jueves, 3 de octubre de 2013

TEORIA SOBRE IDENTIFICACION DE LAS FIBRAS EXTIES




Introducción a los Procesos Textiles- Básico de Fibras Textiles Identificación de las Fibras Textiles
 
IDENTIFICACIÓN DE LAS FIBRAS TEXTILES





INTRODUCCIÓN
  
La identificación de fibras aunque es un procedimiento sencillo, puede llegar a ser un problema bastante complejo, todo depende de aspectos tales como:
• Las características de la muestra.
• La experiencia del analista
• El equipo disponible

Las muestras a analizar pueden ser fibras sueltas (floca), hilos o telas, pueden ser fibras puras o mezcladas, pueden ser hilos hechos de una o varias fibras y pueden ser telas hechas con los más diversos hilos y fibras, además que hay algunos tejidos que difícilmente se pueden destejer.

El análisis puede ser cualitativo o cuantitativo.

Análisis cualitativo:

Cuando se trata de averiguar que tipos de fibras conforman una muestra. Por ejemplo, Poliéster / Algodón.

Análisis cuantitativo

Cuando además de hallar el tipo de fibra hay que averiguar en que porcentaje esta presente en la muestra. Por ejemplo, 50% Poliéster / 50% Algodón.

Aquí es muy importante la preparación previa de la muestra:

Se debe ambientar bajo condiciones de laboratorio, ya que hay que hacer un pesaje inicial de la muestra.

Si es una muestra de tela, esta se debe destejer hasta separar los hilos, si es tejido plano se separan la urdimbre y la trama.

A los hilos se les deshace la torsión hasta separar las fibras.

Si la muestra esta teñida, lo más recomendable es hacer una decoloración previa.

Normalmente el problema de la identificación de las fibras de una muestra dada va acompañada de otros análisis, tales como las características del tejido y de los hilos que lo conforman y de los colorantes y acabados aplicados.

Hacer un análisis de identificación de fibras puede tener varios propósitos:
• Verificar la presencia de una o varias fibras en una determinada muestra o Verificar el porcentaje de fibra presente en una mezcla dada. Este análisis
 
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es necesario hacerlo para controlar ciertos procesos donde se elaboran simultáneamente diferentes tipos de fibras, con el fin de prevenir o detectar revolturas o para controlar el porcentaje exacto de fibra en las mezclas trabajadas. También se usa durante la recepción de materias primas para verificar que el tipo de fibras, hilos o telas de un pedido correspondan al tipo y porcentaje de fibra especificado en el mismo.
• Identificar las fibras textiles presentes en una muestra con el fin de hacer una reproducción exacta de ella.

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MÉTODOS DE IDENTIFICACIÓN DE LAS FIBRAS TEXTILES
  
Para la identificación de las fibras disponemos normalmente de los siguientes métodos:
 
Método 1. Inspección visual de la muestra

Método 2. Prueba de combustión

Método 3. Microscopia

Método 4. Prueba de solubilidad

Método 5. Prueba de manchado

Método 6. Punto de fusión

Método 1. Inspección visual de la muestra




Se observan aspectos tales como:
Presentación de la muestra
Presencia o no de impurezas
La longitud de fibra
El lustre
El color
Cuerpo, textura
Tacto suave o duro, liso o áspero, caliente o frío, rígido o flexible
Aquí es muy importante la experiencia del analista y su evaluación solo debe ser tomada como punto de partida para recurrir a otros métodos. Sería muy riesgoso emitir un juicio solamente a partir de una apreciación visual a no ser de que sea muy evidente la identidad de la fibra como por ejemplo un capullo de algodón o uno de seda.
 
Método 2. Prueba de combustión




Ayuda a identificar la composición química y por lo tanto el grupo genérico al cual pertenece la fibra. Por ejemplo, se distinguen fácilmente las fibras celulósicas y las proteínicas.


En esta prueba se observan aspectos como la forma de arder, el color de la llama, del humo y de la ceniza, y se observa el olor que se desprende cuando arden.

Todas estas observaciones se comparan con los datos que aparecen en el cuadro adjunto, para así ubicarnos más o menos de que tipo de fibras se pueden tratar.
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Este método no es práctico cuando se trata de identificar muestras con mezcla de fibras.
 
Método 3. Microscopia




Se trata de observar a través del microscopio el corte transversal y longitudinal de la fibra a estudiar, para comparar luego con las fotografías que generalmente están disponibles en cuadros, folletos o libros.


Este método es muy práctico para identificar las fibras naturales, ya que estas tienen una sección transversal y longitudinal particulares, en cambio las fibras artificiales son muy parecidas en este aspecto.

También es útil este método para detectar las presencia de diferentes tipos de fibras en una muestra, o sea, para determinar si la muestra es de un solo tipo de fibra o si contiene mezclas.
 
Método 4. Prueba de solubilidad




Este es quizás el método más preciso para identificar las fibras textiles, pero es necesario disponer de los reactivos químicos indicados, con el consiguiente riesgo que implica manipular estos productos.


Consiste en tratar paulatinamente pedacitos de la muestra con reactivos químicos, siguiendo un orden establecido de acuerdo a la solubilidad e insolubilidad de la fibra en cada uno de los reactivos que se van usando sistemáticamente de acuerdo a una tabla preestablecida.
 
Método 5. Prueba de manchado




Varios productores de colorantes fabrican tintas especiales para la identificación de fibras, los cuales tiene la propiedad de manchar o tintorear con un color diferente a cada tipo de fibra.


El procedimiento es práctico y sencillo cuando la muestra contiene un solo tipo de fibra y que además no ha sido teñida aún o que se les haya removido previamente el colorante.

El procedimiento de identificación con este método se dificulta cuando en la muestra hay presencia de varias fibras y más aún si están coloreadas.
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Ejemplo:
  
El Stain 4 de Du Pont mancha las fibras con los siguientes colores :
• Poliéster - Amarillo Rojizo
• Lana - Café
• Nylón - Cobrizo
• Algodón - Verde
• Viscosa - Azul
• Acrílico - Amarillo
 
Método 6. Punto de fusión


Se trata de observar en un dispositivo dotado de termómetro y visor apropiado, la temperatura a la cual se funden o se reblandecen ciertas fibras sensibles al calor (fibras termoplásticas). Tipo de fibra

Punto de fusión en °C

Punto de reblandecimiento en °C

Fibras Naturales y Rayón

No funden ni reblandecen

Acetato

230

184

Acrílico

No definido

204-254

Nylón 6

212

171

Nylón 6.6

250

229

Olefina

135

127

Poliester Pet

249

238

Spandex

230

175




No es muy utilizado, pero cuando se dispone de un Medidor de Punto de Fusión, es más fácil precisar el análisis de identificación en casos donde se manejan solamente fibras sintéticas. Por ejemplo, por este método se diferencia fácilmente entre Nylon 6 y Nylon 6.6.
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Otros métodos
  
Generalmente es suficiente con estos 6 métodos para hacer la identificación de rutina, pero hay otros métodos disponibles, más laboriosos o que requieren equipos costosos y escasos, entre los cuales podemos mencionar:

• Índice de refracción

• Cromatografía gaseosa

• Espectro infrarrojo

También se puede recurrir al análisis de ciertas propiedades tales como resistencia, elongación, absorción de humedad, densidad, entre otras, para asegurar aún más el proceso de identificación de las fibras.
BIBLIOGRAFÍA
 
 
AGRAZ, Abrahan A. Cabras Productoras de Pelo de Vellón Finos, Editorial Limusa, 1983.

AUGE R. Tintorería 2, Editions de I’ Artisanat Moderne, París (Francia)

CORNEJO ARZATE Jose Joaquín. El Avance Tecnológico de la Texturización, México 1992.

COSTA Mirko Raimondo. Las fibras Textiles y su Tintura, Química Textil vol. II, Lima 1990

ERHARDT Theodor; Adolfo Blumcke; Walter Burger; Max Marklin; Gottfried Quinzler. Tecnología Textil Básica 1, Editorial Trillas, Primera Edición en Español 1980.

GACEN GUILLÉN Joaquín y Maillo Garrido Josefina. Fibras Químicas de Celulosa Regenerada, Editorial Terrassa 1987.
____________________________________________________________ SENA, Colombia, Centro Nacional Textil, 2003 6Introducción a los Procesos Textiles- Básico de Fibras Textiles Identificación de las Fibras Textiles



GACEN GUILLÉN Joaquín y Maillo Garrido Josefina: Algodón y Celulosa, Editorial Terrassa 1987.


GACEN GUILLÉN Joaquín. Aspectos de las Fibras Químicas, 3ra Edición Ampliada.

GACEN GUILLÉN Joaquín. Fibras Acrílicas, Editorial Terrassa 1987, Segunda Edición

GACEN GUILLÉN Joaquín. Fibras de Poliamida, Editorial Terrassa 1986.

GACEN GUILLÉN Joaquín. Fibras de Poliéster, Editorial Terrassa 1991, Segunda Edición Ampliada.

HOLLEN Norma y Jane Saddler. Introducción a los Textiles, Editorial Limusa (Grupo Noriega Editores),1987.

JOAN VICTORI COMPANYS. Tisaje 2 (Métodos de Trabajo en el Proceso de Tejer), Editorial Terrassa, Bercelona.

ROCAFORT Mari, Guía del Criador de Gusano de Seda, Editorial de Vecchi S.A 1988.

SÁNCHEZ Potes, Alberto. Manual para Educación Agropecuaria, "Cultivos de Fibras", 2da Edición.

SINTES I. Ruis. Aprestos y Acabados de los Géneros de Punto, Bosch Casa Editorial.
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COMO COMPLEMENTO ANEXO UNA TEORIA EXTRAIDA DEL MODUL TRES DEL TRATADO DE FIBRAS TEXTILES CREADO POR EL PROFESOR JOAQUIN GALEANO DEL CENTRO TEXTIL DEL SENA DE IBAGUE UN POCO MAS SIMPLIFICADO



 

 

3.1   FIBRAS REGENERADAS

Tema que será consultado y expuesto por el grupo 6.

 

 

3.2   FIBRAS MODIFICADAS

Tema que será consultado y expuesto por el grupo 7.

 

*   Identificación de Fibras

Introducción

En el campo textil, en la actualidad, nos encontramos una gran variedad de fibras incluyendo desde las naturales, pasando por las regeneradas y llegando a las sintéticas constituidas de polímeros fundamentales, tradicionales y polímeros más nuevos o modificados.  Se hace necesario, por lo tanto, tener métodos apropiados establecidos para la identificación cualitativa de fibras ya sea que se encuentren en forma individual o en mezclas.

 

El avance tecnológico ha hecho posible establecer varios métodos para la identificación, basados en los siguientes principios:

 

* Combustión
* Punto de Fusión
* Microscopía
* Cromatografía gaseosa
* Solubilidad
* Espectografía Infrarroja
* Manchado
* Flotabilidad

 

La selección de un procedimiento de identificación  dependerá de la naturaleza de la muestra, de la experiencia del analista y de las facilidades disponibles para el análisis.

 

A menudo puede haber solamente un tipo de fibra y basándose en experiencia con fibras similares, el analista puede saber que fibra tiene y luego confirmarlo con una prueba de manchado apropiada.  En otras ocasiones se requiere otros procedimientos.  Un procedimiento muy empleado para problemas difíciles en investigación es el siguiente:

*   Inspección preliminar del material textil.

*   Exámen microscópico de la muestra.

*   Prueba de la solubilidad.

*   Pruebas confirmatorias.

 

Inspección Preliminar

Se hace con el objetivo de obtener información de características distintivas.  Nos puede indicar lo siguiente:

*   La presencia de resinas u otras materias extrañas en el material.

*   El número de clases de fibras diferentes presentes en el material.

*   La exclusión de ciertas fibras como posibles componentes del material.

*   El método de identificación más apropiado para el caso.

 

En esta inspección preliminar se puede emplear la prueba de combustión.

 

Exámen Microscópico

Se examina el material textil en una amplificación baja (50 a 60 aumentos).  Los resultados de esta prueba se emplean para verificar o modificar las conclusiones obtenidas durante la prueba preliminar.

Pruebas de Solubilidad

Es esta etapa de la identificación se pueden conocer una o varias fibras presentes.  Valiéndonos de su propiedad de disolución en determinados productos químicos.

 

Pruebas Confirmatorias

Como su nombre lo indica nos va a verificar, en forma definitiva, el tipo de fibra presente.  Entre estas tenemos las de manchado, gravedad específica, punto de fusión, recuperación de humedad (regain) del material, índice de refracción, espectros infrarrojos, decoloración por calor y propiedades mecánicas.

 

 

3.3   IDENTIFICACIÓN POR COMBUSTIÓN

 

Reacción de las Fibras al Calor y a la Llama

Llevando un espécimen de la fibra lentamente hacia una llama, podemos observar su reacción frente al calor.  Luego llevamos el espécimen directamente hacia la llama para determinar sus características de combustión.  Retirando el espécimen de la llama, percibimos su olor al quemar, el cual se puede comparar con el olor de las fibras conocidas.  Dejando enfriar el espécimen podemos observar a simple vista o con la ayuda de un microscopio, sus residuos y cenizas.  Podemos realizar esta prueba con manojos de fibras, con pequeñas porciones de hilo o de tela cuando lo analizado solamente contiene un tipo de fibra.

 

En el caso de mezclas se debe tomar fibras individuales.  Al quemar un espécimen se debe tener cuidado de no quemarse los dedos y de inhalar mucho humo, es peligroso.

 

Cada tipo de fibra tiene un comportamiento característico frente al calor o la llama, dejando además su ceniza propia.  A la luz de la previa experiencia esta prueba es muy útil en la identificación textil.

 

Algunos Olores Característicos de las Fibras al Quemar

 

Olor
Fibra
1.  Pelo quemado
De base de proteína animal (lana, seda).
2.  Papel quemado
De base celulósica (algodón).
3.  Acido
Rayón viscosa.
4.  Parafina
Oleafinas, polietileno.
5.  Amida (apio)
Nylon 6, Nylon 6.6
6.  Asfalto
Polipropileno.

 

 

Comportamiento de las Fibra al Quemar

*   Primer Grupo:

Las fibras siguen quemando al retirarlas de la llama, con olor a papel quemado, cenizas finas y grises:  fibras de celulosa y celulosa regeneradas.

 

*   Segundo Grupo:

Se apagan las fibras al retirarlas de la llama.  Queman con dificultad.  Se contraen al contacto con la llama y dejan residuos como perlas o borlas carbonizadas.  Fibras sintéticas generalmente.

 

*   Tercer Grupo:

No funden no carbonizan y al enfriarse vuelven a su forma original:  asbestos.

 

3.4   IDENTIFICACIÓN MICROSCÓPICA

 

Exámen Microscópico de la Muestra

Se deben examinar cortes transversales y vistas longitudinales de las fibras en un microscopio capaz de darnos   mucho aumento y luego comparar con microfotografías de fibras conocidas para así darnos cuenta precisa del tipo de fibra a identificar.

 

El exámen de las fibras al microscopio es un método de identificación positivo de las principales fibras naturales.  Las apariencia de las fibras hechas por el hombre puede variar radicalmente debido a cambios en el proceso de manufactura.  Este análisis puede resultar un poco limitado si el analista no conoce a fondo las posibles variaciones para una fibra en particular.  Dado el caso que suceda lo anterior, el analista puede tomar la información microscópica como una prueba preliminar y seleccionar las fibras en grupos para subsiguientes pruebas.

 

El procedimiento para montar y examinar los especímenes se encuentra descrito en los métodos de pruebas de la ASTM D276 – 60T).

 

Según la vista microscópica se pueden obtener los siguientes grupos:

 

I.              Acetato, nitrilo, rayón.

II.            Acrílica, nylon, olefina, poliéster, rayón, sarán.

III.           Acrílica, modacrílica, Spandex.

IV.          Acrílica.

V.           Modacrílica.

VI.          Nylon, poliéster.

VII.         Spandex.

VIII.       Algodón.

IX.          Lino.

X.           Seda.

XI.          Lana

 

 

Características de los Grupos

Grupo I.
Longitudinalmente:
Estriaciones bien definidas, sin marcas transversales.
 
Sección Transversal:
Forma irregular con estriaciones.  Entrantes y salientes.
Grupo II.
Longitudinalmente:
Superficie lisa como una varilla y bien contorneada.
 
Transversalmente:
Redonda o casi redonda.  En forma de habichuela inclusive.
Grupo III.
Longitudinalmente:
Amplia y a menudo con estriaciones difusas.  Sin marcas transversales.
 
Transversalmente:
En forma de hueso de perro.
Grupo IV.
Longitudinalmente:
Estriada, sin marcas transversales.
 
Transversalmente:
Irregular, como un hongo o bellota.
Grupo V.
Longitudinalmente:
Estriaciones, sin marcas longitudinales.
 
Transversalmente:
Irregular, en forma de lombriz o gusano;  o en forma de cinta o banda.
Grupo VI.
Longitudinalmente:
Amplia, algunas veces con estriaciones difusas, sin marcas transversales.
 
Transversalmente:
Trilobal.
Grupo VII.
Longitudinalmente:
Oscura, muy grande.  Sin marcas transversales.
 
Transversalmente:
En forma irregular.  De tamaño muy grande.
Grupo VIII.
Longitudinalmente:
Como una cinta o banda.  Convoluciones que cambian de dirección.  Estriaciones no significativas.
 
Transversalmente:
Forma tubular, tubos plegados o doblados de tamaños diferentes.
Grupo IX.
Longitudinalmente:
Como el bambú.  Marcas transversales pronunciadas.  Estriaciones NO significativas.
 
Transversalmente:
Forma tubular con tubos generalmente doblados muy irregulares en forma y tamaño.
Grupo X.
Longitudinalmente:
Superficie lisa y contorneada.  Estriaciones no significativas.
 
Transversalmente:
La mayoría triangulares con los puntos de los triángulos redondeados.  Irregular en tamaño y, forma.
Grupo XI.
Longitudinalmente:
Superficie rugosa.  Marcas transversales debido a las escamas.  Con medulación en la fibras.  Más bastas.
 
Transversalmente:
Redondeadas o casi redondeadas.

 

Una vez que la fibra a identificar está ya incluída dentro de uno de los grupos anteriores, se debe aplicar el siguiente procedimiento por solubilidad para así determinar qué fibra es en particular.

 

 

En el Grupo I:  Las fibras de acetato son solubles en ácido acético glacial a 100ºF, no así el rayón ni el nitrilo.  Las fibras de rayón son solubles en ácido clorhídrico concentrado (37 – 38%) a 75ºF pero los de nitrilo no son solubles.

 

En el Grupo II:  Las fibras de nylon son solubles en HCl (ácido clorhídrico) al 20% (densidad = 1.096)  a 75ºF.  No son solubles ni acrílicas, rayón, olefinas, poliéster, ni sarán.  El rayón es soluble en HCl concentrado (37 – 38%) a 75ºF.  No son solubles las acrílicas, ni poliéster, ni olefinas, ni sarán.

 

El sarán es soluble en 1.4 dioxane a 200ºF pero no las acrílicas, ni olefinas, ni poliéster.  Las olefinas son solubles en meta-xileno a ebullición, pero, no las acrílicas ni poliestéricas.

 

 

En el Grupo III:  Las acrílicas son solubles en tiocianato de amonio al 70%,. A ebullición;  no así las modacrílicas ni el spandex.  Las modacrílicas son solubles en butiralactona a 75ºF.  El Spandex no es soluble.

 

 

En el Grupo VI:  El nylon es soluble en HCl al 20% (densidad = 1.096) a 75ºF.  No lo es el poliéster.

 

 

3.5    IDENTIFICACIÓN POR SOLUBILIDAD

En esta etapa del proceso de identificación, ya pueden haber sido identificadas una o más de las fibras bajo prueba.  La identificación hecha hasta el presente puede ser entonces verificada determinando si el material textil se disuelve o no se disuelve en un líquido seleccionado.  Estos líquidos están dados en la Tabla A., se debe tener cuidado porque la mayoría son ácidos fuertes concentrados y son muy peligrosos, tanto por su grado caústico como por sus vapores.

 

Si la composición del material textil aun no se conoce, se deben sumergir fracciones de la muestra en los líquidos, descritos en la Tabla y en la secuencia numérica allí detallada para una identificación positiva.  La concentración y la temperatura de los líquidos deben ser las indicadas en la tabla.  Se debe disponer de buena iluminación para poder observar bien.

 

Estas pruebas de solubilidad se emplean frecuentemente para distinguir entre fibras diferentes pertenecientes a una misma clase como el de acetato y triacetato, nylon 6 y nylon 6.6, etc.

 

La prueba se realiza colocando un espécimen sobre uno y luego sobre el otro de los líquidos siguiendo el orden estricto.  La relación de peso del líquido al espécimen debe ser mínimo de 100 a 1.  En cada líquido el espécimen es sacudido o batido durante unos minutos (puede ser hasta 5 min.).  Se nota muy cuidadosamente el efecto del líquido sobre el espécimen.

 

Con el mismo objetivo de la Tabla A, tenemos otras tablas disponibles para casos determinados como por ejemplo la Tabla XII y la Tabla XIII que se pueden usar en la misma forma de la Tabla A, tanto para fibras individuales como para mezclas.

 

 

 


Tabla A





 

 


[ H2SO4]

S                                                                                           I

 

                                      [HNO3]                                                                           Lana, seda, proteína

                                                                       regenerada





 


                           S                                                                I

 

                    [H-COOH]                                               [Cu(NH3)(OH)2]





 


         S                                 I                              S                                    I

 

[CH3-COOH]                   Acrílico                   Algodón,                        Poliéster

                                                                       rayón viscosa

 

                                  H.CO.N(CH3)2





 


S                 I                                        S               I

                Nylon                                Orlón         Acrilán

                                                         Courtelle

((CH3)2CO)70%

                                               HCl4.4N





 


S                    I                      S              I

 

Acetato        Triacetato     Nylon 6  Nylon 6.6

De celulosa

 

                     (CH2-Cl2)

 


                    S             I

             Triacetato  Acetato

 

CH3-COOH = Acido acético                      [ ] = Concentrado en frío

(CH3)2CO = Acetona                                      = Tratar con

Cu(NH3)(OH)2 = Hidróxido de cupranio             S = Soluble

HCl = Acido clorhídrico                                         I = Insoluble

H.CO.N(CH3)2 = Dimetilformamida                     H2SO4 = Acido sulfúrico

HNO3 = Acido Nítrico                                             H COO H= Ácido Fórmico

CH2-Cl2 = Diclorometano

 

 

3.6   IDENTIFICACIÓN POR MANCHADO

 

Prueba de Manchado

Las pruebas de manchado se emplean en textiles a menudo para identificar fibras o para confirmar identificaciones hechas por otros medios.  Este método de prueba se puede emplear para fibras no teñidas o ligeramente teñidas o para fibras que estaban teñidas pero que ya se les haya quitado el colorante aplicado.

 

Hay tres casas principales que fabrican estos colorantes:

            1.  Du-Pont                           =          Stain 4

            2.  Shirley Developments  =          Shirlastains

            3.  Fesago                            =          Neocarmins Stains

 

Las casas fabricantes facilitan literatura e información sobre la prueba como también cartas que contiene colores típicos para las principales fibras.

 

El método consiste en teñir un espécimen en el baño de tintura preparado según instrucciones de la casa y luego comparar con patrones y así identificar la fibra.

 

Uno de los métodos, por ejemplo, suministrado por la Du-pont para el Stain 4 es el siguiente:

1.    Sumergir el material a teñir en agua caliente.

2.    Introducir el material a identificar en una solución de Stain 4 al 1% en ebullición a relación de baño de 20:1 (baño-fibra).

3.    Dejar hervir durante un minuto agitando continuamente.

4.    Remover el material, lavar ligeramente y secar.

5.    Comparar con tablas e identificar.

 

Fibra
Color
Algodón
Verde oscuro
Lana
Café
Poliéster
Amarillo claro
Nylon
Rojo
Acetato
Verde oscuro

 

 

Como estos métodos, hay otros tan eficientes para la identificación que no incluimos por considerar que los anteriores son suficientes para cualquier proceso de análisis cualitativo.
 
ANEXO ENLASE  DE  VIDEOS GUIA PARA EL ANALISIS  PARA VER LOS VIDEOS CONTOLCIC SORE LA URL


http://www.youtube.com/watch?v=sdZcS1ZneSI


http://www.youtube.com/watch?v=BlGwZLbMtHA



http://www.youtube.com/watch?v=BlGwZLbMtHA


 
 
 
 
  



http://www.youtube.com/watch?v=BlGwZLbMtHA




http://www.youtube.com/watch?v=-s38gfgZShk
 
 
 
 
 
 
 





 

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