках, водохранилищах, озерах, где дальность заброса достигает 100 м и более.
• Для лодки лучше всего подходит 1,9 м.

Определившись с длиной, нужно переходить к анализу других показателей.

Тест по приманке

Рабочее свойство спиннинга, по которому рыбак определяет верхний и нижний предел веса применяемых приманок. Нижняя граница теста сообщает о минимально допустимом весе воблера, блесны или джиг головки. В случае, когда указанный показатель и масса приманки равны, то при выполнении проводки рыбак ощутит всю полноту ее уникальной игры. Если вес приманки меньше нижнего теста, то даже опытный мастер не будет чувствовать приманку во время проводки.

Верхняя граница теста указывает на максимально допустимый вес приманки. Когда рыбак решит пренебречь этим значением и взять скажем блесну большей массы, то во время заброса это может стать причиной поломки. Важно помнить, что не все производители добросовестно до 1 г указывают тест снасти, в частности, нижнюю границу.

По тесту разделяют:

• ультралегкие – от 1 до 5 г;
• легкие – от 5 до 15 г;
• средние – от 7 до 25 г;
• тяжелые – свыше 20 г.

К примеру, ультралайтовое удилище тестом от 1 до 5 г позволяет применять легкие приманки на мелкую и среднюю по размерам рыбу (окунь, ерш). Но при грамотном и неспешном подходе к вываживанию, настроенном фрикционе катушки, опытные рыбаки и на ультралайт умудряются ловить крупную щуку или судака.

Для ловли на маленьких реках с небольшой глубины хватит удилища с легким или среднем тестом. Для глубоководных водоемов нужно брать снасть с тестом от 20 г и выше. При ловле на троллинг используются только крупные приманки, поэтому спиннинг берется тяжелого теста, чтоб без проблем выдерживал и чувствовал игру приманки весом от 60 г. Есть варианты снастей, где вместо теста производители указывают диапазон разрывных нагрузок.

Материал изготовления

Бывает нескольких видов:

Среди рыбаков бытует мнение, что высокое содержание углепластика в удилище делает его очень хрупким при использовании в условиях зимы и увеличивают риск поломки. Поэтому для ловли по первым сильным морозам лучше взять снасть со средним содержанием модуля углеволокна.

Что такое строй и как его подобрать

Строем называют коэффициент модуля упругости Юнга. Этот показатель показывает время возврата в начальное положение после заброса удилища. От строя зависит чувствительность снасти. При ловле на жесткий спиннинг рыбак чувствует все колебания. Но с повышением этого параметра снижается дальность заброса

Классификация строев удилища выглядит следующим образом:

• Extra Fast – очень быстрый. Гибкость до ¼ длины снасти. Не рассчитано на дальние забросы. Плохо смягчает рывки рыбы при вываживании.
• Fast – быстрый. Гибкость до ½ длины. Рыбаки называют «половинный» строй.
• Moderate – средний. Гибкость до ¾ длины снасти.
• Slow – медленный. Бланк гнется по всей длине. Другое название «параболический» строй. Из всех типов характеризуется наиболее дальним забросом. Хорошо смягчает рывки рыбы при вываживании, тем самым уменьшая нагрузку на леску.

Среди рыбаков ходовыми считаются быстрый и средний строй.

Тест спиннинга по леске существует у некоторых производителей. Они указывают разрывную нагрузку лески для удилища в фунтах. На бланке написана самая большая прочность лески в либрах (lb).

По весу забрасываемой приманки все спиннинговые хлысты условно делят:

Такая классификация весьма условна. Есть много спиннинговых удочек, которые не подходят под нее. Но все зависит от мастерства рыболова. Если у удилища средний класс, это не означает, что оно не может ловить мелкую рыбу.

Это деформационная устойчивость хлыста. Для определения строя следует взять удилище в руку и сильно его встряхнуть. Если после этого оно изгибается все по длине, то удилище мягкое. А если колеблется только вершинка, то жесткое.

По классификации строя хлысты делятся на:

• Жесткие (быстрые) — мало пружинят, проблемно ими забросить легкую приманку;
• Среднежесткие — универсальны, используются для ловли разной рыбы;
• Мягкие — ими невозможно забросить тяжелую приманку, не получится ими и точный заброс.

Более всего подходящим строем будет быстрый строй. Ведь при ловле приходится постоянно делать разнообразные движения приманкой, которая имеет определенный вес.

Хэви и Экстра-Хэви – оба типа спиннингов используются при ловле сома, но ещё чаще как удилище для троллинга, где в роли приманки выступают крупные воблеры или твистеры с тяжелой джиг-головкой, которые в свою очередь находятся в воде под постоянным давлением водного потока из-за глиссирования лодки. Эти обстоятельство требуют от удилища повышенной жесткости.

Как выбрать спиннинг? | Happy Angler

«Дай человеку рыбу – и он будет сытым один день.
Научи человека ловить рыбу – и он будет сытым всю жизнь…»
Рыболовная премудрость…

Вы твердо решили научиться ловить рыбу и стать настоящим спиннингистом. Но эта уверенность, увы, была с вами только до дверей магазина – обилие товаров на полках и стеллажах поражает, а незнакомые термины вроде «тест, строй, мощность, чувствительность, джиг, твич» напоминают китайскую грамоту и вызывают благоговение и страх…
Это, пожалуй, типичное состояние новичка.

Чтобы не растеряться от обилия новой информации и не запутаться в терминах, типах, производителях, стоит немного подготовиться заранее.
Сделать это можно несколькими различными способами. Например, поискать в информацию в интернете. Можно расспросить более опытных друзей и знакомых, посмотреть и подержать в руках их снасти…
Но на главные вопросы вы, всё же, должны ответить сами – на каких водоемах и какую рыбу вы хотите ловить больше всего? Какие условия ловли существуют на этих водоемах? И, когда появится некоторая ясность в ответах, стоит начинать свой выбор.
Следует помнить одно правило: «Универсальное – враг хорошего!». Хотя именно с универсального спиннинга и стоит начинать приобщение к рыбалке. Почему? Ответ прост – именно «универсальный» спиннинг прощает новичкам допускаемые ошибки, более доступен по цене, при этом обладая хорошим качеством. И именно он позволит определить дальнейшие шаги в освоении непростого, но увлекательного процесса – рыбалки!

Потом, раз за разом открывая для себя новые ощущения, вы, так или иначе, всё равно придете к выводу о необходимости иметь в своём арсенале несколько удилищ под разные условия ловли…

Что же такое «универсальный спиннинг»?

Универсальный спиннинг – это удилище длиной 2,1-2,4 м, позволяющее забросить приманку весом от 5-10 до 25-30 граммов. Такая длина позволяет с относительным комфортом ловить как с берега, так и с лодки, практически всем доступным арсеналом приманок: вращающимися и колеблющимися блеснами, воблерами, джиг-приманками… Относительность комфорта будет понятна уже после нескольких рыбалок. Для ловли с лодки, например, удобнее ловить более короткими спиннингами, имеющими длину 1,5-2,1 м. Такими короткими спиннингами удобно ловить и на небольших водоемах с заросшими берегами, где необходим короткий, но точный заброс из под нависающих ветвей или камыша… Для береговой ловли на больших водоемах с открытыми берегами, где нужно добросить приманку на большое расстояние, оптимальнее использовать спиннинги длиной 2,7-3 м, а иногда и более длинные, с размерами 3,3-3,6 м. Кроме того, относительность будет проявляться и в весе забрасываемых приманок. Например, небольшие легкие приманки будут лететь недалеко и не точно, особенно с учетом отсутствия необходимых навыков заброса. И при проводке вы не почувствуете, как ведет себя приманка в воде. А с приманками большого веса можно «перегрузить» спиннинг и, в итоге, просто сломать его. Таким образом, даже «универсальный» спиннинг имеет свою область применения, и зачастую вынуждает рыболова идти на компромиссы.

И так, вы определились с типом водоема, видами и размерами рыбы, которую хотите поймать, и, может быть, получили рекомендации по приманкам. Теперь вы готовы приступить к выбору удилища.
Сначала немного о материалах и технических вопросах.

Материалы удилищ

Современные спиннинговые удилища изготавливают из стеклопластика, углепластика и композита (комбинации угле- и стекловолокна).
Удилища из стекловолокна наиболее тяжелые и обладают низкой чувствительностью. Но, не смотря на это, они до сих пор пользуются спросом благодаря невысокой стоимости, неприхотливости в эксплуатации и уходе. Такие удилища имеют непревзойденную гибкость и выдерживают большие нагрузки.

Углепластиковые спиннинги очень чувствительны, упруги и легки. Выбирая удилища из карбона, важно знать – такие удилища различаются по модулю содержания графита. На бланках таких удилищ можно найти обозначения так называемой «модульности»: М1, М2, IM6, IM12, Т30, Т40… Чем больше цифра, тем больше содержание графита, тем чувствительнее, жестче удилище. Но, при всех своих достоинствах, высокомодульные спиннинги очень критичны к нагрузкам на сжатие и скручивание, боятся точечных ударов. У карбоновых удилищ с низким показателем модуля хрупкость ниже, жёсткость меньше, скорость реакции удилища ниже. Для начинающих рыболовов больше подойдут именно низкомодульные спиннинги.
Композитные спиннинги, в отличие от графитовых, еще менее хрупкие и имеют больший запас прочности. Они прощают рыболову ошибки и при забросе, и при вываживании. Кроме того, они относительно недороги при достаточно неплохих потребительских свойствах.
Для изготовления рукоятей спиннингов применяются как традиционная пробка, так и современный пенополиуретановый материал под названием Eva. Нередко производители при сборке рукоятей комбинируют эти материалы, обладающие примерно одинаковыми потребительскими свойствами.

Пробковая рукоять более требовательна к уходу. Но в холодную погоду тактильно она более теплая, чем Eva, даже будучи мокрой.

Конструктивные особенности

Спиннинговые удилища могут быть одночастными, то есть иметь неразборный бланк. Существует мнение, что такие спиннинги наиболее чувствительны. Но из-за их длины они очень неудобны при транспортировке.
Наибольшее распространение получили так называемые «двухчастники». Они обладают хорошей чувствительностью, но, в отличие от одночастников, удобны при перевозке.
Еще одна разновидность спиннингов – «многочастники», состоящие из трех и более частей. Они компактны при транспортировке, но в собранном виде могут иметь довольно существенную длину.
К многочастникам можно отнести так же удилища класса «компакт» и телескопические удилища.

Кроме того, при выборе спиннинга следует определиться, с какой катушкой будет использоваться удилище: с инерционной, безинерционной или мультипликаторной.
Инерционная катушка, не смотря на кажущуюся простоту, довольно сложна в освоении.

Использование мультипликаторных катушек больше оправдано при ловле трофейных рыб и ис-пользовании больших приманок, имеющих приличный вес.
Для начинающего же рыболова наиболее подходящей будет безинерционная катушка.
И так, можно переходить к подбору спиннинга.

Можно выделить три основных параметра удилищ: это длина, строй, мощность и тест по приманкам (тест по леске).
Длина спиннинга – это самый простой параметр. Его легко определить, исходя из условий, в которых вы чаще всего собираетесь ловить.

Строй спиннинга

Этот параметр характеризует способность удилища изгибаться под нагрузкой. Можно выделить несколько основных разновидности строя – медленный (Slow, его еще называют «параболик»), средний («полупараболик», MediumFast), быстрый (Fast) и сверхбыстрый (ExtraFast).
Удилища медленного строя при забросе и вываживании изгибаются практически от комля (рукояти). Если вы собираетесь ловить только колеблющимися и вращающимися блеснами, то ваш выбор – удилища с медленным строем. Заброс такими спиннингами получается более далеким при прочих равных условиях.

У удилищ быстрого и сверхбыстрого строя под нагрузкой изгибается верхняя треть или четверть бланка. Как правило, такие удилища, благодаря высокой чувствительности, подходят больше под ловлю на джиг или для рывковых проводок воблеров- минноу. Существенным минусом таких удилищ является необходимость выполнения хлесткого, резкого броска приманки, что при неотработанной технике заброса выполнить проблематично.
У спиннингов среднего строя под нагрузкой изгибается примерно половина бланка. Это некий компромисс между «параболиками» и быстрыми спиннингами с некоторой претензией на универсальность.

Тест спиннинга

Тест спиннинга, как правило, наносится на бланк над рукоятью.
Тест по весу приманки информирует о диапазоне весов, в который должны уложиться забрасываемые приманки. Верхняя граница – это предельно допустимый вес приманки, превышение которого может привести к поломке спиннинга при забросе. Нижняя граница – это минимальный вес приманки, который может «загрузить» бланк спиннинга для выполнения нормального заброса.

Следует знать несколько моментов

Во-первых, производитель не всегда честно указывает диапазон весов с точностью до грамма. Поэтому наиболее комфортной будет ловля приманками из середины указанного диапазона. Так, при тесте спиннинга 5-25 гр. наиболее комфортно будет использовать приманки весом 12-18 граммов.

Во-вторых, спиннинг даже легкого класса может справиться с крупной рыбой, но для этого потребу-ется больше времени и умения…
Наиболее часто встречаются обозначения в виде цифрового диапазона, например, 5-25 g. Перед цифрами может быть буквенное обозначение, например, C.W. 5-25 g, или Lure 5-25 g. В первом случае используется сокращение от английского «Casting Weight» – забрасываемый вес, во втором случае дословно переводится как «приманка» в указанном весовом диапазоне.

Тест по весу приманок может быть так же указан в виде дроби в долях от унции (1 унция = 28 гр.), например, 1/4 – 3/8 OZ. Путем несложных подсчетов можно определить, что в округленном виде тест по весу приманки будет в диапазоне от 7 до 11 граммов.
Некоторые производители, кроме теста по весу приманок, указывают еще и так называемый тест по леске, обозначающий рекомендованную разрывную нагрузку лески, измеряемую в фунтах (Обозначается
«lb», 1 фунт (1 lb)= 16 унций (oz) = 454 гр.). Перед обозначением может быть написано слово «Line». Например, надпись «Line: 6-14 lb» можно расшифровать следующим образом: предельная разрывная нагрузка лески не должна превышать 14 lb, т.е. 6,36 кг.
Тест по леске – это то значение прочности лески, при котором в процессе заброса приманки макси-мально допустимого веса в случае нештатной ситуации (например, при перехлесте лески вокруг тюльпана, «врезании» лески в нижние слои и образовании петли) она «отстрелится», а удилище останется целым.

Мощность спиннинга

Иногда вместо понятия «тест» используют такое понятие, как «мощность удилища». Взаимосвязь очень проста: чем больше тест удилища, тем оно мощнее. Под “мощностью” понимают способность спин-нинга выдерживать нагрузки, обусловленные процессом ловли и рассчитанные для каждого класса.

Условная классификация удилищ по мощности имеет семь классов: четыре основных и три промежуточных. Эта классификация позволяет определить, для каких приманок предназначено то или иное удилище.
Связать мощность спиннинга и тест удилища по весу приманок можно с помощью несложной таблицы, в которой указано обозначение класса на русском языке, на английском, английское сокращение и примерный вес забрасываемых приманок.

Еще несколько советов начинающим рыболовам, которые позволят сориентироваться при выборе спиннинга.
Для ловли на небольших реках с небыстрым течением, на озерах или прудах стоит обратить внимание на легкие и средне-легкие спиннинги длиной до 2,1-2,28 м. Если объекты ловли имеют небольшие размеры, то целесообразнее использовать удилища с тестами 1-5 (7) гр., 3-15 (16) гр. Если предполагается поимка крупной рыбы, то вполне можно использовать спиннинги с тестом 4-21, 5-20, 5-25 гр.
Для береговой ловли на больших реках и водохранилищах целесообразно использовать удилища длиной 2,7-3,6 м. Как правило, речь в таких случаях идет о поимке крупной рыбы (окунь, судак, берш, щука, жерех). Тест по весу приманки, в зависимости от условий, может быть 7-28 гр., 10-30 (40) гр., или даже 20-50 (60) гр.

При ловле на рывковые воблеры класса «минноу» выбирают спиннинги длиной до 2,1 метра. В соответствии с тестом подбираются приманки. Для небольших воблеров длиной до 7 см подойдут спиннинги с тестом до 15-16 гр. Для воблеров длиной 9-10 см уже понадобится удилище с тестом 4-21 гр. А для крупных воблеров размером 10-15 см уже подойдет спиннинг с тестом 7-28 гр. или 10-30…

Условия ловли, размер рыбы и другие факторы обязательно внесут свои коррективы. Но приведенные данные помогут определиться с выбором своего спиннинга.
Ну и последнее, что хотелось бы сказать. Лучше покупать недорогое удилище известного производителя. Такой шаг избавит вас от многих неприятных ситуаций и позволит научиться ловить спиннингом. Потом, по мере освоения, можно приобретать и более дорогие «палочки». На начальном же этапе разумнее будет потратиться на хорошую катушку, лески и приманки…
Вот, собственно, и все, что надо знать о спиннингах на начальном этапе.

маркировка спиннинга быстрый строй – Строй спиннинга – Profile – Ask Imam

маркировка спиннинга быстрый строй

 
Для просмотра нажмите на картинку
 
 

 
 
Читать далее
 
 
Смотреть видео
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
маркировка спиннинга быстрый строй

Расшифровка маркировки спиннинга
Строй спиннинга — что это такое?
Строй спиннинга
Как правильно расшифровать надписи на бланках удилищ
Все о строях спиннингов
Строй, тест и маркировка спиннинга, подробный обзор

В изготовлении один из самых долговременных, но и снасть прослужит не один сезон. Если эта площадка придет в негодность, то переделаю, по крайней мере уже будет шаблон. Несмотря на свою простоту он достаточно крепкий и надежный, такой узел подходит не только для связывания лески, но и позволяет привязать поводок к основной леске. На шнур крепится поводок из металла.
По первому льду он обычно стоит на мелководье, и может попадаться вблизи зарослей полуводной растительности хвоща, камыша и т. Рады вам представить стапель для перевозки лодки на бортовом прицепе. С остыванием воды используют глубоководные крэнки и тонущие минноу. Икрометание порционное, по три выхода за нерестовый сезон.
Не допускайте пересыхания грунта. Тонкие и теплые детские шерстяные колготки.
Для изготовления поводка выбирается мононить или коническая подлеска. Так вот, я так жить не хочу. Прибрежная, водная растительность развита слабо, связывают это с сильными прибойными явлениями на озере.
Строй спиннинга, нагрузки и тактильные характеристики удилищ. Жёсткость бланка, от которой зависит дальность, точность заброса, амортизационные свойства при вываживании рыбы, эффективность эксплуатации — решающие характеристики. От жёсткости спиннинга зависит то, к какому типу строя относится спиннинговое удилище, маркировка по типам строя указана латинскими буквами  Коротко, спиннинги быстрого строя будут сгибаться в верхней трети длины или меньше, спиннинги среднего или умеренного строя будут сгибаться в верхней половине, а удилища медленного строя сгибаются, начиная с нижней трети длины, до ручки. Проще говоря, это то место, где сгибаются удилища.
Строй спиннинга — следующий показатель. В самом конце указывают материал из которого изготовлен спиннинг. Fast (F) — спиннинги быстрого строя. Наиболее гибкие в третьей верхней части длины хлыста. Medium (M) относятся к числу универсальных спиннингов и имеют средний строй. Лучше всего гнуться в верхней половине удилища. Строй такого оборудования для рыбалки еще могут называть параболическим. Slow (S) бланк с медленным строем. Также в обязательном порядке маркировка спиннинга включает обозначение длины. Длина может быть указана в сантиметрах. Например, SFM МL — это значит, что длинна спиннинга составляет сантиметров.
Классификация спиннингов. К выбору спиннинга необходимо подходить серьезно и ответственно. Хорошая снасть прослужит долго и доставит немало радости на рыбалке. Напротив, спиннинг не подходящий, для конкретных условий лова, способен сильно разочаровать, своего владельца, если выбор спиннинга перед рыбалкой, не был обдуманным. Строй – это параболическая форма изгиба бланка, которую принимает удилище под нагрузкой. Существует несколько систем классификаций строя. Мы рассмотрим американскую. Вес же возможной добычи, которую удилище может выдержать, на маркировке не ставится. Считается, что при правильном вываживании сломать удилище невозможно.
Быстрый строй спиннинга. Наиболее распространенным строем является быстрый (fast). Подобное удилище характеризуется хорошей жесткостью, дальностью заброса и чувствительностью к вялым поклевкам. При нагрузке происходит изгибание верхней трети бланка. Являясь универсальным изделием, спиннинг с быстрым строем может применяться и при ловле методом твичинга, где используются разнесенные оснастки, воблеры, кренки, вертушки, попперы и прочие виды приманок, и при ультралайтовой рыбалке. Если тестовый диапазон достаточно широкий, можно задействовать снасть для тяжелых грузов.
Строй – что это такое в современных спиннинговых удилищах? Какие существуют характеристики спиннингов, размещаемые в соответствующих таблицах? Чем отличаются средне-быстрый строй и другие его виды?
Теперь разберемся, как определить строй спиннинга по маркировке. Строй, это характеристика, которая показывает характер изгиба спиннинга под воздействием на него нагрузки. Определяется он обычно при закрепленном кончике бланка. Всем этим требованиям отвечает лишь спиннинг быстрого строя. Также для удилища быстрого строя характерно то, что во время вываживания рыбы они плохо амортизируют её рывки, поэтому такие удилища чаще всего используют для «быстрого «вываживания рыбы. Зачастую это бывает нужно на различных соревнованиях по рыбной ловле, когда рыболову необходимо быстро извлечь из воды небольшую рыбу, чтобы не терять драгоценное время.
Повальная мода на быстрый строй привела к тому, что почти на всех недорогих бланках сейчас так и пишут Fast. Особо не заморачиваясь. А по факту только взяв в руки можно понять, что вместо fast у Вас в руках банальный параболик. На дорогих удилищах эта информация отражается более корректно, с бюджетными лучше полагайтесь не на надпись, а на свои ощущения. Вот в принципе и вся основная информация, которую мы можем получить просто взяв спиннинг в руки. Хотя, забыл самое главное! Все производители указывают свое наименование и наименование серии спиннинга/.
Вы узнаете в чем отличие быстрого от медленного строя, на что он влияет и от каких факторов зависит, а также для каких условий ловли какой спиннинг выбрать.
Содержание статьи: Виды строя спиннинга. Какой строй спиннинга выбрать. Как определить строй спиннинга. При бросании приманки происходит изгиб формы удилища, который и называют строем спиннинга. Строй спиннинга – это временное значение изгиба удилища под нагрузкой. Изгиб зависит от материала изготовления, от геометрических форм и самих размеров. Основными физическими характеристиками материала спиннинга являются удельный вес, сопротивление растяжению и сжатию. Если спиннинг хорошо выполнен, и к его вершине прицепить груз, то он будет плавно изгибаться с самой рукоятки. И этот изгиб должен быть.
Под понятием «строй» часто понимают совершенно разные характеристики спиннинга. Все осложняется еще и тем, что в последние годы появилось достаточно много удилищ специального назначения, параметры которых достаточно сложно вписать в общие рамки. поэтому многие рыболовы, приходя в магазин и желая проконсультироваться по вопросу выбора спиннингового удилища, получают совершенно разные ответы. На самом деле и в рыболовных магазинах чаще всего работают опытные рыболовы, которые прекрасно разбираются в снастях. Только вот тема эта довольно скользкая и неоднозначная, и каждый трактует понятие «строй» спиннинга исходя из.

Для пошива мы используем ткани неброских маскировочных цветов, а так же ткань с уже нанесенным на нее камуфляжным рисунком. Если, например, дует даже благоприятный западный или юго- западный, но сильный, порывистый ветер, вызывающий большое волнение на водоеме, клев многих рыб ухудшается или прекращается совсем. Молд для эпоксидной смолы из пластилина делают так.
Мягкий стальной поводок в оснастке обязателен. Заставить приглядеться внимательнее к удилищу могут только большие кольца на высоких ножках, которые закрыты, как правило, немаленьким футляром. Пусть образует тайный круг Слиянье уст, пожатье рук. Окунь очень хорошо ощущает перемены, что служит для него сигналом плохой или хорошей будущей погоды. Торможение лески пальцем при использовании открытой безынерционной катушки.
Связующими элементами прикорма являются мука, сахар, липкая каша. Плодоношение задерживается.
Клюет она на малинку, сырое сало, опарыш, мотыля, навозного червя или мормыш, прикармливают ее тем же мормышем, но вареным, молотым и смешанным с песком. На леске делаем петлю и располагаем на шпуле таким образом, чтобы она затягивалась. Ловят зимними поплавочными удочками или на мормышку. Лучше всего работают белый, оранжевый, желтый и красный стримеры, желательны вкрапления люрекса. Далее аккуратно, стараясь не повредить кожу вырезать задний плавник.
В зимний период времени на пробку ловить неэффективно, а вот в начале весны, когда мирная рыба идет на нерест, удача может прийти даже на маленьких глубинах. Все водоемы смотрите на карте. Что принадлежит вам, однако другие им пользуются чаще, чем вы.

Статьи о рыбалке » Выбор спиннингового удилища

Вам повезет, если вы придете в магазин и грамотный продавец задаст вам ряд правильных вопросов, ответы на которые и приведут к выбору нужного вам удилища. Но если времени на поиски этого продавца нет и вы покупаете удилище самостоятельно, например через наш интернет-магазин, то потребуется задать эти вопросы себе ну и ответить на эти вопросы предстоит тоже вам. Итак, давайте вместе попробуем сформировать перечень необходимых вопросов, а заодно и ответим на них.

Длина спиннинга

Длина удилищ составляет 150 – 360 см, но с фиксированными стандартами: 150 см, 180 см, 210 см, 240 см, 270 см и так далее с разницей в 30 см. Для более-менее серьезных производителей спиннинговых удилищ разница между длинами составляет 1 фут (да опять эти англичане), а уже для нас 1 фут это 30 см. Правда, некоторые производители последнее время, расширяя линейки своей продукции, уже выпускают удилища всевозможной длины и не обязательно с разницей в 1 фут, но это скорее плюс в выборе спиннинга. Конечно тенденция идет к вытеснению английских мер, но футы и унции еще часто встречаются на бланках – корпусах удилищ. Так что не пугайтесь и помните об этом.

Для определения необходимой длины нужно четко понимать условия ловли, где и как ловить. Длина удилища влияет на качество заброса и дальность в определенных условиях, а так же на легкость и удобство вываживания “добычи”.

Если вы ловите на маленьких речушках и ручьях с заросшими берегами, и заброс выполняется в стесненных кустами и деревьями условиях, то подойдет короткое удилище 1,5-2,1 м. С коротким лучше перемещаться вдоль берега в поисках улова. Если вы ловите с лодки, то подойдет удилище чуть длинней 2,1-2,4 м, дальность заброса с лодки не так важна, а длинным тяжело подводить рыбу к лодке. При ловле сидя не забудьте о рукоятке удилища, чтоб она не мешала при забросе и не выступала за локоть. Если из лодки ловить стоя, то лучше взять удилище длинной 2,4-2,7 м. С берега водоема, где ни что не мешает забросу и где важна дальность, рекомендуются удилища длиной 2,7-3,0 м. При ловле спиннингом на мушку с помощью «бомбарды», таким способом ловят семгу на реках Кольского полуострова, длина поводка бомбарды к мушке составляет 2 м и более, и чем длиннее поводок тем правильней поведение приманки, то и удилище соответственно подбирается не менее 3м. Коротким удилищем такую снасть проблематично забросить, да и с вываживанием возникнут сложности.

Рост рыбака также важен при выборе длины, при малом росте трудно использовать длинное удилище. На начальном этапе освоения спиннинга не избежать ситуации, когда приманка перехлестывается и закручивается вокруг верхнего кольца- тюльпана удилища, на коротком удилище исправить это легче, нужно только дотянуться свободной рукой до кончика и распутать перехлест. Много случаев повреждения удилища при неправильном освобождении перехлеста, не тяните за леску сгибая кончик и не держите удилище близко к вершинке оставив на весу рукоятку с катушкой это приведет к поломке.

Не гонитесь за длинным удилищем, если вы только осваиваете этот вид ловли. На дальность заброса сильнее влияет вес приманки, гибкость удилища, ну и конечно навыки рыбака. Помните, что короткие спиннинги чувствительнее, лучше для транспортировки и ловля коротким удилищем менее утомительна для руки.

Тест спиннинга

Тест спиннинга – главная характеристика удилища. Это способность удилища забрасывать приманки определенной весовой категории и противостоять нагрузкам при забросе. На спиннинговых приманках, блеснах, воблерах или джиг-головках,указывается вес в граммах или унциях.

Классы спиннинговых удилищ по тестам:

• UL – ultra light – ультра легкий Вес приманки 0-7 г; Ультра легкий спиннинг с таким тестом чаще используют при ловли рыбы с применением маленьких и легких приманок. Тонкая и чуткая снасть, требующая серьезных навыков;




• ML – medium light – средне легкий Вес приманки 5-20 г; Блесны, воблеры и тяжелые джиг-головки;




• M medium – средний Вес приманки 10-30 г; Распространенный класс среди рыболовов, охватывающий всевозможные спиннинговые приманки при дальнем забросе;




• MH – medium hard – средне тяжелый Вес приманки 15-40 г; Этот спиннинг уже для тяжелых приманок, 10 граммовую блесну такое удилище не оценит, не почувствует;




• H – hard – тяжелый вес приманки 20-50 г;




• EH – extra hard – сверх тяжелый вес приманки 50 г и более.

Разделения на классы условны и чаще встречаются смешанные классы, так например популярны удилища с тестом 5-25гр или 8-28гр, так как работает нужный диапазон приманок. Не стоит забывать и о том, что в спиннинговой ловле вес приманки играет главную роль в дальности заброса. При подборе и использовании приманок не выходите за пределы теста удилища, это приведет либо к поломке, либо к неверному забросу. Обратите внимание на стоимость удилища и производителя, на дешевых удилищах и удилищах худшего качества данные теста часто недостоверны. Определив вес предполагаемых блесен, воблеров или других приманок, которые используются при ловле, определяем и необходимый тест удилища.

Прочность спиннинга

Иногда на бланках удилищ или в характеристиках спиннинга встречается, так называемый предел прочности. Указывается он в разрывной нагрузке используемой лески или шнура и измеряется в фунтах, 1 Фунт (Pound) = 0,4536 кг ≈ 0,45 кг и обозначается lb. Например: на бланке стоит обозначение line 5-10 lb , это означает что на данном удилище надо использовать леску или шнур с разрывной нагрузкой 2,25- 4,5 кг.

Во первых это безопасность бланка, при зацепе или вываживании серьезного трофея, лучше чтоб в первую очередь обрывалась леска, чем ломалось удилище. Любимую блесну конечно жалко, но приманку меняют на месте, а вот поломка удилища станет окончанием рыбалки. По разрывной нагрузке можно и определить диаметр рекомендуемой лески.

Строй спиннинга

В первую очередь на строй удилища влияет материал бланка и конусность, т.е. переход из толстого конца-комля в тонкую вершинку относительно длины. Для того, что бы понять о чем речь давайте сначала перечислим четыре строя:

• Extra Fast (очень быстрый) обозначается – EF




• Fast (быстрый) – F




• Moderate (средний) – M




• Slow (медленный) – S (он же параболический)

Встречаются и смешанные типы строя, например: MS (средне-медленный) или FM (быстро-средний).

Как видно из названия, строй обозначает время действия быстрее или медленнее. Если взять удилище за рукоять и встряхнуть, то бланк удилища или часть совершает колебательные движения, так сказать трясётся. То же происходит, при забросе приманки или подсечке. Так вот время затухания этого колебания – строй удилища, чем быстрее бланк успокаивается до неподвижного состояния, тем быстрее строй. Если строя нет в характеристиках или вы в нем сомневаетесь, то определить строй можно по изгибу бланка, а точнее какая часть удилища гнется под нагрузкой:

• (EF) (сверх быстрый) — максимальный изгиб приходится на верхнюю четверть




• (F) (быстрый) — удилище гнётся в верхней трети




• (M) (средний) — гнётся верхняя половина




• (S) (медленный) — удилище гнётся равномерно по всей длине.

Только не гните удилище руками, аккуратно и без рывков подвесьте грузик равный двум- трем тестам спиннинга к верхнему кольцу (тюльпану) и посмотрите как изгибается бланк держа удилище за рукоятку.

Достоинства и недостатки присущи каждому строю и выбирать строй удилища лучше исходя из условий и объекта ловли.

Если вы планируете ловлю на маленьких речках и озерах, где важна точность заброса, а не дальность, тогда лучше остановится на “быстрых” строях. “Быстрый” строй помогает почувствовать даже легкую поклевку и произвести четкую подсечку. Вываживание рыбы на удилище “быстрого” строя происходит грубо, форсированно. При вероятности схода рыбы это плюс, однако рывки рыбы сглаживаются хуже, чем на “медленном”. Главное преимущество “быстрого” строя это контроль и изменение поведения приманки, ускорять или замедлять скорость “проводки”, “проводка” рывками с остановками (твичинг), а при ловле на воблеры и джиг- головки это фактор успеха.

При ловле на водоемах, где важна дальность заброса, при ловле щуки или окуня, где не важна четкая и резкая подсечка, подойдет удилище медленного строя. Кроме того, при равномерной “проводке” вращающейся или колеблющейся блесны медленный строй сглаживает погрешности подмотки лески. При вываживании бланк медленного строя, как амортизатор смягчает удары и рывки рыбы, изгибаясь по длине, предотвращая обрыв снасти или поломку удилища. Конечно выбор за вами, но начинающему спиннингисту рекомендуется остановиться на удилищах “быстрого” или “средне-быстрого” строя, так как это позволит лучше проникнуть в этот вид ловли. Почувствовать долгожданную поклевку, понять как ведут себя приманки при “проводках” и потренировать меткость заброса.

Материал бланка спиннинга

Материал удилища, это прочность – способность выдерживать нагрузки, надежность и долговечность при минимальном весе, и гибкость – главный критерий как для спиннинговых, так и для других удилищ.

Материалы используемые для изготовления спиннинговых бланков: стекловолокно (стеклопластик), композитные (смешанные) материалы и углепластик (графит, карбон).

Стекловолокно, это стеклянное волокно, связанное между собой полиэфирными или эпоксидными смолами. Недорогой, прочный, не требующий ухода материал, но излишне гибкий и тяжелый. “Низкий модуль” упругости стекловолокна – причина излишней гибкости стеклопластиковых удилищ и как следствие потеря чувствительности бланка. Чаще стеклопластиковые удилища используются для “троллинга”, когда приманки тянутся за лодкой и где не требуется чувствительности. А гибкость наоборот сигнализирует и сглаживает удары при поклевке.

Композит – неоднородный материал, компоненты, входящие в состав композитов, разделяются на “связующее” и “наполнитель”. Наполнитель это то же стекловолокно, но уже с графитовыми нитями, а связующее – эпоксидные смолы. Благодаря добавлению графитовых нитей композитные удилища легче стеклопластиковых и обладают необходимой упругостью. Это “золотая середина” между стекловолокном и углепластиком. Надежный выбор для начинающих спиннингистов- не требуют ухода, не хрупкие и при этом сравнительно недорогие.

Углепластик представляет собой смесь графитового и стеклянного волокна, но уже с преобладанием первого, в которой связующее – полиэфирные смолы. Путем увеличения содержания графита в спиннинговых удилищах, повышают жесткость бланка и уменьшают вес. Содержание графита в составе определяется по маркировке на бланке удилища. Например: “Carbon IM8” или “graphite im9 ” по сути один и тот же материал, отличие только в содержание графита. Коэффициент cодержания графита IM1 – IM9 принято считать условным “модулем упругости” бланка. Чем выше содержание графита, тем легче удилище и лучше упругость, но имейте в виду и то, что графит хрупкий материал. По этой причине, “высоко модульные” удилища IМ7-IМ9, боятся ударов и резких поперечных нагрузок. Не так требуют к себе внимания и практичнее удилища с “модулем упругости” IМ4, IМ5 или IМ6.

Виды соединения колен спиннинга (штекер или телескоп)

Если вы серьёзно осваиваете спиннинг, не стоит в виде главного удилище выбирать телескопическое. Это скорей вспомогательный инструмент, с которым легче пробираться к заросшей кустарником речушке. Из-за потери длины на стыках колен (5-7 стыков) телескопические спиннинги тяжелее при одной длине. При подборе к “телескопу” катушки сложнее сбалансировать центр тяжести удилища. Строй у таких спиннингов “быстрый”, нижние колена не работают, а изгиб по длине неравномерный. Пропускные кольца на таких спиннингах ставятся не там, где это нужно, а там, где это возможно конструкцией – на концах колен. Можно конечно встретить неплохое телескопическое удилище, но именно неплохое, а не отличное.

Штекерные спиннинги более профессиональны. Внешний или внутренний стык зависит от строя и у спиннингов “быстрого” строя верхний хлыст вставляется в нижний. Пропускные кольца на удилищах со штекерным соединением ставятся только в математически специально рассчитанных местах.

Пропускные кольца

Пропускные кольца – элемент, который заслуживает внимания. Они гарантируют ровное направление движения лески из катушки в “тюльпан” удилища, по рабочей длине бланка, равномерно распределяя нагрузку. Пропускное кольцо состоит из рамки и вставки. Вставка вклеивается или запрессовывается в рамку. Рамки изготавливаются из легких, прочных и не ржавеющих материалов. Для изготовления вставок, применяется керамика из оксида алюминия или карбида кремния “Sic”. На элитных спиннингах, применяются металлокерамические вставки с нитрид – титановым покрытием.

Последнее верхнее кольцо спиннинга, называется “тюльпаном” и отличается конструкцией, в ней рамку приваривают к металлическому конусу, а конус насаживают на верхний кончик удилища при помощи клея. Тюльпан сильно нагружается при ловле, поэтому при покупке спиннинга обратите на него внимание, чтоб он имел прочную и правильную (без смещения) посадку.

Выбирая спиннинговое удилище, осмотрите поверхности вкладок, они должны быть гладкими, без трещин и сколов. Не покупайте спиннинг, если на нем погнута рамка пропускного кольца. Наличие замятия говорит о том, что удилище подвергалось давлению или удару.

На верно собранном спиннинге кольца стоят четко по прямой линии. Посмотрев в первое у рукоятки кольцо и совмещая между собой остальные, сразу определяется насколько правильно они установлены, и выявляется неровность бланка, если она присутствует.

Рукоятка и катушкодержатель

Каждый уважающий себя производитель удилищ делает длину рукоятки исходя из главных характеристик бланка, длины и веса с учетом дальнейшей балансировки при помощи катушки. По длине рукоятки спиннинга делаются одно- и двуручными, встречаются и промежуточные – “полуторки”. Одноручными изготавливаются удилища длиной до 210 см. Длина рукоятки после катушкодержателя здесь не превышает 20 см. Двуручные спиннинги применяются в ловле с берега и оснащаются ручкой длиннее 30 см. Полуторки используют для ловли с лодки, для дальнего заброса. Рукоятка двуручного спиннинга в такой ситуации задевает за колени, а рукоять полуторного и не мешает, и разрешает совершать дальние забросы.

Материалов, которые используются для изготовления рукояток удилищ не так много. Это конечно пробка – легкий, теплый, натуральный материал, приятный на ощупь, но боится соли и не рекомендуется для морской рыбалки. Синтетические материалы – разновидности вспененной резины типа EVA , “неопрен” или “дуплон”. Эти материалы похолоднее для руки, но при высоком качестве встречаются даже на дорогих моделях удилищ. На элитных сериях встречаются рукоятки из натуральной кожи в сочетании с дорогими породами дерева, покрытыми специальным составом. По мнению опытных спиннингистов выбор материала рукоятки индивидуален, главное чтоб лежала в руке и не напрягала, ведь держать спиннинг придется на протяжении ни одного часа.

Главное требование к катушкодержателю это прочность, катушка плотно, неподвижно и без люфта фиксируется к удилищу. Только так катушка передает игру приманки на рукоятку спиннинга. Избегайте конструкцию из мягких пластмасс, как правило они недолговечны. По качеству катушкодержателя определяется качество удилища. Гораздо прочнее элементы из металлов или композитных материалов.

По конструкциям катушкодержатели можно разделить на 2 группы. К первой группе относятся держатели кольцевые, ко второй – винтовые. Кольцевые держатели встречаются на спиннингах легкого класса, они облегчают удилище и позволяют сбалансировать снасть под себя, перемещая катушку вдоль рукоятки. К недостаткам кольцевых держателей относят то, что ножка катушки прижимается к рукоятке удилища, что со временем приводит к деформации рукоятки и невозможность надежного крепления катушки. Не один кольцевой держатель не держит катушку так надежно и правильно, как винтовой.

Винтовые держатели встречаются с нижней поджимаемой гайкой или верхней. Если мы выбираем стандартное удилище для безынерционной катушки, то разницы нет, единственное обратите внимание на то, чтоб прижимные гайки и кольца не врезались в ладонь или пальцы и не доставляли дискомфорт.

Обратите внимание на совместимость предполагаемой катушки с выбранным удилищем. По-скольку удилище балансируется при помощи веса катушки, т. е. чем ближе к месту удержания удилища рукой центр тяжести спиннинга с присоединенной катушкой, тем меньше устает рука при ловле. В идеале покупать и удилище и катушку одновременно, иначе придется ходить по магазинам с купленным удилищем в поисках правильной катушки или наоборот- носить с собой катушку. В этом плане, помогают именитые производители, которые выпускают линейки удилищ и катушек, предполагающих совместное использование, например: Shimano с линейками Catana или Alivio, остается только подобрать катушку по весу и вы получаете гармоничную, сбалансированную и уловистую снасть.

Пару слов о цене

Иногда приходится сталкиваться с высказываниями о том, что удилища именитых марок дорогие только благодаря имени производителя и рекламе. Поверьте двадцатилетнему опыту ловли на спиннинг это не так. И доказательство этому десяток без причины развалившихся палок, сомнительного происхождения. Да, при одинаковых характеристиках “фирменное” удилище дороже, но:

• данные указанные на “левых” спиннингах часто недостоверны, что в итоге приводит либо к поломке, либо к полному отсутствию удовлетворения на рыбалке;




• даже у известных производителей найдутся удилища недорогого, бюджетного уровня;




• не забывайте, что в стоимость удилища в первую очередь входят стоимость и качество материалов, используемых при изготовлении бланков и фурнитуры, а так же технологичность и контроль процесса производства.

Так что, удачного вам выбора и рыбалки!

Микрожидкостное сухое прядение и характеристика регенерированных шелковых фиброиновых волокон

J Vis Exp. 2017; (127): 56271.

Qingfa Peng

¹ Государственная ключевая лаборатория модификации химических волокон и полимерных материалов, Колледж материаловедения и инженерии, Университет Дунхуа

Huili Shao

¹ State Key Химических волокон и полимерных материалов, Колледж материаловедения и инженерии, Университет Дунхуа

Xuechao Hu

¹ Государственная ключевая лаборатория модификации химических волокон и полимерных материалов, Колледж материаловедения и инженерии, Университет Дунхуа

Яопэн Чжан

¹ Государственная ключевая лаборатория модификации химических волокон и полимерных материалов, Колледж материаловедения и инженерии, Университет Дунхуа

¹ Государственная ключевая лаборатория модификации химических волокон и полимерных материалов, Колледж материаловедения и инженерии, Университет Дунхуа

Copyright © 2 017, Journal of Visualized Experiments

Abstract

Протокол демонстрирует метод имитации процесса прядения тутового шелкопряда. В естественном процессе прядения сокращающийся прядильный канал позволяет белкам шелка быть компактными и упорядоченными за счет сил сдвига и растяжения. Здесь был разработан биомиметический микрофлюидный канал, имитирующий специфическую геометрию вращательного канала тутового шелкопряда. Регенерированный фиброин шелка (РШФ), легированный прядением с высокой концентрацией, экструдировали через микроканал в волокна сухого прядения при температуре и давлении окружающей среды. В процессе последующей обработки волокна после формования вытягивали и хранили в водном растворе этанола.Технология широкоугольной рентгеновской дифракции синхротронного излучения (SR-WAXD) использовалась для исследования микроструктуры одиночных волокон RSF, которые были закреплены на держателе образца с осью волокна RSF, перпендикулярной микропучку рентгеновского излучения. Кристалличность, размер кристаллитов и ориентация кристаллов волокна были рассчитаны по данным WAXD. Дуги дифракции вблизи экватора двумерной картины WAXD указывают на то, что обработанное после обработки волокно RSF имеет высокую степень ориентации.

Ключевые слова: Химия, Выпуск 127, Сухое прядение, биомиметика, регенерированное фиброиновое волокно шелка, микрофлюидика, структура, синхротронное излучение .Сдвиг и растяжение потока могут вызвать образование жидкокристаллической текстуры в шелковой железе1. В последние годы возник большой интерес к имитации процесса прядения паука с целью производства высокопрочных искусственных волокон. Однако большое количество белка паучьего шелка не может быть эффективно и экономично произведено путем разведения пауков из-за каннибализма. Значительное количество шелка тутового шелкопряда можно легко получить в сельском хозяйстве. В остальном тутовый шелкопряд и паук имеют схожий процесс прядения и аминокислотный состав.Поэтому многие исследователи выбирают фиброин шелка тутового шелкопряда в качестве заменителя для прядения искусственного животного шелка.

Паук и тутовый шелкопряд выдавливают белковый раствор через свой вращающийся канал в волокно в воздухе. Высокие силы напряжения, генерируемые вдоль вращательного канала, скорее всего, растягивают молекулы фиброина шелка до более вытянутой конформации 2 . Волокна искусственного шелка были спрядены с использованием обычных процессов мокрого и сухого прядения3,4, которые не учитывают гидродинамические силы, возникающие в прядильном канале.

Сначала микрожидкостные подходы использовались для исследования сборки белков шелка5,6. Затем было изучено микрофлюидное изготовление RSF путем моделирования сил сдвига и растяжения7,8. Модуль Юнга и диаметр волокон RSF можно регулировать с помощью микрофлюидного мокрого прядения, но прочность на растяжение вытянутого волокна составляет менее 100 МПа7. Наконец, высокопрочные волокна RSF были успешно изготовлены методом сухого микрофлюидного формования, но диаметр волокна составляет всего 2 мкм8.В последнее время микрожидкостное мокрое прядение успешно применялось для производства высокопрочного рекомбинантного волокна шелка паука. Волочение после формования на воздухе улучшало поверхностные и внутренние дефекты искусственного волокна9.

В этом исследовании представлен усовершенствованный микрожидкостный процесс формования волокна RSF. Он направлен на то, чтобы имитировать процесс прядения шелка тутового шелкопряда, включая прядильный раствор, силы сдвига и процесс сухого прядения. Этот метод прядения позволяет не только производить высокопрочное искусственное шелковое волокно, но и регулировать диаметр волокна.Во-первых, спиннинговый допинг RSF был срезан и удлинен в биомимическом канале с экспоненциальным спадом второго порядка. Во-вторых, влияние относительной влажности (ОВ) на морфологию и свойства волокна изучалось в процессе микрожидкостного сухого прядения10. По сравнению с обычной прядильной фильерой, наша микрожидкостная система отличается высокой биомиметичностью и может использоваться для производства высокопрочного волокна из растворов при температуре окружающей среды методом сухого или мокрого прядения.

Благодаря высокому разрешению, высокой яркости и высокой энергии микрофокусного рентгеновского излучения синхротронного излучения его можно использовать для характеристики микроструктуры одиночного волокна диаметром в несколько микрометров4,11,12,13 , 14. Здесь метод SR-WAXD использовался для расчета кристалличности, размера кристаллитов и кристаллической ориентации волокон RSF.

Протокол

ВНИМАНИЕ: Перед использованием ознакомьтесь со всеми соответствующими паспортами безопасности материалов. Некоторые химические вещества, используемые при изготовлении лепного украшения, очень токсичны. Пожалуйста, используйте средства индивидуальной защиты (защитные очки, перчатки, лабораторный халат, длинные штаны и закрытую обувь).

1. Микрожидкостное прядение водного раствора RSF

1. Приготовление водного прядильного раствора RSF
   4
   15
   16

   1. Дегуммирование кокона тутового шелкопряда

      1. Дегуммирование коконов Bombyx mori дважды в Na ₂ CO ₃ водные растворы (0.5 мас.% в воде) при 100 ° С в течение 30 минут каждый, а затем промывают шелк деионизированной водой для удаления серицина.

   2. Растворение рафинированных коконов тутового шелкопряда

      1. Сушка рафинированных нитей коконов на воздухе; затем растворяют обессмоленные коконные шелка в 9,0 М водном растворе LiBr с соотношением 1:10 (масса/объем) при 40 °C в течение 2 часов. Например, добавьте 10 мл LiBr на 1 грамм шелка ().

   3. Центрифугирование и фильтрация

      1. Разбавление раствора RSF 1.5 раз деионизированной водой. Центрифугировать и фильтровать для удаления примесей. Центрифугировать раствор RSF в 250 мл бутылках при 4 градусах Цельсия в течение 10 мин при 1234,8 х г. Отфильтруйте раствор RSF с помощью фильтра 20 мкм и вакуумного насоса. Двойной фильтровальный бумажный слой предпочтительнее, учитывая эффект экспериментирования.

   4. Диализ

      1. Диализуйте раствор RSF в деионизированной воде при 5 °C в течение 3 дней с использованием полупроницаемой мембраны из целлюлозы (MWCO: 14 000 ± 2 000).Общий объем раствора РСФ составляет около 1 л, загруженного в 4 диализных мешка. Поместите эти пакеты для диализа в ведро, наполненное 10 л деионизированной воды обратного осмоса (RO). ПРИМЕЧАНИЕ. Значение pH деионизированной воды должно быть выше 6, чтобы избежать гелеобразования в процессе концентрирования. pH деионизированной воды не требовал корректировки для этого протокола.

   5. Концентрирование

      1. Конденсируйте водный раствор RSF до 20 мас.% принудительным потоком воздуха при 5 °C.Добавить 3 М водный раствор CaCl ₂ в раствор RSF до конечной концентрации 1,0 ммоль/г Ca ²⁺ ; затем концентрируют принудительным потоком воздуха до 38-47% масс.

      2. Взвесьте одну каплю раствора RSF на предметном стекле и затем высушите ее в течение 2 часов в печи при 105 °C. ПРИМЕЧАНИЕ. Весовой процент оставшегося твердого вещества по сравнению с весом капли перед сушкой представляет собой общую концентрацию белка и CaCl ₂ . Концентрация RSF получается после вычета массы CaCl ₂ .Проводят не менее четырех повторных измерений. Наши предыдущие исследования показали, что концентрация Ca ²⁺ сильно влияла на реологические свойства и прядомость водных растворов RSF. Между тем, добавление Ca ²⁺ вызывало ограниченное образование β-листа и агрегацию RSF17. Считается, что в нативном прядильном растворе CaCl ₂ играет важную роль во время хранения прядильного раствора, чтобы избежать гелеобразования перед прядением.18

2. Подготовка микрожидкостного чипа
   8
   19

   1. Подготовка фотошаблона

      1. Спроектируйте микроканал в программе САПР.Распечатайте файл САПР, чтобы получить прозрачную пленку с высоким разрешением19.

   2. Подготовка формы

      1. Очистка предметного стекла

         1. В вытяжном шкафу прокипятите предметное стекло в смешанном растворе концентрированной серной кислоты и 30 об.%: раствор перекиси водорода1) (10 на 20 мин на горячей плите. ВНИМАНИЕ: Пары серной кислоты и перекиси водорода чрезвычайно токсичны.

      2. Промывка предметного стекла

         1. Промойте предметное стекло деионизированной водой и высушите азотом высокой чистоты.

      3. Покрывающая пленка

         1. Нанесите фоторезист SU-8 на предметное стекло с помощью специального устройства для нанесения покрытия с зазором 100 мкм между нижней поверхностью покрывающей планки и верхней поверхностью стекла.

      4. Центрифугирование

         1. Нанесите фоторезист на предметное стекло, чтобы сформировать однородную пленку, используя аппарат для центрифугирования при 40,3 x g в течение 30 с. Толщина однородной пленки составляет около 85 мкм.

      5. Затвердевание

         1. Затвердевание фоторезиста в печи с программой контроля температуры.Поднимите температуру от комнатной температуры до 65 градусов по Цельсию со скоростью 2 градуса по Цельсию/мин и удерживайте при 65 градусах по Цельсию в течение 2 мин. Продолжают нагревать от 65°С до 95°С и выдерживают при 95°С в течение 15 мин. Выключить духовку и остудить естественным образом до комнатной температуры в духовке.

      6. Ультрафиолетовое облучение

         1. Обработайте сторону предметного стекла с фоторезистом ультрафиолетовым светом в течение 12 с, используя диапозитив в качестве фотошаблона, методом фотолитографии19. ПРИМЕЧАНИЕ. Волновое число ультрафиолетового света составляет 365 нм, а энергия воздействия — 273. 6 мДж/см ² . ВНИМАНИЕ: Примите надлежащие меры безопасности при работе с УФ-светом и печью.

      7. Затвердите фоторезист, как описано в шаге 1.2.2.5.

      8. Проявление

         1. Очистите фоторезист ультразвуком в растворе проявителя в течение 30 с. Промойте предметное стекло изопропанолом и проявителем, чередуя их, пока на предметном стекле не прекратится осаждение.

      9. Затвердите фоторезист в печи с программой контроля температуры.Поднимите температуру от комнатной температуры до 170 градусов по Цельсию со скоростью 2 градуса по Цельсию/мин и удерживайте при 170 градусах по Цельсию в течение 30 мин. Выключить духовку и остудить естественным образом до комнатной температуры в духовке.

   3. Мягкая литография

      1. Залейте форму 8,8 г жидкого полидиметилсилоксанового (ПДМС) форполимера и полимеризуйте в течение 30 мин при 65 °C и 15 мин при 80 °C. Жидкий преполимер ПДМС состоит из ПДМС и отвердителя (обычно в соотношении 10:1 (вес/вес)).

   4. Перфорация

      1. Просверлите отверстие в реплике PDMS в начале канала с помощью дрели.Диаметр сверла 1,2 мм.

   5. Герметизация

      1. Приклейте реплику PDMS с каналом к ​​плоскому слою PDMS без рисунка с помощью обработки кислородной плазмой на поверхностях двух слоев PDMS. ПРИМЕЧАНИЕ. Общий процесс подготовки чипа занимает около 72 часов.

3. Производство волокна RSF

   1. Инъекция спиннингового раствора

      1. Введите спиннинговый раствор RSF в микроканал со скоростью 2 мкл/мин с помощью шприцевого насоса.

   2. Экологические нормы

      1. Отрегулируйте относительную влажность до 40 ± 5 % относительной влажности или 50 ± 5 % относительной влажности с помощью увлажнителя. При относительной влажности 40 ± 5 % волокно после формования затвердевало быстрее, чем при относительной влажности 50 ± 5 %.

   3. Производство волокна RSF

      1. Прикоснитесь к капле RSF иглой на выходе из микрожидкостного канала, вытяните волокно RSF в воздух, а затем намотайте его на валик через 10-сантиметровый воздушный зазор на скорость 3 см/с ().

   4. Храните волокна RSF в закрытом эксикаторе в течение 24 часов.

   5. Последующая обработка волокна

      1. Вытягивание вытянутых волокон 4 раза по 0,9 мм s ^-1 в 80 об. волокна в растворе в течение 1 ч. Из-за этой обработки длина волокна была изменена с первоначальных 15 мм до 60 мм.

   6. Подготовка образца для характеризации

      1. Закрепите обработанные волокна на бумажной рамке толщиной 10 мм.Для измерения необходимо не менее 20 волокон, в том числе при испытании на растяжение, SEM, FTIR и WAXS. Диаметр волокон после вытяжки составляет от 5 до 10 мкм. показывает схему производства волокна и характеристику WAXD. Механические свойства волокон RSF исследовали с помощью системы испытания материалов при температуре (25 ± 2) °C и относительной влажности (45 ± 5)%. Скорость растяжения и расчетная длина составляли 2 мм/мин и 1 см соответственно.

2. Синхротронная характеристика кристаллической структуры волокна RSF

1. Характеристика синхротронного излучения
   4
   13
   17

   1. Регулировка линии луча

      1. Отрегулируйте длину волны рентгеновского излучения и размер пятна до 0.07746 нм и 3 x 2 мкм ² соответственно. ПРИМЕЧАНИЕ. Протокол выполняется с использованием линии луча BL15U1 в Шанхайском центре синхротронного излучения.

   2. Местоположение рентгеновского пятна

      1. Найдите местоположение рентгеновского пятна. ПРИМЕЧАНИЕ. Расположение рентгеновского пятна регулируется лаборантом в Центре синхротронного излучения.

   3. Испытание стандартного образца: диоксид церия (CeO ₂ )

      1. Испытание стандартного образца порошка CeO ₂ .Порошок CeO ₂ был охарактеризован для расчета центра окружности и расстояния от образца до детектора.

   4. Подготовка образца

      1. Закрепите нити RSF параллельно друг другу на бумажном каркасе с расчетной длиной 10 мм. Приклейте бумажную рамку на тестовую площадку. ПРИМЕЧАНИЕ. Держите волокно горизонтально.

   5. Тестирование SR-WAXD

      1. Откройте затвор

         1. Закройте дверь станции луча, убедившись, что в помещении нет людей.Откройте затвор источника рентгеновского излучения.

      2. Фокусировка

         1. Слегка переместите волокно, пока оно не окажется в фокусе. Отрегулируйте расположение волокна вдоль направления x, y, z удаленно с помощью программного обеспечения ().

      3. Экспозиция образца

         1. Удаленно перемещайте волокно вверх и вниз с помощью программного обеспечения, пока оно не окажется в пятне рентгеновского снимка. Нажмите кнопку запуска в программном обеспечении, чтобы подвергнуть волокно воздействию рентгеновского луча на 20 с ().

      4. Фоновая дифракция

         1. Испытание дифракции воздушного фона с экспозицией 20 с. Отодвиньте волокно от рентгеновского пятна удаленно с помощью программного обеспечения. Нажмите кнопку «Пуск» в программном обеспечении, чтобы подвергнуть рентгеновский луч воздействию «воздушной среды» на 20 с.

2. Обработка данных SR-WAXD
   13

   1. Программная калибровка

      1. Обработка данных WAXD с помощью FIT2D (V12.077). Откалибруйте центр круга и расстояние от образца до детектора, используя данные дифракции порошка CeO ₂ .

   2. Двумерная дифрактограмма

      1. Вычтите воздушный фон из дифрактограммы волокна с помощью FIT2D (V12.077).

   3. Кристалличность и размер кристаллитов

      1. Проинтегрируйте интенсивность дифракции как функцию угла рассеяния 2θ. Выполните деконволюцию интегрирования интенсивности с помощью программного обеспечения для автоматического разделения пиков (версия 4. 12)12. Степень кристалличности x _c оценивали по соотношению:

         , где I _c — сумма интегральных интенсивностей кристаллических пиков, а I _a — интегральная интенсивность аморфного гало4,11. . Интеграция картин WAXD показала ширину пиков рефлексов [200], [020], [002]. Полуширина этих пиков использовалась для определения размера кристаллитов по осям a, b и c по формуле Шеррера4.

   4. Определение ориентации кристаллита

      1. Рассчитайте ориентацию кристаллита и аморфного вещества согласно азимутальному интегрированию пиков (020) и (210)11.Ориентацию кристаллов можно рассчитать количественно в соответствии с ориентацией Германа. Здесь оба пика (020) и (210) были аппроксимированы двумя функциями Гаусса. Более узкий – для кристаллической ориентации, а другой, более широкий – для ориентированного аморфного материала13. Здесь ориентации кристаллитов волокон RSF сравнивались с использованием полной ширины на половине высоты (FWHM) пиков азимутальной интеграции (002).

Репрезентативные результаты

Высокопрочные волокна RSF были успешно получены с использованием метода микрожидкостного прядения.Кривые напряжение-деформация и СЭМ-изображения растянутых волокон RSF C44R40 показаны на рис. В испытании на растяжение измеряли не менее 10 волокон. Кривые напряжение-деформация выбирали по среднему значению разрушающего напряжения и деформации волокон. Данные WAXD для волокон показаны на . Кристалличность и кристаллическую ориентацию рассчитывали по данным WAXD. Для обозначения образца мы используем C и R для представления концентрации RSF в прядильном растворе и относительной влажности соответственно.Например, волокна, полученные из прядильного раствора с содержанием RSF 44 мас.% при относительной влажности 40 ± 5%, были обозначены как C44R40, которые были подвергнуты последующей вытяжке при коэффициенте вытяжки, равном 4. Другие волокна были переименованы в C44R50, C47R40 и C47R50 в соответствии с такое же описание.

Рисунок 1: Схема производства волокна и характеристика структуры. ( a ) Приготовление раствора RSF, ( b ) процесс микрожидкостного формования волокон RSF, ( c ) экспериментальная установка синхротронного излучения одиночного волокна RSF.Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рис. 2: Кривые напряжение-деформация волокон RSF с последующей обработкой. На вставке показано СЭМ-изображение C44R40. Масштабная линейка = 10 мкм. Эта цифра была изменена с 10. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Рис. 3: Данные SR-WAXD для волокон RSF с последующей обработкой. ( A ) Двумерные WAXD-рисунки одиночных волокон RSF с последующей обработкой: ( a ) C44R40, ( b ) C44R50, ( c ) C47R40, ( d ) C44R40, ( d ) C44R40 ) обессмоленный B. шелк мори ; ( C ) Одномерные данные WAXD для волокон RSF с последующей обработкой и рафинированного шелка B. mori , которые были выполнены при пиковой деконволюции в ( D ). Эта цифра была изменена по сравнению со ссылкой 10. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этой фигуры.

Обсуждение

Во время диализа раствора RSF значение pH имеет решающее значение для последующего процесса концентрирования. Если значение pH деионизированной воды меньше 6, раствор RSF будет легче превращаться в гель в процессе концентрирования.Во избежание гелеобразования в раствор RSF добавляют CaCl ₂ . Концентрация CaCl ₂ составляет 1 ммоль на массу РСФ.

Наша предыдущая работа продемонстрировала возможность микрожидкостного сухого прядения водного раствора RSF8. Геометрия микрожидкостного канала представляла собой упрощенную одноступенчатую экспоненциальную функцию. Для пауков и тутовых шелкопрядов прядильные растворы пропускали через двухступенчатую экспоненциальную регрессионную прядильную трубку перед формированием волокон1,20. Здесь геометрия микрожидкостного канала была разработана путем имитации функции экспоненциального затухания второго порядка прядильного канала тутового шелкопряда1.Ширина микрожидкостного канала уменьшается от начальной ширины 2065 мкм до конечной ширины 265 мкм, а длина канала удлинения составляет 21,5 мм. В предыдущей статье диаметр вытянутого волокна RSF составлял 2 мкм. Таким образом, для механических испытаний и определения характеристик конструкции пришлось использовать пучок нитей RSF8.

Эксперимент показывает, что концентрация РНФ и относительная влажность влияют на диаметр и микроструктуру волокон РНФ в процессе сухого прядения.Волокно RSF, формованное при относительной влажности 40%, имеет больший диаметр и более кристаллическую структуру, чем волокно, формованное при относительной влажности 50%. Однако волокно, формованное при относительной влажности 50%, имеет более высокую кристаллическую ориентацию, чем волокно, формованное при относительной влажности 40%. Результаты могут быть связаны со скоростью испарения воды при различной влажности. Более высокая скорость испарения воды при относительной влажности 40% улучшает внутримолекулярные взаимодействия и способствует быстрому фазовому переходу фиброина шелка из золь-геля в твердое шелковое волокно. Более низкая скорость испарения воды при относительной влажности 50% приводит к более высокому содержанию остаточной воды в отвержденном волокне.Как небольшая молекулярная смазка, вода облегчает ориентацию фиброина шелка и заставляет частично затвердевшее волокно растягиваться до более тонких волокон. Этот процесс помогает нам понять, как вода влияет на формирование шелковых волокон во время естественного процесса прядения.

Механические свойства волокон RSF с последующей обработкой лучше, чем у рафинированного шелка4. После последующей обработки кристалличность волокон резко увеличилась. FWHM волокна RSF с последующей обработкой меньше, чем у исходного волокна.Это указывает на то, что последующая обработка улучшает ориентацию кристаллитов вдоль оси волокна. Однако сложность процесса последующей обработки ограничивает массовое производство высокопрочных волокон RSF.

По сравнению с обычной фильерой, микрожидкостный канал хорошо имитирует геометрию железы натурального шелка. Между тем, микрофлюидное прядение использовалось для производства рекомбинантного паучьего шелка с выдающимися механическими свойствами9. Срезанные и удлиненные срезы были интегрированы в микрофлюидный вращающийся чип, чтобы вызвать сборку и ориентацию белковых молекул и фибрилл.Поэтому микрофлюидное прядение перспективно при производстве высокоэффективных животных шелков, а также других синтетических волокон из раствора. Однако метод микрофлюидного прядения может производить только одиночные нити и не может обеспечить высокое производство искусственных волокон.

Раскрытие информации

Авторам нечего раскрывать.

Благодарности

Эта работа спонсируется Национальным фондом естественных наук Китая (21674018), Национальной ключевой программой исследований и разработок Китая (2016YFA0201702 /2016YFA0201700) и «Программой Шугуан», поддерживаемой Шанхайским фондом развития образования и Шанхаем. Муниципальная комиссия по образованию (15SG30), Программа выдающихся молодых профессоров DHU (A201302), Фонды фундаментальных исследований для центральных университетов и Проект 111 (No.111-2-04).

Ссылки

• Asakura T, et al. Некоторые наблюдения над строением и функцией прядильного аппарата тутового шелкопряда Bombyx mori. Биомакромолекулы. 2007;8(1):175–181. [PubMed] [Google Scholar]
• Vollrath F, Knight DP. Жидкокристаллическое прядение паучьего шелка. Природа. 2001;410(6828):541–548. [PubMed] [Google Scholar]
• Zhou GQ, Shao ZZ, Knight DP, Yan JP, Chen X. Шелковые волокна, искусственно экструдированные из водных растворов регенерированного фиброина шелка Bombyx mori, прочнее, чем их натуральные аналоги.Adv Mater. 2009;21(3):366–370. [Google Scholar]
• Sun MJ, Zhang YP, Zhao YM, Shao HL, Hu XC. Взаимосвязь структуры и свойств искусственного шелка, полученного методом сухого прядения. J Mater Chem. 2012;22(35):18372–18379. [Google Scholar]
• Martel A, et al. Сборка шелкового волокна, изученная с помощью синхротронного излучения SAXS/WAXS и рамановской спектроскопии. J Am Chem Soc. 2008;130(50):17070–17074. [PubMed] [Google Scholar]
• Rammensee S, Slotta U, Scheibel T, Bausch AR. Механизм сборки рекомбинантных белков шелка пауков.P Natl Acad Sci USA. 2008;105(18):6590–6595. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Kinahan ME, et al. Настраиваемый шелк: использование микрофлюидики для изготовления шелковых волокон с контролируемыми свойствами. Биомакромолекулы. 2011;12(5):1504–1511. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Luo J, et al. Прочные шелковые волокна, приготовленные на воздухе с использованием биомиметического микрожидкостного чипа. Int J Биол Макромоль. 2014;66:319–324. [PubMed] [Google Scholar]
• Peng QF, et al. Рекомбинантный шелк паука из водных растворов с помощью микрофлюидного чипа, созданного на основе биотехнологий.Sci Rep. 2016; 6 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Peng QF, Shao HL, Hu XC, Zhang YP. Роль влажности в структуре и свойствах регенерированных шелковых волокон. Prog Nat Sci-Matter. 2015;25(5):430–436. [Google Scholar]
• Sampath S, et al. Рентгеноструктурное исследование нанокристаллической и аморфной структуры паучьего шелка большой и малой ампулы. Мягкая материя. 2012;8(25):6713–6722. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Martel A, Burghammer M, Davies RJ, Riekel C.Термическое поведение шелка Bombyx mori: изменение кристаллических параметров, молекулярной структуры и механических свойств. Биомакромолекулы. 2007;8(11):3548–3556. [PubMed] [Google Scholar]
• Pan H, et al. Наноограниченные кристаллиты делают искусственный шелк более жестким. J Matter Chem B. 2014;2(10):1408–1414. [Google Scholar]
• Zhang C, et al. Эволюция микроструктуры регенерированных гибридных волокон фиброина шелка/оксида графена при деформации растяжением. RSC Adv. 2017;7(6):3108–3116. [Google Scholar]
• Wei W, et al.Биоинспирированное капиллярное сухое прядение водного раствора регенерированного фиброина шелка. Mat Sci Eng C-Mater. 2011;31(7):1602–1608. [Google Scholar]
• Jin Y, Zhang YP, Hang YC, Shao HL, Hu XC. Простой процесс сухого прядения водного раствора регенерированного фиброина шелка. J Mater Res. 2013;28(20):2897–2902. [Google Scholar]
• Jin Y, Hang YC, Zhang YP, Shao HL, Hu XC. Роль Са2+ в структуре и свойствах водных растворов и волокон регенерированного фиброина шелка. Mater Res Innov.2014; 18:113–116. [Google Scholar]
• Koh LD, et al. Структуры, механические свойства и применение шелково-фиброиновых материалов. Прог Полим Науки. 2015;46:86–110. [Google Scholar]
• McDonald JC, Whitesides GM. Поли(диметилсилоксан) как материал для изготовления микрофлюидных устройств. Счета химических рез. 2002;35(7):491–499. [PubMed] [Google Scholar]
• Найт Д.П., Фоллрат Ф. Жидкие кристаллы и удлинение потока в линии по производству паучьего шелка. P Roy Soc B-Biol Sci.1999;266(1418):519–523. [Google Scholar]

Часто задаваемые вопросы о первичных клеточных культурах | Thermo Fisher Scientific

Примечание: Для получения полных инструкций по использованию любых продуктов Gibco™ для клеточных культур см. ссылку «Инструкции по продукту», расположенную на каждой странице продукта. Для получения дополнительной технической поддержки звоните по телефону 800-955-6288.

В: В чем разница между “клеточной линией”, “клеточным штаммом” и “типом клетки”?

A:   Когда клетки выделяют из ткани для формирования первичной культуры, при условии, что клетки пролиферируют in vitro, образуется сливающийся монослой или плотная клеточная суспензия.Согласно традиционному определению, первый сбор и пересев этой клеточной популяции приводит к образованию клеточной линии [Freshney, R.I. (1987). Культура клеток животных. Руководство по базовой технике. (Нью-Йорк, Alan R. Liss, Inc.)]. Этот тип клеточной линии имеет конечную продолжительность жизни, в течение которой будут преобладать клетки с наибольшей способностью к росту, что приводит к определенной степени генотипического и фенотипического единообразия в популяции.

В этой номенклатурной системе непрерывная клеточная линия представляет собой популяцию клеток, подвергшихся генетической трансформации, в результате которой потенциал роста не ограничен. Непрерывные клеточные линии обычно анеуплоидны. На практике непрерывные клеточные линии можно культивировать посредством очень большого количества субкультур, хотя некоторые дополнительные генотипические и, следовательно, фенотипические изменения могут происходить при очень большом числе пассажей. Иммортализация может происходить спонтанно, а может быть индуцирована вирусами или химическими веществами. Следует помнить, что рабочие определения этих терминов могут различаться между исследовательскими группами. Многие исследователи не используют термин «клеточная линия» для обозначения какой-либо популяции, если только она не подверглась генетической трансформации.

Штамм клеток представляет собой субпопуляцию клеточной линии, которая была положительно отобрана из культуры путем клонирования или каким-либо другим методом. Штамм клеток часто претерпевает дополнительные генетические изменения с момента появления родительской линии. Отдельные клеточные штаммы могут, например, стать более или менее онкогенными, чем установленная линия, или они могут быть обозначены как отдельный штамм после процедур трансфекции.

Термин «тип клетки» относится ко всем клеткам с общим фенотипом, например, кератиноциты, меланоциты.Поэтому все кератиноциты, выделенные от разных доноров, относятся к одному и тому же типу клеток.

Вернуться к началу

В: Что означает «нормальный» в обозначении «нормальный тип клеток человека»?

A:  «Нормальный» означает, что рассматриваемые клетки были выделены в первичную культуру из нормальной здоровой ткани, а не из пораженной ткани. «Нормальный» также относится к клеточной популяции, которая представляет собой клеточную линию, в отличие от непрерывной клеточной линии, в соответствии с традиционными определениями, приведенными выше, поскольку клетки не были генетически изменены и не обладают неограниченным потенциалом роста.

Вернуться к началу

В: В чем разница между удвоением популяции и числом проходов?

A:   Удвоение популяции представляет собой двукратное увеличение общего числа клеток в культуре, и чаще всего на него ссылаются во время экспоненциальной или «логарифмической» фазы роста.

Термин «количество пассажей» означает, сколько раз популяцию клеток извлекали из сосуда для культивирования и подвергали процессу пересева (пассирования), чтобы поддерживать достаточно низкую плотность клеток для стимуляции дальнейшего роста.Мы обозначаем первую культуру после выделения клеток из ткани как первичную культуру. После первой субкультуры клетки описываются как вторичная культура (или пассаж 1). После второго пересева клетки становятся третичной культурой (или пассажем 2) и так далее.

Вернуться к началу

В: Как определить концентрацию клеток в суспензии?

A: См. наш подробный протокол подсчета клеток с использованием гемоцитометра.

Вернуться к началу

В: Как получить культуру из криоконсервированных клеток?

A:  Приведенная ниже процедура представляет собой образец протокола для получения культур из содержимого одного флакона.

1. Приготовьте химический стакан с водой при температуре 37°C.
2. Извлеките флакон с клетками из хранилища с жидким азотом, приняв меры для защиты рук и глаз.
3. Ослабьте крышку флакона на 1/4 оборота на 10 секунд, чтобы выпустить жидкий азот, который может попасть в резьбу, затем снова затяните крышку.
4. Опустите нижнюю половину флакона в воду с температурой 37°C для оттаивания.
5. Когда содержимое флакона оттает, протрите флакон снаружи дезинфицирующим раствором и переместите в культуральный бокс с ламинарным потоком класса II, тип А.
6. Откройте флакон и внесите суспензию вверх и вниз пипеткой на 1 мл, чтобы диспергировать клетки.
7. Удалите 20 мкл из флакона и разведите клеточную суспензию в 20 мкл раствора трипанового синего (например: № по каталогу 15250-061).
8. Используйте гемоцитометр для определения числа жизнеспособных клеток в мл.
9. Разбавьте содержимое флакона (1 мл) до концентрации, рекомендованной в инструкциях к продукту (например, 1,25 x 10 ⁴ жизнеспособных клеток/мл для неонатальных человеческих эпидермальных кератиноцитов Gibco™).
10. Добавьте 5 мл клеточной суспензии в каждую культуральную колбу площадью 25 см² или 15 мл клеточной суспензии в каждую культуральную колбу площадью 75 см².
11. После инокуляции встряхните среду в колбах, чтобы распределить клетки. Многие типы клеток быстро прикрепляются к культуральным поверхностям, и если среда не распределяется сразу после инокуляции, клетки могут расти неравномерно.
12. Инкубируйте культуры в увлажненном инкубаторе для клеточных культур при 37°C, 5% CO²/95% воздуха. Для достижения наилучших результатов не тревожьте культуру в течение как минимум 24 часов после ее начала.

Вернуться к началу

В: Нужно ли мне извлекать клетки из среды для криоконсервации, чтобы высевать их?

A:   Мы не рекомендуем центрифугировать клетки из среды для криоконсервации перед посевом. Центрифугирование может быть вредным для клеток, особенно если используются несоответствующие высокие скорости.Опыт наших лабораторий клеточных культур показал, что клетки не подвергаются вредному воздействию, если концентрация ДМСО достаточно низкая. Поэтому наши инструкции по продукту включают подробный протокол, который включает разведение клеток в культуральной среде таким образом, чтобы конечная концентрация ДМСО составляла менее 0,4% (об./об.) при рекомендуемой плотности посева и объеме среды.

Вернуться к началу

В: Могу ли я расширить ваши ячейки и повторно заморозить их? Если да, то как?

A:   Криоконсервированные или пролиферирующие культуры Invitrogen Gibco можно размножать и снова криоконсервировать.Однако процесс криоконсервации может привести к изменению характеристик роста клеток. В следующем протоколе представлены основные рекомендации по криоконсервации клеток с использованием среды Invitrogen™ Synth-a-Freeze™ — определенной среды для криоконсервации, не содержащей белков.

Обратите внимание: : Из-за различий в оборудовании для криоконсервации и отдельных методах мы не можем гарантировать, что клетки, криоконсервированные с использованием этого протокола, будут жизнеспособными после восстановления после криоконсервации, и не даем гарантии на клетки, криоконсервированные в исследовательской лаборатории.

1. Размораживайте среду Synth-a-Freeze на водяной бане при 37°C или в течение ночи при 4°C. длительный период времени.
2. Среда Synth-a-Freeze перед использованием должна быть уравновешена до 4°C. Для получения оптимальных результатов рекомендуется использовать морозильник с регулируемой скоростью. При отсутствии морозильной камеры с регулируемой скоростью может быть полезен контейнер для криоконсервации клеток (например, контейнер Thermo Scientific™ Mr Frosty™).
3. Если для удаления клеток с поверхности культуры используются ферментативные агенты, ресуспендируйте клетки в растворе, который нейтрализует действие фермента.
4. Осаждение клеток центрифугированием.
5. После удаления супернатанта ресуспендируйте осадок клеток в холодной среде Synth-a-Freeze в концентрации от 5 x 10 ⁵ до 3 x 10 ⁶ клеток/мл.
6. Распределите клеточную суспензию по соответствующему количеству флаконов для криоконсервации.
7. Как можно быстрее охладите флаконы с клетками до 4°C.
8. При использовании морозильной камеры с регулируемой скоростью: замораживайте материал, снижая температуру на 1 °C в минуту, пока температура не достигнет -40 °C.  Затем уменьшите температуру со скоростью 2 °C в минуту, пока температура не достигнет примерно – 90°C.
9. При использовании контейнера для криоконсервации клеток: Подготовьте контейнер в соответствии с инструкциями производителя.

Для достижения наилучших результатов мы рекомендуем перенести флаконы в паровую фазу хранилища с жидким азотом как можно скорее после того, как клетки достигнут температуры -80°C.

В качестве заменителя среды Synth-a-Freeze можно использовать рекомендуемую базовую среду для криоконсервируемых типов клеток с добавлением 10% эмбриональной телячьей сыворотки (FBS) и 10% ДМСО. Обратите внимание, что среда Synth-a-Freeze НЕ рекомендуется для криоконсервации эпидермальных меланоцитов человека.

Вернуться к началу

В: Как рассчитать правильную скорость вращения ротора (об/мин) для осаждения клеток центрифугированием?

A: Клетки следует осаждать центрифугированием при 180 x g (относительная центробежная сила, RCF). Правильную скорость ротора можно рассчитать, измерив максимальный радиус вашего ротора и введя информацию в таблицу на этом веб-сайте, доступ к которой можно получить по этой ссылке. Например, чтобы центрифугировать клетки при 180 x g (RCF) в роторе с радиусом 15 см, вы должны вращать клетки со скоростью 1036 об/мин.

Вернуться к началу

(PDF) Определение дочерних компаний университетов

Халсинк, В., и Эльфринг, Т. (2004). Предприниматели, новые технологические фирмы и сети:

Опыт одиноких стартапов, дочерних компаний и инкубаторов в отрасли ИКТ в Нидерландах

1990–2000.В: В. Дринг, Т. Оки и С. Каузер (ред.), Фирмы, основанные на новых технологиях, в

новом тысячелетии (Том III, стр. 69–87). Оксфорд: Elsevier Ltd.

Клеппер, С. (2001). Стартапы сотрудников в высокотехнологичных отраслях. Промышленные и корпоративные изменения,

10, 639–674.

Клофстен, М., и Джонс-Эванс, Д. (2000). Сравнение академического предпринимательства в Европе —

Пример Швеции и Ирландии. Экономика малого бизнеса, 14, 299–309.

Кондо, М. (2004).Выделения университетов в Японии: от сотрудничества между университетами и промышленностью до пересечения

между университетами и промышленностью. Tech Monitor, 37–43 AU: 13.

Костер, С. (2004). Выделенные фирмы и индивидуальные стартапы. Они действительно разные? 44-я конференция ERSA

, Порту.

Либэрс, Д., Мейер, М., и Геуна, А. (2006). Роль университетских дочерних компаний в

новой технологии: пример нанотехнологии. Журнал передачи технологий, 31,

443–450.

Локетт, А., и Райт, М. (2005). Ресурсы, возможности, риск-капитал и создание

университетских дочерних компаний. Политика исследований, 34, 1043–1057.

Лоу, Р. А. (2006). Кто разрабатывает университетское изобретение? Влияние неявных знаний и политики лицензирования

. Журнал передачи технологий, 31, 415–429.

МакКуин, Д. Х., и Уоллмарк, Дж. Т. (1982). Выделенные компании из Университета Чалмерса по технологии

. Техновация, 1, 305–315.

Ндонзуау, Ф. Н., Пирней, Ф., и Сурлемонт, Б. (2002). Сценическая модель создания академического спин-оффа

. Техновация, 22, 281–289.

Николау, Н., и Бирли, С. (2003). Академические сети в трихотомической классификации

ответвлений университетов. Журнал Business Venturing, 18, 333–359.

ОЭСР (2003 г.). Превращение науки в бизнес: Патентование и лицензирование в государственных научно-исследовательских

организациях. Париж: ОЭСР.

Пирней, Ф., Сурлемонт, Б., и Нлемво, Ф. (2003). К типологии спин-оффов университетов.

Экономика малого бизнеса, 21, 355–369.

Радосевич Р. (1995). Модель для предпринимательских спин-оффов из государственных источников технологий.

Международный журнал управления технологиями, 10, 879–893.

Рапперт Б., Вебстер А. и Чарльз Д. (1999). Осмысление разнообразия и нежелания:

Академический — производственные отношения и интеллектуальная собственность. Политика исследований, 28, 873–890.

Расмуссен, Э., Моен, О., и Гулбрандсен, М. (2006). Инициативы по содействию коммерциализации университетских знаний. Техновация, 26, 518–533.

Шейн, С. (2004). Академическое предпринимательство: дополнительные доходы университетов и создание богатства.

Челтенхан, Великобритания: Эдвард Элгар.

Смайлор Р.В., Гибсон Д.В. и Дитрих Г.Б. (1990). Дочерние компании университетов:

Технологические стартапы из UT-Austin. Журнал Business Venturing, 5, 63–76.

Штеффенсен, М., Роджерс, Э.М., и Спикман, К. (1999). Выделения из исследовательских центров исследовательского университета

. Журнал Business Venturing, 15, 93–111.

Уолтер, А., Ауэр, М., и Риттер, Т. (2006). Влияние сетевых возможностей и предпринимательской ориентации

на эффективность университетского отделения. Journal of Business

Venturing, 21, 541–567.

Уэзерстон, Дж. (1995). Академические предприниматели: не слишком ли рискованно создание дочерней компании? 40th

Международный совет по малому бизнесу, Сидней.

Райт М., Локетт А., Кларисс Б. и Бинкс М. (2006). Университетские дочерние компании и

венчурного капитала. Политика исследований, 35, 481–501.

1

1

3

5

70002 5

70002

11

13

11

13

170002 15

17

19

21

23

25

27

25

27

29

31

33

33

37

39

41

41

43

43

45

45

45

45

45

. Квантовые номера 23

Квантовые номера для атомов – Химия Libretexts

Всего четыре квантовых числа используются для описания полностью движение и траектории каждого электрона внутри атома.Комбинация всех квантовых чисел всех электронов в атоме описывается волновой функцией, удовлетворяющей уравнению Шрёдингера. Каждый электрон в атоме имеет уникальный набор квантовых чисел; Согласно принципу запрета Паули никакие два электрона не могут иметь одну и ту же комбинацию четырех квантовых чисел. Квантовые числа важны, потому что их можно использовать для определения электронной конфигурации атома и вероятного местоположения электронов атома. Квантовые числа также используются для понимания других характеристик атомов, таких как энергия ионизации и атомный радиус.

В атомах существует четыре квантовых числа: главное квантовое число ( n ), квантовое число орбитального углового момента ( l ), магнитное квантовое число ( m _l ) и квантовое число спина электрона ( м _с ). Главное квантовое число \(n\) описывает энергию электрона и наиболее вероятное расстояние электрона от ядра. Другими словами, это относится к размеру орбитали и энергетическому уровню, на котором находится электрон.Количество подоболочек, или \(l\), описывает форму орбитали. Его также можно использовать для определения количества угловых узлов. Магнитное квантовое число, m _l , описывает уровни энергии в подоболочке, а m _s относится к спину электрона, который может быть направлен вверх или вниз.

Главное квантовое число (\(n\))

Главное квантовое число \(n\) обозначает основную электронную оболочку. Поскольку n описывает наиболее вероятное расстояние электронов от ядра, чем больше число n , тем дальше от ядра находится электрон, тем больше размер орбитали и тем больше размер атома. n может быть любым положительным целым числом, начиная с 1, поскольку \(n=1\) обозначает первую главную оболочку (самую внутреннюю оболочку). Первая основная оболочка также называется основным состоянием или состоянием с наименьшей энергией. Это объясняет, почему \(n\) не может быть 0 или любым отрицательным целым числом, потому что не существует атомов с нулевым или отрицательным количеством энергетических уровней/основных оболочек. Когда электрон находится в возбужденном состоянии или получает энергию, он может перейти на вторую основную оболочку, где \(n=2\). Это называется поглощением, потому что электрон «поглощает» фотоны или энергию.Известная как эмиссия, электроны также могут «излучать» энергию, когда они прыгают на более низкие основные оболочки, где n уменьшается на целые числа. По мере увеличения энергии электрона увеличивается и главное квантовое число, например, n = 3 указывает на третью основную оболочку, n = 4 указывает на четвертую основную оболочку и так далее.

\[n=1,2,3,4…\]

Пример \(\PageIndex{1}\)

Если n = 7, то какова главная электронная оболочка?

Пример \(\PageIndex{2}\)

Если электрон перепрыгнул с энергетического уровня n = 5 на энергетический уровень n = 3, произошло ли поглощение или испускание фотона?

Ответить

Излучение, потому что энергия теряется при испускании фотона.

Квантовое число орбитального углового момента (\(l\))

Квантовое число орбитального углового момента \(l\) определяет форму орбитали и, следовательно, угловое распределение. Количество угловых узлов равно значению квантового числа углового момента \(l\). (Для получения дополнительной информации об угловых узлах см. Электронные орбитали.) Каждое значение \(l\) указывает на конкретную подоболочку s, p, d, f (каждая уникальна по форме). Значение \(l\) зависит от главное квантовое число \(n\).В отличие от \(n\), значение \(l\) может быть равно нулю. Это также может быть положительное целое число, но оно не может быть больше, чем на единицу меньше главного квантового числа (\(n-1\)):

.

\[l=0, 1, 2, 3, 4…, (n-1)\]

Пример \(\PageIndex{3}\)

Если \(n = 7\), каковы возможные значения \(l\)?

Ответить

Так как \(l\) может быть нулем или целым положительным числом меньше (\(n-1\)), оно может принимать значения 0, 1, 2, 3, 4, 5 или 6.

Пример \(\PageIndex{4}\)

Если \(l = 4\), сколько угловых узлов имеет атом?

Ответить

Количество угловых узлов равно значению l , поэтому количество узлов также равно 4.

Магнитное квантовое число (\(m_l\))

Магнитное квантовое число \(m_l\) определяет количество орбиталей и их ориентацию внутри подоболочки. Следовательно, его значение зависит от квантового числа орбитального углового момента \(l\). При заданном \(l\) \(m_l\) представляет собой интервал от \(–l\) до \(+l\), поэтому он может быть нулем, отрицательным целым числом или положительным целым числом.

\[m_l= -l, (-l +1),(-l +2),…, -2, -1, 0, 1, 2, … (l – 1), (l – 2), + л\]

Пример \(\PageIndex{5}\)

Пример: Если \(n=3\) и \(l=2\), то каковы возможные значения \(m_l\)?

Ответить

Поскольку \(m_l\) должен находиться в диапазоне от \(–l\) до \(+l\), тогда \(m_l\) может быть: -2, -1, 0, 1 или 2.

Квантовое число электронного спина (\(m_s\))

В отличие от \(n\), \(l\) и \(m_l\), квантовое число спина электрона \(m_s\) не зависит от другого квантового числа. Он обозначает направление вращения электрона и может иметь спин +1/2, представленный ↑, или -1/2, представленный ↓. Это означает, что когда \(m_s\) положителен, электрон имеет восходящий спин, который можно назвать «спин вверх». Когда он отрицателен, электрон имеет нисходящий спин, поэтому он «спин вниз».«Значение квантового числа спина электрона заключается в том, что оно определяет способность атома генерировать магнитное поле или нет. (Спин электрона.)

\[m_s= \pm \dfrac{1}{2}\]

Пример \(\PageIndex{5}\)

Перечислите возможные комбинации всех четырех квантовых чисел, когда \(n=2\), \(l=1\) и \(m_l=0\).

Ответить

Четвертое квантовое число не зависит от первых трех, что позволяет совпадать первым трем квантовым числам двух электронов.Так как спин может быть +1/2 или =1/2, есть две комбинации:

• \(n=2\), \(l=1\), \(m_l =0\), \(m_s=+1/2\)
• \(n=2\), \(l=1\), \(m_l=0\), \(m_s=-1/2\)

Пример \(\PageIndex{6}\)

Может ли электрон с \(m_s=1/2\) иметь нисходящий спин?

Ответить

Нет, если значение \(m_s\) положительное, электрон “раскручивается”.

Пристальный взгляд на оболочки, подоболочки и орбитали

Основные оболочки

Значение главного квантового числа n есть уровень главной электронной оболочки (главный уровень).Все орбитали с одинаковым значением n находятся на одном главном уровне. Например, все орбитали на втором главном уровне имеют главное квантовое число n=2. Чем выше значение n, тем больше количество основных электронных оболочек. Это приводит к большему расстоянию между самым дальним электроном и ядром. В результате увеличивается размер атома и его атомный радиус.

Поскольку радиус атома увеличивается, электроны удаляются от ядра.Таким образом, атому легче вытолкнуть электрон, потому что ядро ​​не оказывает на него такого сильного притяжения, и энергия ионизации уменьшается.

Пример \(\PageIndex{7}\)

Какая орбиталь имеет более высокую энергию ионизации: \(n=3\) или \(n=2\)?

Ответить

Орбиталь с n=2, потому что чем ближе электрон к ядру или чем меньше атомный радиус, тем больше энергии требуется, чтобы вытолкнуть электрон.

Подоболочки

Количество значений орбитального углового числа l также можно использовать для определения количества подоболочек в главной электронной оболочке:

• Когда n = 1, l = 0 (l принимает одно значение и, следовательно, может быть только одна подоболочка)
• Когда n = 2, l = 0, 1 (l принимает два значения и, следовательно, есть две возможные подоболочки)
• Когда n = 3, l = 0, 1, 2 (l принимает три значения и, следовательно, существует три возможных подоболочки)

После рассмотрения приведенных выше примеров мы видим, что значение n равно количеству подоболочек в основной электронной оболочке:

• Основная оболочка с n = 1 имеет одну подоболочку
• Основная оболочка с n = 2 имеет две подоболочки
• Основная оболочка с n = 3 имеет три подоболочки

Чтобы определить тип возможных подоболочек n, этим подоболочкам были присвоены буквенные имена. Значение l определяет имя подоболочки:

Следовательно:

• Основная оболочка с n = 1 имеет одну подоболочку s (l = 0)
• Основная оболочка с n = 2 имеет одну подоболочку s и одну подоболочку p (l = 0, 1)
• Основная оболочка с n = 3 имеет одну подоболочку s, одну подоболочку p и одну подоболочку d (l = 0, 1, 2)

Мы можем обозначить главное квантовое число n и определенную подоболочку, комбинируя значение n и имя подоболочки (которое можно найти с помощью l). Например, 3p относится к третьему главному квантовому числу (n=3) и подоболочке p (l=1).

Пример \(\PageIndex{8}\)

Как называется орбиталь с квантовыми числами n=4 и l=1?

Ответить

Зная, что главное квантовое число n равно 4, и используя приведенную выше таблицу, мы можем заключить, что оно равно 4p.

Пример \(\PageIndex{9}\)

Как называется орбиталь(и) с квантовым числом n=3?

Ответить

3s, 3p и 3d.Поскольку n=3, возможные значения l = 0, 1, 2, что указывает на формы каждой подоболочки.

Орбиты

Количество орбиталей в подоболочке эквивалентно количеству значений, которые принимает магнитное квантовое число ml. Полезным уравнением для определения количества орбиталей в подоболочке является 2l +1. Это уравнение даст вам не значение ml, а число возможных значений, которые может принимать ml на конкретной орбитали. Например, если l=1 и ml может принимать значения -1, 0 или +1, значение 2l+1 будет равно трем и будет три различных орбитали.Имена орбиталей названы в честь подоболочек, в которых они находятся:

На рисунке ниже мы видим примеры двух орбиталей: p-орбиталь (синяя) и s-орбиталь (красная). Красная s-орбиталь — это 1s-орбиталь. Чтобы изобразить 2s-орбиталь, представьте слой, похожий на поперечное сечение челюсти, вокруг круга. Слои изображают угловые узлы атомов. Чтобы изобразить 3s-орбиталь, представьте еще один слой вокруг круга и так далее и тому подобное. Орбиталь p похожа на форму гантели, ее ориентация внутри подоболочки зависит от m _l . Форма и ориентация орбитали зависят от l и m _l .

Чтобы визуализировать и систематизировать первые три квантовых числа, мы можем думать о них как о составных частях дома.На следующем изображении крыша представляет главное квантовое число n, каждый уровень представляет подоболочку l, а каждая комната представляет различные орбитали ml в каждой подоболочке. Орбиталь s, поскольку значение ml может быть только 0, может существовать только в одной плоскости. Однако p-орбиталь имеет три возможных значения ml и, следовательно, три возможные ориентации орбиталей, показанные Px, Py и Pz. Паттерн продолжается: орбиталь d содержит 5 возможных орбитальных ориентаций, а f имеет 7:

.

Еще одним полезным наглядным пособием для рассмотрения возможных орбиталей и подоболочек с набором квантовых чисел будет диаграмма электронной орбиты.(Дополнительные диаграммы электронных орбит см. в разделе « Конфигурации электронов» .) Характеристики каждого квантового числа изображены в разных областях этой диаграммы.

Ограничения

• Принцип исключения Паули: В 1926 году Вольфганг Паули обнаружил, что набор квантовых чисел специфичен для определенного электрона. То есть никакие два электрона не могут иметь одинаковые значения n, l, ml и ms. Хотя первые три квантовых числа определяют конкретную орбиталь и могут иметь одинаковые значения, четвертое имеет значение и должно иметь противоположные спины.
• Правило Хунда: орбитали могут иметь одинаковые энергетические уровни, если они находятся в одной и той же основной оболочке. Эти орбитали называются вырожденными или «равноэнергетическими». Согласно правилу Хунда, электроны заполняют орбитали по одному. Это означает, что при рисовании электронных конфигураций с помощью модели со стрелками вы должны заполнить каждую оболочку одним электроном, прежде чем начинать их спаривание. Помните, что заряд электрона отрицательный и электроны отталкиваются друг от друга. Электроны будут пытаться создать расстояние между ним и другими электронами, оставаясь неспаренными.Это также объясняет, почему спины электронов на орбитали противоположны (то есть +1/2 и -1/2).
• Принцип неопределенности Гейзенберга: Согласно принципу неопределенности Гейзенберга, мы не можем одновременно точно измерить импульс и положение электрона. По мере того, как импульс электрона становится все более и более определенным, положение электрона становится менее определенным, и наоборот. Это помогает объяснить целые квантовые числа и почему n=2,5 не может существовать как главное квантовое число.Должно быть целое число длин волн (n), чтобы электрон мог поддерживать стоячую волну. Если бы существовали парциальные волны, то целые волны и парциальные волны компенсировали бы друг друга, и частица не двигалась бы. Если бы частица покоилась, то ее положение и импульс были бы определенными. Поскольку это не так, n должно иметь целочисленное значение. Дело не в том, что главное квантовое число может быть измерено только целыми числами, а в том, что гребень одной волны будет накладываться на впадину другой, и волна гаснет.

Каталожные номера

1. Чанг, Рэймонд. Физическая химия для биологических наук. 2005, Университетские научные книги. стр. 427-428.
2. Гиллеспи, Рональд. Демистификация вводной химии. Форум: вклад Целевой группы по общей химии. 1996: 73; 617-622.
3. Петруччи, Ральф. Общая химия: принципы и современные приложения, десятое издание.

Проблемы

1. Предположим, что все, что вы знаете об определенном электроне, это то, что его главное квантовое число равно 3.Каковы возможные значения остальных четырех квантовых чисел?
2. Возможно ли иметь электрон с такими квантовыми числами: \(n=2\), \(l=1\), \(m_l=3\), \(m_s=1/2\)? Почему или почему нет?
3. Возможно ли иметь два электрона с одинаковыми \(n\), \(l\) и \(m_l\)?
4. Сколько подоболочек находится на главном квантовом уровне \(n=3\)?
5. Какой тип орбитали обозначается квантовыми числами \(n=4\), \(l=3\) и \(m_l=0\)?

Решения

1. • Когда \(n=3\), \(l=0\), \(m_l = 0\) и \(m_s=+1/2 \text{ или } -1/2\)
   • \(l=1\), \(m_l = -1, 0 или +1\) и \(m_s=+1/2 \text{ или } -1/2\)
   • \(l=2\), \(m_l = -2, -1, 0, 1, \text{ или }+2\) и \(m_s=+1/2 \text{ или } -1/ 2\)
2. Нет, это невозможно. \(m_l=3\) не находится в диапазоне от \(-l\) до \(+l\). Значение должно быть равно -1, 0 или +1.
3. Да, возможно иметь два электрона с одинаковыми \(n\), \(l\) и \(m_l\). Спин одного электрона должен быть +1/2, а спин другого электрона должен быть -1/2.
4. На главном квантовом уровне \(n=3\) есть три подоболочки.
5. Поскольку \(l=3\) относится к подоболочке f, тип представленной орбитали — 4f (комбинация главного квантового числа n и имени подоболочки).

Авторы и авторство

Изготовление углеродного волокна

Конец линии: Волокна в этом тщательно контролируемом лабиринте волокон (слева) выходят из станций отделки поверхности Grafil (Сакраменто, Калифорния, США) на намоточные машины (справа) перед отправкой, их путь определяется конкретным модулем . ИСТОЧНИК | Графил Инк.

Хотя многие читатели HPC используют углеродное волокно, мало кто знает, как оно делается. Это никого не должно удивлять. Производители углеродного волокна молчат о том, как производится их продукция. Волокна каждого производителя отличаются от волокон его конкурентов, а детали обработки, придающие каждому бренду характерные черты, считаются интеллектуальной собственностью. Процесс производства углеродного волокна также известен своей сложностью и дороговизной. Оснащение одной производственной линии мирового класса требует больших капиталовложений — минимум 25 миллионов долларов только на оборудование — и может занять до двух лет.На самом деле стоимость может быть намного больше.

ИСТОЧНИК | Семинар перед конференцией Carbon Fiber 2020 (Ноксвилл, Теннесси, США), Тони Робертс, AJR Consultancy.

Расчетная годовая мощность производства углеродного волокна в мире в 2010 г.

Производственное предприятие Mitsubishi Rayon Co. Ltd. (MRC) в Токио площадью 874 000 м² в Отаке, например, планируется расширить на 100 млн долларов в течение трех лет — производственная линия, которая может ежегодно производить до 20 миллионов фунтов / 9072 метрических тонны углеродного волокна. Это в значительной степени объясняет, почему исторически было трудно избежать дисбаланса между спросом и предложением, который приводит к резкому падению и пику цен. Поэтому неудивительно, что нынешний штат производителей углеродного волокна насчитывает менее дюжины по всему миру.

HPC , с помощью нескольких поставщиков углеродного волокна, недавно заглянул за завесу секретности, чтобы найти более полную, хотя и неполную картину процесса.

Окончательное отличие

В отличие от металлов, которые однородны и по своей конструкции обладают свойствами, соответствующими установленным стандартам, что делает, например, сталь P20 каждого производителя взаимозаменяемой со сталью другого производителя, композиты неоднородны.Они состоят из комбинаций разнородных материалов (волокна и смолы), их вариативность и, следовательно, возможность индивидуального подбора являются главными факторами их привлекательности. Соответственно, производители углеродного волокна производят похожие, но не идентичные продукты. Углеродное волокно различается по модулю растяжения (или жесткости, определяемой как деформация при растяжении), а также по прочности на растяжение, сжатие и усталостную прочность. Углеродное волокно на основе PAN доступно сегодня с низким модулем (менее 32 миллионов фунтов силы / дюйм² или <32 Msi), стандартным модулем (от 33 до 36 Msi), средним модулем (от 40 до 50 Msi), высокомодульным (от 50 до 70 Msi). ) и сверхвысокого модуля (от 70 до 140 Msi).Волокно, которое доступно в пучках, называемых жгутом, бывает разных размеров от 1К до 350К (1К равняется 1000 нитям диаметром от 5 до 10 микрон). Продукты также различаются по степени содержания углерода и типу обработки/покрытия поверхности.

«Сложность, присущая композитам из углеродного волокна, — это именно то, что повышает ценность конструкций из углеродного волокна», — говорит Стивен Кармайкл, директор по продажам и маркетингу дочерней компании MRC Grafil Inc. (Сакраменто, Калифорния).«Как и при изготовлении хорошего вина, правильное количество терпения, утонченности и опыта обработки позволяет выявить тонкости углеродного волокна, которые повышают ценность». Это значение, конечно, очень велико: в качестве замены металла композиты из углеродного волокна обеспечивают в 10 раз большую прочность стали при вдвое меньшем весе.

Проще говоря, углеродное волокно производится путем пиролиза исходного органического волокна в инертной атмосфере при температуре выше 982°C/1800°F. Однако производство углеродного волокна является сложной задачей.Завод Grafil площадью 5 574 м² в Сакраменто, Калифорния — небольшой по сравнению с заводом MRC в Отаке, даже после расширения его мощностей на 2 миллиона фунтов / 544 тонны в 2005 году с параллельными производственными линиями — послужил основой для Пошаговое руководство HPC по основным этапам производства. Это полимеризация и прядение, окисление (также называемое стабилизацией), карбонизация (иногда неточно называемое графитизацией), обработка поверхности и нанесение проклейки. На протяжении всего процесса жесткие допуски определяют конечную полезность волокна.«Целевой коэффициент вариации доходности составляет 1 %, — говорит Гордон Ширер, операционный директор Grafil, отмечая, что в реальных условиях вариация составляет около 3 % для небольших буксируемых (от 1 до 24 тыс.), которые используются в требовательных приложениях, таких как самолеты. (отсюда и его обозначение как аэрокосмического класса), в то время как большой жгут (промышленный или коммерческий класс) может варьироваться до 15%.

Основные этапы двухстадийного процесса, используемого для производства углеродного волокна на основе ПАН, включают этапы процесса, используемого для производства «основы» из полиакрилонитрила (ПАН).ИСТОЧНИК | Графил Инк.

Полимеризация

Процесс начинается с полимерного сырья, известного как прекурсор («то, что было раньше»), который обеспечивает молекулярную основу волокна. Сегодня около 10% производимого углеродного волокна производится из прекурсора на основе вискозы или смолы, но большая часть производится из полиакрилонитрила (ПАН), изготовленного из акрилонитрила, который получают из товарных химических веществ пропилена и аммиака.

По этой причине в данной статье рассказывается о производстве углеродного волокна на основе ПАН.

Упрощенное изображение линии карбонизации.
Иллюстрация | Карл Реке; Исходный материал | Графил Инк.

Преобразование PAN в углеродное волокно является сложной задачей для производителей уже более 30 лет. Кармайкл добавляет, что большая часть инвестиций производителя углеродного волокна тратится на прекурсор, а качество готового волокна напрямую зависит от качества прекурсора. В частности, Ширер отмечает, что внимание к качеству предшественника сводит к минимуму колебания выхода или длины на единицу веса волокна.

Как правило, состав прекурсора начинается с акрилонитрильного мономера, который смешивают в реакторе с пластифицированными акриловыми сомономерами и катализатором, таким как итаконовая кислота, диоксид серы, серная кислота или метилакриловая кислота. Непрерывное перемешивание смешивает ингредиенты, обеспечивает консистенцию и чистоту и инициирует образование свободных радикалов в молекулярной структуре акрилонитрила. Это изменение приводит к полимеризации, химическому процессу, в результате которого образуются полимеры с длинной цепью, из которых можно сформировать акриловые волокна.

Детали полимеризации, такие как температура, атмосфера, конкретные сомономеры и катализатор, являются собственностью компании. По словам Питера Моргана, автора книги «Углеродные волокна и их композиты» (CRC Press, 2005), «в результате полимеризации должно быть достигнуто содержание акрилонитрила не менее 85 % и относительная молекулярная масса 100 000 г/моль с однородным распределением, чтобы наполнить белое ПАН-волокно хорошей механические свойства.” Прекурсор MRC, используемый Grafil, например, обеспечивает содержание акрилонитрила от 94 до 98%.

После промывки и сушки акрилонитрил, теперь уже в виде порошка, растворяют либо в органических растворителях, таких как диметилсульфоксид (ДМСО), диметилацетамид (ДМАЦ) или диметилформамид (ДМФ), либо в водных растворителях, таких как хлорид цинка и родановая соль. Органические растворители помогают избежать загрязнения ионами металлов в следовых количествах, которые могут нарушить термоокислительную стабильность во время обработки и ухудшить характеристики готового волокна при высоких температурах. На этом этапе суспензия порошка и растворителя, или «прекурсор», имеет консистенцию кленового сиропа.Выбор растворителя и степень, в которой можно контролировать вязкость прядильного раствора (с помощью обширной фильтрации), имеют решающее значение для успеха следующего этапа, формирования волокна.

Вращение

Волокна

PAN формируются в процессе, называемом мокрым прядением. Допинг погружают в жидкую коагуляционную ванну и выдавливают через отверстия в фильере из драгоценных металлов. Отверстия фильеры соответствуют желаемому количеству филаментов волокна PAN (например,г., 12 000 отверстий под карбон 12К). Это мокрое прядение, относительно желеобразное и хрупкое, протягивается роликами через промывку для удаления избытка коагулянта, затем высушивается и растягивается для продолжения ориентации полимера ПАН. Здесь внешняя форма нити и внутреннее поперечное сечение определяются степенью проникновения выбранного растворителя и коагулянта в исходное волокно, величиной приложенного натяжения и процентом удлинения нити. Последнее является собственностью каждого производителя, но Морган утверждает, что скорость растяжения может в 12 раз превышать исходную гибкость волокна-предшественника.

Альтернативой мокрому прядению является гибридный процесс, называемый сухим струйным/мокрым прядением, в котором используется вертикальный воздушный зазор между волокном и коагулирующей ванной. Это создает гладкое круглое волокно PAN, которое может улучшить границу раздела волокно/матричная смола в композитных материалах.

Последним этапом формирования волокна-предшественника ПАН является нанесение финишного масла для предотвращения слипания липких нитей. Затем белое ПАН-волокно снова высушивают и наматывают на бобины.

Окисление

Эти бобины загружаются в шпулярник, который подает ПАН-волокно через ряд специализированных печей на наиболее трудоемком этапе производства – окислении. Прежде чем они попадают в первую печь, волокна ПАН укладываются в виде жгута или листа, называемого основой. Температура печи для окисления находится в диапазоне от 392°F до 572°F (от 200°C до 300°C). В ходе этого процесса молекулы кислорода воздуха соединяются с волокнами ПАН в основе, что приводит к сшиванию полимерных цепей. Это увеличивает плотность волокна с ~1,18 г/куб.см до 1,38 г/куб.см.

Чтобы избежать неконтролируемого экзотермии (общая экзотермическая энергия, выделяемая при окислении, оценивается в 2000 кДж/кг, что представляет реальную опасность возгорания), производители печей используют различные конструкции воздушного потока, помогающие рассеивать тепло и контролировать температуру (см. врезку ниже).Мэтт Литцлер, президент C.A. Litzler Co. Inc. (Кливленд, Огайо) отмечает, что «каждый прекурсор имеет свой собственный экзотермический паттерн. Поскольку химический состав отдельного прекурсора фиксирован, управление температурой и потоком воздуха в печи окисления адаптируется к каждому прекурсору и обеспечивает стабилизацию экзотермической реакции».

Время окисления варьируется в зависимости от химического состава прекурсора, но, по оценкам Литцлера, жгут 24K можно окислить со скоростью около 43 футов/13 м в минуту на большой производственной линии с несколькими печами для окисления.Рэнди Строп, генеральный менеджер производителя печей Despatch Industries (Лейквилл, Миннесота), говорит, что обычное время работы составляет от 60 до 120 минут, а также от четырех до шести печей на производственной линии, при этом печи расположены друг над другом, чтобы обеспечить две зоны нагрева, обеспечивающие 11 до 12 проходов волокна на печь. В итоге окисленное (стабилизированное) ПАН-волокно содержит от 50 до 65% молекул углерода, а остальное – смесь водорода, азота и кислорода.

Воздушный поток и скорость воздуха являются ключевыми факторами контроля экзотермии и постоянства температуры в процессе окисления.На этой схеме от Despatch Industries показана запатентованная компанией конструкция параллельного потока от центра к концу. ИСТОЧНИК | Деспэтч Индастриз

Печи нового поколения, печи нацелены на повышение эффективности

В производстве углеродного волокна многое зависит от конструкции печей и печей, осуществляющих пиролиз волокна.

В процессе окисления поток воздуха в печи играет решающую роль в контроле температуры процесса и предотвращении экзотермических реакций. Конструкции воздушного потока могут быть однопотоковыми (параллельными или перпендикулярными буксирному кольцу) или многолучевыми.

По словам Рэнди Стропа, генерального директора подразделения Despatch Industries по производству печей (Лейквилл, Миннесота), производящего углеродное волокно, производители углеродного волокна предъявляют требования к печам для окисления по трем важным параметрам: производительность, масштабируемость и энергоэффективность. Чтобы определить оптимальную уставку печи окисления для конкретных требований производителей углеродного волокна среди своих клиентов, Despatch протестировала свой запатентованный параллельный поток воздуха от центра к концу через температурные градиенты, измеренные 40 различными калиброванными термопарами, расположенными с каждой стороны рабочей зоны печи. Строп отмечает, что эта конструкция обеспечивает более высокие скорости воздуха — до 13,1 фута/сек (4 м/сек) на выходе из сопла — и больший объем воздуха, чем другие конфигурации печи. Эта конфигурация также обеспечивает равномерную температуру ±1°C в среднем по всей ширине жгута. Клиенты сообщают о повышении скорости окисления на 25% в промышленных печах.

Despatch предлагает печи шириной от 1 фута до 11,5 футов (от 0,3 м до 3,5 м), автоматические входные и выходные жалюзи, которые минимизируют потери тепла и сокращают время установки, а также рециркуляцию нагретого воздуха для снижения общего энергопотребления.Предполагаемая экономия энергии по сравнению с традиционными конструкциями печей на противоположных автоматических жалюзи шириной 6,6 футов/2 м с уменьшенным отверстием щели 0,35 дюйма/9 мм составляет 10 кВт/ч.

К.А. Litzler Co. Inc. (Кливленд, Огайо), производитель печей для окисления в течение 30 лет, оснащает свою продукцию несколькими температурными зонами и контролируемым поперечным потоком воздуха, который подает воздух со скоростью 5–9 футов (1,5–2,7 м). в секунду на каждом жгуте, что обеспечивает равномерную обработку волокна-предшественника. Запатентованные торцевые уплотнения решают то, что президент компании Мэтт Литцлер описывает как «простую физику эффекта дымохода, когда холодный воздух входит в нижние прорези продукта, а горячий воздух выходит из верхних прорезей.Это может создать холодные пятна в печи и быть опасным для операторов. Наши торцевые уплотнения делают каждую щель нейтральной, уменьшают количество необходимого отработанного воздуха и эффективно удлиняют полезную печь, устраняя проникновение холодного воздуха».

В дополнение к опытным и серийным печам шириной до 3 м, C.A. Litzler также проектирует и производит натяжные ролики, приводные ролики и натяжные стенды для вытяжки волокна.

Поставщик печей для карбонизации с 1940-х годов, Harper International (Lancaster, N.Y.) начала предлагать полный комплект оборудования для производства углеродного волокна в 1990-х годах, а в 2000 году установка линий на основе PAN «под ключ». Роберт Блэкмон, вице-президент отдела технологических систем, отмечает, что новейшее поколение более широких эффективным, производя больший объем углеродного волокна с меньшим потреблением энергии на фунт волокна. Harper предлагает печи шириной до 13 футов/4 м и длиной более 46 футов/14 м с высокоэффективной изоляцией.

Особое внимание уделяется входной и выходной продувочным камерам.Блэкмон объясняет, что каждая молекула кислорода, попадающая в систему, разрушает не только волокно, но и графитовую огнеупорную поверхность печи. «Наша система продувки значительно снижает иммиграцию кислорода, что может увеличить выход и качество продукции, а также срок службы оборудования». Для повышения энергоэффективности и снижения производственных затрат компания Harper разработала рекуперативную систему рекуперации термического отходящего тепла окисления. Блэкмон признает, что такой оптимизированный контроль окружающей среды связан с затратами, но он считает, что «извлекаемая энергия обычно хорошо оправдывает затраты.

«Печи Harper контролируются атмосферой с помощью инертных газов, таких как азот или аргон, и могут работать в диапазоне температур от 572 ° F до 5 432 ° F [от 300 ° C до 3000 ° C] для углеродного волокна с низким и сверхвысоким модулем, — заявляет Джон Имхофф, менеджер по маркетингу и развитию бизнеса. Harper также предлагает системы отделки поверхности и проклейки для различных химических составов электролитических и матричных смол.

Карбонизация

Карбонизация происходит в инертной (бескислородной) атмосфере внутри ряда специально разработанных печей, которые постепенно повышают температуру обработки.На входе и выходе из каждой печи продувочные камеры предотвращают проникновение кислорода, поскольку каждая молекула кислорода, проходящая через печь, удаляет часть волокна, объясняет Роберт Блэкмон, вице-президент отдела технологических систем. на источнике печи Harper International (Ланкастер, Нью-Йорк). Это предотвращает потерю углерода, образующегося при таких высоких температурах. В отсутствие кислорода только неуглеродные молекулы, включая элементы цианистого водорода и другие летучие органические соединения (образующиеся во время стабилизации при уровнях концентрации от 40 до 80 частей на миллион) и твердые частицы (например, локальное скопление остатков волокон), удаляются и выпускаются из печи для последующая обработка в мусоросжигательном заводе с контролем окружающей среды.В Grafil карбонизация начинается в низкотемпературной печи, в которой волокно подвергается температуре 1292-1472°F (700-800°C), и заканчивается в высокотемпературной печи при 2192-2732°F (1200-1500°C). Натяжение волокна должно продолжаться на протяжении всего производственного процесса. В конечном счете, кристаллизацию молекул углерода можно оптимизировать для получения готового волокна, состоящего более чем на 90 процентов из углерода. Хотя термины «углерод» и «графит» часто используются взаимозаменяемо, первый обозначает волокна, обугленные при температуре около 1315°C/2400°F и содержащие от 93 до 95% углерода. Последние графитируются при 1900-2480°С (3450-4500°F) и содержат более 99% элементарного углерода.

Количество печей определяется желаемым модулем упругости углеродного волокна; часть относительно высокой стоимости высокомодульного и сверхвысокомодульного углеродного волокна связана с длительностью выдержки и температурами, которые должны быть достигнуты в высокотемпературной печи. В то время как время выдержки является запатентованным и различается для каждого сорта углеродного волокна, время выдержки окисления измеряется в часах, но карбонизация на порядок короче и измеряется в минутах.По мере карбонизации волокно теряет вес и объем, сокращается на 5–10 % по длине и сужается в диаметре. На самом деле, продемонстрированное отношение химии конверсии предшественника ПАН к углеродному волокну ПАН составляет около 2: 1 с изменяемостью менее 2%, то есть из процесса выходит значительно меньше материала, чем входит в него.

Обработка поверхности и проклейка

Обработка поверхности и проклейка увеличивают общую площадь поверхности и пористость волокна, а также изменяют его поверхностную энергию для улучшения адгезии между волокном и полимерной матрицей в композите. ИСТОЧНИК | Графил Инк.

Следующий шаг имеет решающее значение для характеристик волокна и, не считая прекурсора, он больше всего отличает продукт одного поставщика от продукта его конкурентов. Адгезия между матричной смолой и углеродным волокном имеет решающее значение в армированном композите; при изготовлении углеродного волокна выполняется обработка поверхности для усиления этой адгезии. Производители используют разные методы обработки, но общий метод заключается в протягивании волокна через электрохимическую или электролитическую ванну, содержащую растворы, такие как гипохлорит натрия или азотная кислота.Эти материалы травят или делают поверхность каждой нити шероховатой, что увеличивает площадь поверхности, доступную для межфазного соединения волокна/матрицы, и добавляет реактивные химические группы, такие как карбоновые кислоты.

Затем наносится фирменное покрытие, называемое проклейкой. Проклейка в количестве от 0,5 до 5% от веса углеродного волокна защищает углеродное волокно во время обработки и обработки (например, ткачества) в промежуточные формы, такие как сухая ткань и препрег. Проклейка также удерживает нити вместе в отдельных жгутах, чтобы уменьшить распушение, улучшить технологичность и увеличить прочность на сдвиг на границе раздела между волокном и матричной смолой.Производители углеродного волокна все чаще используют проклейку, соответствующую конечному использованию клиента (см. врезку ниже и «Достижения в проклейке и обработке поверхности углеродных волокон»). В Grafil, добавляет Кармайкл, «мы можем настроить обработку поверхности и размеры в соответствии с характеристиками смолы конкретного клиента, а также с конкретными свойствами, желаемыми для композита».

По словам Энди Бринка, соучредителя бывшей компании Hydrosize Technologies (Роли, Северная Каролина), ныне являющейся частью Michelman (Цинциннати, Огайо), в которой он работает менеджером по развитию бизнеса, «полимерные пленкообразователи, изготовленные путем диспергирования взвешенных в воде частиц, обеспечивают стабильный химический состав, создающий хорошее покрытие при высыхании. Скорость большинства линий по производству углеродного волокна позволяет наносить достаточно однородную проклейку, сводя к минимуму комки заполнителя или оголенные участки».

Когда проклейка высохнет, долгий процесс завершен. Grafil (как и другие поставщики) отделяет отдельные жгуты от основы и наматывает их на бобины для отправки клиентам, включая препреггеров и ткачей.

Если история отрасли служит предвестником ее будущего, то огромное количество оборудования и производственная смекалка, необходимые для успешного преобразования белого ПАН-волокна в черное углеродное волокно, предполагает, что производство этого передового материала — дело не для слабонервных или слабонервных. неопытный.Тридцать лет усовершенствования обработки привели к совершенствованию технологий и способности преобразовывать превосходные характеристики и универсальность применения с помощью волокон в передовые композиты. То, что было сделано раньше как в технологическом, так и в экономическом плане, готовит почву для потенциального роста спроса, который знаменует собой будущее.

Тенденции в производстве углеродного волокна

Технологические изменения сделали углеродное волокно доступным и более практичным для использования OEM-производителями на самых разных рынках и в различных областях.Поставщики замасливателей и те, кто строит печи и топки, в которых осуществляется пиролиз, недавно рассказали о некоторых наиболее значительных разработках для HPC.

Размеры для многих матриц

Поскольку исторически большая часть углеродного волокна использовалась с эпоксидными матрицами, проклейка преимущественно производится на основе эпоксидной смолы и имеет низкую молекулярную массу, что способствует гибкости и растекаемости волокна. Тем не менее, ведутся исследования по созданию проклейки с химическим составом, подходящим для различных матричных смол, которые в настоящее время пользуются спросом для конечных применений.

Компания

Hydrosize Technologies (Роли, Северная Каролина, которую в июне приобрела Мишельман из Цинциннати, штат Огайо) предлагает на коммерческой основе 17 размеров углеродного волокна, хотя менеджер по развитию бизнеса Энди Бринк указывает, что компания может создавать размеры для нескольких комбинаций волокна/матрицы, а также для различных композитов. производственные процессы. Он говорит, что почти все проклейки компании не содержат растворителей и опасных загрязнителей воздуха. Одним из примеров является Hydrosize U601, высокомолекулярная уретановая проклейка, которая, как сообщается, улучшает как смачивание волокна уретановыми смолами, так и смазывающую способность (уменьшает трение при обращении) с экологически безопасным составом.

В научно-исследовательском центре Adherent Technologies в Альбукерке, штат Нью-Мексико, Рональд Оллред, президент, занимается научным анализом проблем взаимодействия волокна и матрицы в течение 35 лет. Сообщается, что он открыл реактивную химию, которая воздействует на молекулы углерода в волокне, чтобы улучшить межфазную связь между волокном и матрицей. «В настоящее время мы используем этот химический состав для улучшения межфазной адгезии углеродного волокна/винилового эфира и углеродного волокна/бисмалеимида для ВМС США, в том числе в композитных компонентах двигателя для F-35 Joint Strike Fighter. Он отмечает, что до использования винилэфирной проклейки Adherent «военно-морской флот видел только 50 процентов желаемых теоретических свойств из-за плохой передачи сдвига на границе раздела. Точно так же высокотемпературные композиты могут страдать от плохой окислительной стабильности, если состав замасливателя не соответствует требованиям к свойствам матричной смолы».

Неодим – информация об элементе, свойства и использование

Стенограмма:

Химия в ее стихии: неодим

(Промо)

Вы слушаете Химию в ее стихии, представленную вам Chemistry World , журналом Королевского химического общества.

(Конец акции)

Крис Смит

Привет, на этой неделе два по цене одного. Вот Андреа Селла.

Андреа Селла

Будучи аспирантом, я изолировал образцы ЯМР под вакуумом. Когда стекло нагревалось факелом, пламя вспыхивало яростным оранжевым свечением натрия, скрытого в пирексе. Это было все стеклодувное дело, которое я мог делать. Что-нибудь более серьезное требовало спуска на первый этаж, чтобы увидеть нашего волшебника-стеклодува Джеффри Уилкинсона, милого мошенника из Черной Страны с заразительным смехом и острым, как бритва, умом.

Однажды, когда он стоял у станка, а перед ним бушевал оранжевый ад, я спросил его про очки, которые он носил. «Дидимиум», — загадочно ответил он, а затем, заметив мой пустой взгляд, добавил: «Выключает свет. Попробуйте их». Он передал мне свои очки, линзы странного зелено-серого цвета. Я надел их, и внезапно пламя исчезло. Все, что я мог видеть, — это раскаленный кусок вращающегося стекла, не заслоненный ярким светом. Я таращился от изумления, пока Джефф не снял очки с моего лица, сказав: «Отдай их, дурак», и вернулся к своей работе.

Didymium — это имя, которое в наши дни нечасто встречается в учебниках. Это название пары элементов, которые лежат рядом друг с другом в ряду лантанидов или редкоземельных элементов — то, что раньше было Диким Западом периодической таблицы. Четырнадцать элементов, из которых состоит серия, примечательны своим сходством. Нигде больше не найти группы элементов, которые так похожи друг на друга по своим химическим свойствам. Следовательно, эти элементы оказалось невероятно трудно отделить друг от друга и очистить.И что еще хуже, в отличие от других металлов, цвета соединений редкоземельных металлов были бледными и мало менялись от одного соединения к другому, что еще больше усложняло определение чистоты вашего материала. Среди множества заявлений об открытии новых элементов был доклад шведского химика Карла Густава Мосандера в 1839 году о предполагаемом элементе, который он назвал «дидимий» — по греческому слову «близнец».

Изобретение Густовым Кирхгофом и Робертом Бунзеном (ага, горелкой Бунзена) спектроскопии вступило в свои права. Вскоре выяснилось, что спектр редкоземельных элементов очень характерен, с резкими линиями, подобными газовой фазе, как в твердом, так и в растворенном состоянии. Наконец появилось средство установления чистоты.

Бунзен, который к 1870-м годам был ведущим мировым авторитетом в области спектроскопии редкоземельных элементов, поставил этот элемент в качестве задачи для одного из своих учеников Карла Ауэра, который начал проводить сотни фракционных кристаллизаций, необходимых для его получения. чистый. К 1885 году стало ясно, что у Ауэра на руках не один, а два элемента: голубовато-сиреневый, который он назвал «неодим», новый близнец, и зеленый, который он назвал «празеодимом» — зеленый двойник, каждый со своим собственным спектром. которые в сумме были такими же, как и у материала Мосандера.Бунзен был в восторге и сразу же одобрил работу своего ученика.

Но только в 1940-х годах были разработаны быстрые и эффективные методы разделения лантаноидов. Вместо серии мучительно утомительных кристаллизаций американские химики во главе с Фрэнком Спеддингом описали методы ионного обмена, а затем в течение нескольких лет экстракция растворителем стала преобладающей и производила килограммовые количества этих элементов. Внезапно коммерческие приложения стали реальной перспективой.

Поскольку сами ионы имеют неспаренные электроны, их магнитные свойства оказались привлекательными для ученых и прибыльными для предпринимателей. Сплав неодима, железа и бора, обнаруженный в 1980-х годах, является ферромагнитным, что дает постоянные магниты в 1000 раз сильнее, чем когда-либо ранее. Борадные магниты с ионами неодима нашли свое применение не только в почти миллиардах электродвигателей и электронных устройств по всему миру, но и в замечательных игрушках для детей.

С другой стороны, острые спектральные линии, которые с тех пор так восхищали Бунзена и поколения спектроскопистов, подразумевают очень точные электронные состояния. Внедрение неодима в синтетические драгоценные камни, такие как гранат, привело к созданию лазера Neodymium:YAG, рабочей лошадки промышленных инструментов лазерной резки с его яркими инфракрасными линиями. Ваш персонализированный iPod, вероятно, был выгравирован с помощью YAG. В сочетании с кристаллом, удваивающим частоту, YAG дает нам ярко-зеленую лазерную указку, чем любят хвастаться некоторые лекторы.

Но нестандартное мышление в 1940-х годах химиков из Corning Glassworks в США привело к изобретению, которое навсегда изменило стеклодувное дело. Кто-то заметил, что и у празеодима, и у неодима есть линии поглощения, почти точно соответствующие раздражающе яркой оранжевой линии натрия. Компания Corning начала производить «дидимиевое стекло», которое действует как оптический режекторный фильтр, отсекая блики, и эффект остается для меня таким же поразительным, как и в первый раз, когда я его увидел. Когда несколько лет назад один из наших стеклодувов здесь, в UCL, вышел на пенсию, он позвонил мне в свой последний день.— У меня есть кое-что для тебя, — загадочно сказал он. Я спустился в подвал и пожал ему руку, чтобы пожелать ему всего наилучшего. А затем, к моему удовольствию, он вручил мне свои очки. «Дидимиум, — сказал он, — тебе это понадобится».

Крис Смит

Андреа Селла с историей о дидиме, двух элементах в одном. И Андреа вернется на следующей неделе со вкусом металла, который тает во рту и, возможно, также в ваших руках.

Андреа Селла

Но я уверен, что вы действительно хотите знать, если это действительно элемент M & M, каков он на вкус? Я знал, что ты спросишь.Итак, пару дней назад я быстро лизнул, и ответ заключается в том, что, если честно, на самом деле это не очень вкусно. Слабо вяжущий и металлический привкус, который сохраняется на языке в течение нескольких часов. И когда он расплавится, извините, я оставлю этот эксперимент для кого-то более бесстрашного, чем я. Химия в своей стихии, это, конечно, при условии, что его выходки, поедающие стихию, не отравили его за это время.Я Крис Смит, спасибо за внимание и до свидания.

(Акция)

(Конец акции)

НАСА – формование вращением

Инженеры НАСА стремятся придать новый «штрих» производству аэрокосмических компонентов в надежде сделать их легче, прочнее и дешевле.

Джон Вагнер и Марсия Домак, оба из Отделения передовых материалов и обработки Исследовательского центра НАСА в Лэнгли в Хэмптоне, штат Вирджиния., потратили последние несколько лет на получение финансирования для работы с бостонским производителем металла Spincraft, чтобы использовать инновационную производственную технологию, называемую формованием методом вращения, для создания модели передней переборки корпуса высокого давления (FPVBH) модуля экипажа типа Orion. Они также сотрудничали с исследователями сборочного цеха Lockheed Martin Michoud (MAF) для подготовки материала и определения конструкции FPVBH.

Инновационная технология производства представляет собой процесс формовки, при котором металлический диск вращается с регулируемой скоростью на машине, похожей на токарный станок.Домак также описал это как запись на проигрывателе, когда игла нажимается вниз.

Что делает его уникальным, так это то, что процесс формования вращения может создать сложную форму модуля экипажа из одного куска металла. Обычная сборка потребовала бы сварки нескольких кусков материала в форме капсулы.

«Процесс формования вращением приводит к меньшему количеству сварных швов, что снижает вероятность дефектов, что делает капсулу более безопасной для космонавтов», — сказал Вагнер.

Этот производственный процесс также считается «более экологичным», поскольку он производит меньше отходов.

Вагнер сказал, что при строительстве внешнего бака весом 60 000 фунтов (27 216 кг) для шаттла производители начали с 600 000 фунтов (272 155 кг) материала. Приблизительно 90 процентов материала подвергается механической обработке. Текущий производственный план Orion также требует много механической обработки.

Процесс формования вращением считается близким к «чистой форме», что означает, что начальное производство предмета очень близко к окончательной форме. Вагнер считает, что эта технология производства может понравиться НАСА и коммерческим аэрокосмическим компаниям, поскольку они ищут лучшие способы создания космических кораблей.