Введение к работе
Актуальность проблемы. Натуральные колеи и меха, по сравне-шэ с искусственными и синтетическими материалами, имеют высокую юнкурентоспособность на потребительском рынке, обусловленную зысокши грошем гигиени"эспх, упруго-пластических, физико-ме-[анических свойств, надежное :ьв и другими положительными качест-шг,
В условиях рыночной экономики кожовенно-ыеховое производст-» должно выпускать продукциа не только высокого качества, но и [спользовать для ее производства экономически эффективнуо я зко-гагически целесообразнуи технологи» для получения коя с заранее аданныда свойствами. С зтгм связано постоянное совершенствовала технологических процзесов в направлении. повышешш качества родукции, снижение расхода энергоносителей, воды и материалов, редусматрававщих применение экологически безопасных методов бработки.
Одним из важнейших процессов кокввенного производства явля
лся процесс дубления. При его проводонии происходит необратимое і
зменепзе свойств дерзяі и превращение ее в выдубленный полуфаб-
акат. Из применяемых минеральных дубителей наиболее широко ис-
ХЛЬЗУЭТСЯ СОеДЕНеКИЯ ХРОМа, ПОЭВОЛЯЮЩКе ПОЛУЧИТЬ ГОТОВЫе КОЖИ
зебуемого качества.
По интенсивности воздействия на дерму к хромовым дубителям жблиааотся дубящие соединения циркония, способствующие^ форми- іваних объема дермы, придающие выдубленной кого белый цвет, гетопрочность, повышающие ее сопротивление к истирзюго.
4.
Соединения алюминия в титана в качестве самостоятельных дубителе! применяются ограниченно из-за нестабильности дубящих комплексов.
В связи с тем, что каждому минеральному дубителе наряду с положительными свойствами присущи определеннее недостатки, для
* их устранения возникла необходимость разработки методов дубления с использованием различных минеральных дубителе!, называемых многокомпонентными. Их применение дает возможность сохранить положительные качества исходных компонентов, подавляя отрицательные свойства я недостатки некоторых из них, что в свою
' очередь, влияет на свойства полуфабриката. Ооятому, применяя различные, минеральные дубителя, наменяв их соотношение, условия подготовки к дубление, режим его проведения и др_ти9 факторы, можно получить готовые'кожа о тем или иным комплексом потреби- ' тельских свойств.
Работы, выполненные Центральным научво-иссл'довательсхим институтом кожевеяно-обуьной промышленности (ІЩИИКП), Московской государственной академией легкой промышленности (МГАЛП), Киевским технологическим институтом легкой прокыиленности (КПШ) и Жамбылскам технологическим институтом легкой и пищевой про-шшленности (ЖТИШШ) совместно с кожевенными заводами, показали, что данные направления исследований являв*, ся перспективными.
В ходе исследований изучены состав и строение многокомпонентных дубящих со щинений, их взаимодействие l растворе и с коллагеном. Определены оптимальные параметры процесса многокомпонентного минерального дубления, на основе юторых разработа-Vui тетодики дубления разлзчных видов кож. Установлены также
изико-мехашческиз показатели и химический состав полученных ожевенных материалов. Результаты этих исследований отражены в пециальнои литературе (монографии, научные статьи, обзорная нформация и информация по обмену передовым опытом).
Данная работа является продолжением и логическим развитием аучных разработок, выполненных в этом направлении. Она заключатся в дальнейшем совершенств: зании многокомпонентного ыинераль-эго дубления, путем применения стабилизирующих веществ, в частости, маскирусщих соединений - анионов органических кислот, )торые, внедряясь во внутренней среду дубящих комплексов, из-5няот их состав а дубящее действие. При оптимальной дозировке' габилизнрувдие добавки увеличиваат фиксацио и прочность связи гбяцих коїшлехсов с белком.
Актуальность проблеет заклочаэтся в том, что применяемые >тоды маскированного однот и многокомпонентного минеральноіч) голения не удовлетворял! насущные потребности производства в (временных условиях, хараетеризуотся длительностьо, не предус-. ітриваот значительного снижения расходов хишчаскнх соединений,' 'бителей, воды и анергоресурсов и использования доступных и дорогих маскирующих реагентов.
В связи с этим, представляет теоретическую новизну и прак-ческое значение зальнейгаое псслздование эффекта стабилизации но- и гетеропагаядернкх дубящих частиц маскирующими адденда-:, влияния природи и количественного соотношения ионов-комп-ксообразователей, природыи количества маскирующего реагента других факторов на процесс дубления и, соответственно, па ойства готовой продукции.
6.
Это создает предпосылки для создания эффективной и научно-обоснованной методики дубления в производстве различных видов кожи и меха, характеризующейся ресурсосбережением, ыалоотход-ностье и экологической безопасностьо.
' Известно, что приготовление и применение растворов комплексного минерального дубителя, непосредственно в условиях производства, имеет ряд недостатков, основными из' которых является нестандартность свойства дубителя и удорожение его себестоимости. Поэ:сиу, актуальной проблемой является синтез и.организация промышленного выпуска порошкообразных (сухих) маскированных комплексных дубителей, которые не только повышает стандартность процесса дубления и готовой продукцит., но и улучшает условия труда и культуру производства.
В связи с интенсивной .разработкой и внедрением в производстве новых видов многокомпонентного минерального дубления, особо важное значение приобретает простые и надежные методы контроля концентрации дубящих веществ в растворе, их"фазовые состояния, ~а также содержания их в кожевенном полуфабрикате.
Решению указанных проблем производства посвящена данная работа. ....
Целью диссертационной работы является создание и внедрение новых технологий маскированного многокогпонентного минерального дубления для различных видов кожи и ыэха, направленных на улучшение качества, енкзение себестоимости продукции, интенсификацию преддубильных и дубильных процессов, частичную или полную, замену хромовых или циркониевых дубителей более доступными и. экологически целесообразными соединениями алюминия и титана, а
7.
гакже на снижение расхода дубителей и содержания их в сточных годах.
Разработать метода получения порошкообразных маскированных юмплексных дубителей, характеризующихся повышенной стоикостьо к гидролитическому воздействии и эффективной дубящей способ-юстыо.
Проведение исследование и создано) более совершенных ые-гаідов. химического анализа различных минеральных дубителей.
Указанная цель достигнута решением следующих основных'за-.
іач: .
- изучено влияние различных маскирующих агентов на свойст
ва растворов комплексных минеральных дубителей и на его основе
зазработаны оптиыальнно способы подготовки полуфабриката к дуб
лений и самого маскированного шнерального дубления, позволяю-
їие в производстве кожи совместить преддубЕльныэ, дубильные и
юследуйильные процессы;
- разработанн, испытаны в производственных условиях, и внед
рил в производство кози и меха, методы маскированного дубления
! сокращенным расходом соединений хрома, маскированного много^ сомпонентного дубления без применения хрома, позволяющие сокра-лть расход дубителей и хяиматериалов, с достижением низкого юдераания ила отсутствия дубителей в сточных водах;
получены, определены состав, 'дубящие свойства и разрабо-ана методика применения в производство кожи технологически ефективних и экономичных порошкообразных дубителей, на основе юединеіяй алюминия и титана;
усовершенствованы существующие фотоколорикетрические ме-сды анализа содержания в растворе и коае многокомпонентных ми-
8,
неральных дубителея_на основе № , 7* , %,?* . не предусмат риваощие их предварительного разделения при анализе, и разработан люминесцентный метод определения хрома в коже без предварительного разрушения материала.
Обработка результатов исследований, выполнена графоаналитическим методом и на ЭВМ. -
Научной клещей работы является обеспечение технологической, экономической и экологической эффективности преддубкль-ных, дубильных и поеледубильных процессов, рассматриваемых как основные процесса технологии кожевенно-мехового производства.
На защиту выносятся следующие научные положения:
- научное направление, позволяющее в і ^эультате системати
ческих исследований эффекта маскирования многокомпонентных ми
неральных дубителей разработать ресурсосберегающие, малоотход
ные и экономически эффективные технологии с совмещением пред- .
дубильных, дубильных и гоеледубильных процессов;
. - обоснование методики определения устойчивости к гидролитическое воздействию маскированных и.немаскированных минеральных дубителей;
обоснование-методов получения порошкообразных маскированных алшотитановнх дубителей;
обоснование применения фотоколорза етрических и люминесцентных методов для количественного определения содержания дубителей в растворе, дубителе й в кохевенном полуфабрикате.
Научная новизна. Дано научное обоснование и приведены методы использования маскирующих, соединений в многокомпонентных системах минеральных дубителей, для повышения эффекта дубления
9.
с помощьо маскирования, совмещения,процесса дубления с обеззо-ляванием, солеванием, саюдадщедачиванием г наполнением, реализации оеспяквлыткт; "сухих", намазннх методов дубления полуфабриката.
Показана возможность существенного сннаения расхода дубителей и других химических ^агентов и улучшения экономических показателей производства кози и меха с использованием маскирующих соединений.
Проведено систематическое исследование влияния природы, количественного соотношения ионс-в-комплексосбразователей, природы и концентрации маскирующих реагентов на повдаение устойчивости комплексов дубящих соединений к гидролизу, эффективность их ду-бящего действия.
7стойчивость растьоров многокомпонентных дубителей, содор-аащих легкогядролизуеще кошшоксы титана и циркония, татана а алюминия к осазденип, определена путем разбавления их эодой до помутнения, т.е. до появления всех признаков наличия быстрой коагуляции в коллоидной системе этих соединений.
Предлояенннй метод анализа позволяет исключить сложную дорогостоящую аппаратуру для исследования устойчивости растворов, требующую определенной квалификации исполнителей, такую как поточный ультрамикроскоп, различные типы нефелометров л др.
Б качество сравнения результатов и с еле доданий,' проведенных с помощью предложенной методики, нами изучена стабильность растворов зубящих солей СТА и сульфата алюминия на поточном ультрамикроскопе (РЭА им. Плеханова) и выявлено совпадение опытных данных, полученных различными методами.
' Ic
В отличие от титрования растворами щелочных металлов, это метод дает возможность определить два важных .взаимосвязанных. показателя устойчивости дубящих растворов: $Н среды начала помутнения и концентрацию дубителя в момент помутнения, т.е. минимальную концентрации его в растворе перед потерей устойчивости в результате гидролиза, расслоения и, как следствие протекания процесса, быстрой коагуляции.
Оценка аффекта стабилизации системы титан - и цирконий, содержащей многокомпонентные растворы в результате маскирования проведена с теми же шскирувдими агентами (сульфит и ацетат натрия, уротропин).
Установлена зависимость устойчивости к гидролизу и удучше-ния дубящего действия многокомпонентных минеральных дубителей от маскирования различными реагентами, причем маскирование значительно усиливает устойчивость легкогидролизуемого ионо-комп- . лексообразователя только- в присутствии более стабильного иона-комшгексообразователя.
Впервые получены порошкообразные,, маскированные ацетатом натрия, уротропином, мочепиной и дицианлиамидом алсиотитановые комплексные дубители, определено, содержание оксидов № и. 7* и исследованы их дубящие свойства. Практическое использование полученных дубителей дает возможность сократить в три раза расход титана го сравнению с существующей технологией.
Раз работ* ш ранее отсутствующие фото; атрические" методы определения содержания титана, циркония и алвмшшя в дубящих растворах, в дубителе и в коже, без их предварительного разделения, что исключает трудоемкие стадии осаждения, фильтрования, разделения BS1IBCTB и т.д.
II.
Обнаружен впервые эффект чуткого реагирования спектра фо-лвминесценпии дермы на содеркание хрома в полуфабрикате. На зове прямой зависимости тушения фотолюминесценции от содерха-к хрома в полуфабрикате разработан новый метод, позволяющий ьективно, точно и быстро с гпеделять содержание хрома в любой чке или по слоям кож, без разрушения структуры дермы.
Практическая значимость и реализяттая пазультатов работ.
Для кож верха обуви маскированного хромового дубления оп-целены оптимальные способы подготовки голья в дублению, ВЛИЯ-и вида, 0СН0ГЕ0СТ2, расходы хромового экстракта, количество эдимого маскирующего агента.и другие факторы, влияющие на эцесс дубления.
В результате достигнуты: сокращение расхода хромового эк-
ракта, ускорение процесса дубления и эффект сшоподдэлачива-
и дубящего раствора в конце дубления. Опытные кожи имели на
шейные периферийные участки, отличались большим содержанием
зида хрома, высоким показателем предела прочности при растя
щий и меньший удлинением, *
Разработаны методика алвмзниевого з хромалшиниевого дуб-
шя овчины и яловки с-исдальзованием ацетата натрия, уротро-
іа и глутарового альдегида, где достигнуто значительное сок-
цение расходов хрома с ovx juipunsu повшением прочности и
1СТИЧН0СТИ готовых кож. «
Приведены результаты исследований для овчинн циркониевого іления с использованием диметилолмочевины, "сухого" маскиро-шого дубления с двукратным сокращением расхода хромового (итзля и десятикратным снижением хромсодергащих сточных вод
12.
и наказного маскированного хромового дубления моха, где полностью исключается образование отработанных растворов хрома.
По итогам выполненных исследований доведены до конкретних рекомендаций и внедрены в производство кожи для верха обуви, 8 малоотходных, экологически выгодных методов одво- и многокомпонентного дубления.
Для кох низа обуви и юфти разработаны и внедрены 14 методов маскированного многокомпонентного дубления. В меховом производстве внедрено поштучное намазное дубление ондатры, кролика, карагуля, цеховой овчины и др.
Внедрения проведены на заводах "їамбнлюжобувь", Ташкент-ского кояобувьобъединения, Бшкекского оштно-кохевениого и кохгалантерейного объединения им. Фрунзе (БОШР),' кохевенно-меховой фирме "Канат", Георгиевском и Павлодарском кохзаводах, Каратауской меховой фабрике "Прогресс", Семипалатинском кох-мехобьединении и Воронежском совместном российско-французском предприятии "Эстэк".
О практической значимости выполненной работы свидетельствует экспорт в Италию и Индию с I9S6 г. высококачественных осветленных кож для низа- обуви маскированного алвмотитанового дубления. Совместное российско-французское предприятие "ЭСТЭЕ" осуществляет поставку подошвенных коа, указаин>го метода дубления, к Францию.
В результата внедрения предприятиями вы,ущено в 1982-1993 гг. 640 млн.да2 кохи и 2 млн. 20 тыс. итук душно-меховых изде--лий, что позволило получить фактически суммарный, экономический эсйект (в ценах до 1990 г.) - 13 млн.руб. и 100 тыс. долларов.
ІЗ.
Метод получения порошкообразного маскированного алюмотита-еового дубителя успешно прошел полупроизводственные испытания на Усть-Каменогорском гнтано-иагниевом комбинате и решается вопрос о перепрофилировании по конверсии одного из цехов на выпуск данного дубителя.
Апробация работы. Основные результаты работы доложены на Всесоюзной конференции по безотходной технологии в легкой промышленности (Москва, 1983), Всесоозной конференции специалистов по проблемам легкой промышленности (Москва, ЦЩИКП, 1984, 1986), семинаре "Международная научногтехническая деятельность" (Г&ск-ва, 1990), Всесоюзном семинаре-совещании заведующих кафедрами технологии кожи и моха (Москва, 1981, Киев, 1989), Республиканских научно-технических совещаниях (Алма-Ата, 1981, 1989, 1991 гг.) Іамбклских областных научно-практических конференциях' (Хаибнл, 1938, 1989, 1991, .1993), научно-технических конференциях ІШШ (Жамбыл, І974-І99І гг.).
Публикации. По тегле диссертации опубликованы 75 печатных работ, в том числа 8 авторских свидетельств. Основное седораа-нзе работы изложено в аналитическом обзоре и з выпущенной автором монографии.
Объем и структура диссертации. Диссертация излозена на 427 страницах машинописного текста, включает введение, семь глав, заключение, библиографию и приложения. Работа - содержит 41 таблицу и 41 рисунок. Шблиография включает 192 наименования.
14.
