Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор методов повышения качества кожевенного полуфабриката хромового дубления (вет-блю) 11
1.1. Коллаген, его структура и свойства, и изменение его в процессе производства кожевенного полуфабриката хромового дубления (вет-блю). 11
1.2. Методы интенсификации и повышения качества кожевенного полуфабриката хромового дубления (вет-блю) 28
1.3. Применение низкотемпературной плазмы в технологических процессах производства натуральных ВММ 42
1.4. Задачи диссертации 45
Глава 2. Описание ВЧ-плазменной установки и методик проведения эксперимента 47
2.1. Описание ВЧ- плазменной установки 47
2.2. Выбор объектов исследования 59
2.3. Методики проведения исследований характеристик кожевенного сырья голья и полуфабриката хромового дубления (вет-блю) 62
2.4. Характеристика исходных материалов 68
2.5. Оценка погрешности измерений характеристик свойств кожевенного сырья, голья и полуфабриката хромового дубления (вет-блю) 69
Глава 3. Исследование влияния ВЧЕ-плазмы пониженного давления на свойства кожевенного сырья, голья и полуфабриката хромового дубления (вет-блю) 71
3.1. Влияние параметров потока ВЧЕ- плазмы пониженного давления на изменение физико-механических свойств кожевенного сырья, голья и полуфабриката хромового дубления (вет-блю) 71
3.2. Влияние параметров потока плазмы ВЧЕ-разряда пониженного давления на изменение химических свойств кожевенного полуфабриката хромового дубления (вет-блю) 84
3.3. Влияние потока высокочастотной плазмы пониженного давления на структуру кожевенного сырья, голья и полуфабриката хромового дубления (вет-блю) 91
3.4. Основные процессы, происходящие в кожевенном материале под воздействием высокочастотной плазмы пониженного давления 99
Глава 4. Разработка технологии отмочно-зольных и дубильных процессов в производстве хромовых кож с применением высокочастотной плазмы пониженного давления 110
4.1. Разработка отмочно-зольных и дубильных процессов в производстве кожевенного полуфабриката хромового дубления (вет-блю) из шкур КРС и овчины с применением высокочастотной плазмы пониженного давления 110
4.2. Влияние обработки кожевенных материалов в потоке высокочастотной плазмы пониженного давления на характеристики полуфабриката хромового дубления (вет-блю) из шкур КРС и овчины 118
Выводы 123
Литература 125
Приложение 140
- Методы интенсификации и повышения качества кожевенного полуфабриката хромового дубления (вет-блю)
- Методики проведения исследований характеристик кожевенного сырья голья и полуфабриката хромового дубления (вет-блю)
- Влияние параметров потока плазмы ВЧЕ-разряда пониженного давления на изменение химических свойств кожевенного полуфабриката хромового дубления (вет-блю)
- Влияние обработки кожевенных материалов в потоке высокочастотной плазмы пониженного давления на характеристики полуфабриката хромового дубления (вет-блю) из шкур КРС и овчины
Введение к работе
Современные кожи производятся в соответствии с точными техническими спецификациями и заранее известными конечными требованиями. При этом важную роль играет выпуск высококачественных артикулов за максимально короткий промежуток времени, при минимальных материальных, трудо- и энергозатратах, чтобы обеспечить экономическую эффективность производства и конкурентоспособную цену на готовую кожу. В производстве современных кож существенное внимание уделяется качеству исходного сырья и проведению отмочно-зольных, преддубильных и дубильных процессов, так как именно на этих стадиях обработки закладываются основные характеристики готовой продукции (прочность, эластичность, пористость). Отличительными особенностями данных жидкостных процессов являются их трудоемкость, длительность, использование большого количества химматериалов и воды. В этой связи поиск новых методов модификации кожевенного сырья, его обработки и совершенствование существующих технологий представляются одними из наиболее приоритетных направлений научных исследований.
Характерной особенностью кожевенного материала, является его волокнистая капиллярно-пористая структура. В технологиях переработки натуральных высокомолекулярных материалов применяются различные методы их модификации. Традиционные методы (механические, термические, химические, электрохимические) не позволяют комплексно улучшить характеристики натуральных высокомолекулярных материалов, а при внедрении их в производство зачастую создается ряд проблем, важнейшими из которых являются дефицит энергетических ресурсов, загрязнение атмосферы и промышленных стоков. Одним из наиболее перспективных методов, позволяющих избежать вышеперечисленные проблемы, является обработка натуральных высокомолекулярных материалов в потоке высокочастотной плазмы пониженного давления.
Работа направлена на решение актуальной проблемы создания технологии проведения отмочно-зольных, преддубильных и дубильных процессов с применением потока низкотемпературной плазмы пониженного давления, с целью получения кожевенного полуфабриката обладающего улучшенными технологическими и потребительскими свойствами.
Работа выполнена в Казанском государственном технологическом университете в рамках научно-исследовательской работы 1.01.03Д по теме «Взаимодействие высокочастотного разряда с капиллярно-пористыми структурами» 2003г. и при поддержке гранта АН РТ по теме «Высокочастотная плазменная струйная обработка твердых тел компактной и капиллярно-пористой структур» 2002-2005гг.
Цель и задачи работы. Целью являлась разработка технологии отмочно-зольных и дубильных процессов в производстве хромовых кож из шкур КРС и овчины с применением высокочастотной плазмы пониженного давления, позволяющей за счет модификации наноструктур коллагена, повысить технологические и функциональные показатели полуфабриката (вет-блю), и интенсифицировать жидкостные процессы.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
анализ существующих способов повышения качества кожевенных материалов на стадии отмочно-зольных, преддубильных и дубильных процессов, а также обзор методов их интенсификации. Обоснование возможности модификации кожевенного сырья в потоке высокочастотной плазмы пониженного давления;
экспериментальное исследование влияния высокочастотной плазмы пониженного давления на свойства кожевенного сырья и голья в технологии производства полуфабриката хромового дубления (вет-блю) из шкур КРС и овчины;
разработка технологии отмочно-зольных и дубильных процессов в производстве кожевенного полуфабриката хромового дубления (вет-блю) из шкур КРС и овчины с применением высокочастотной плазмы пониженного давления.
Методы исследований. В работе, для решения поставленных задач, использовались современные и стандартные методики. Полученные результаты сравнивались и сопоставлялись с известными экспериментальными и теоретическими данными других авторов.
В качестве объектов исследования использовали кожевенное сырье из шкур КРС мокросоленого способа консервирования и овчины полутонкорунной пресносухого способа консервирования.
Для установления закономерностей влияния высокочастотной плазменной обработки на капиллярно-пористую структуру кожевенного голья, и полуфабриката хромового дубления (вет-блю) использовался рентгено-структурный анализ, сканирующая электронная микроскопия; для исследования химического состава применялись энергодисперсионный анализ, ИК-спектроскопия.
Результаты измерений и исследований обрабатывались с применением методов математической статистики.
Научная новизна работы.
Впервые установлено, что обработка кожевенного сырья перед отмокой и голья перед дублением потоком высокочастотной плазмы пониженного давления приводит к морфологическим изменениям надмолекулярных структур коллагена.
Экспериментально подтверждено, что модификация наноструктур коллагена потоком высокочастотной плазмы пониженного давления позволяет получить полуфабрикат хромового дубления (вет-блю) с улучшенными технологическими и функциональными показателями.
Установлено, что высокочастотная плазменная обработка кожевенного сырья увеличивает его пористость (на 11,5-22,7%), что способствует интенсификации жидкостных процессов в технологии производства полуфабриката хромового дубления (вет-блю). Нанопористость кожевенного сырья после обработки возрастает на 118%.
Приведена графическая модель, описывающая процессы, происходящие на разных уровнях структурных организаций коллагена при его модификации в потоке высокочастотной плазмы пониженного давления.
Установлен режим высокочастотной плазменной обработки кожевенного полуфабриката хромового дубления, позволяющий увеличивать его гидрофильные свойства, с целью интенсификации последующих отделочных процессов в производстве натуральных кож.
Практическая значимость работы.
Разработаны технологии проведения отмочно-зольных, и дубильных процессов в производстве хромовых кож с применением высокочастотной плазмы пониженного давления, позволяющие комплексно улучшить технологические и функциональные свойства кожевенного полуфабриката (вет-блю).
Установлены параметры высокочастотной плазменной обработки, позволяющие интенсифицировать процессы отмоки и дубления в производстве кожевенного полуфабриката хромового дубления (вет-блю) из шкур КРС и овчины. Продолжительность проведения отмоки сокращается на 4-6 часов, дубления - на 2 часа. (Для полуфабрикатов хромового дубления из шкур КРС -Wp=\,3 кВт, Р=13,3 Па, GAr=0,04 г/с, / = 3 мин.; из шкур овчины - Wp=\,3 кВт, />=13,3 Па, G>=0,04 г/с, t = 5 мин.).
Экспериментально подтверждено, что кожевенный полуфабрикат, полученный с применением высокочастотной плазменной обработки сырья перед отмокой и голья перед дублением обладает улучшенными прочностными и эластичными характеристиками, и более высокой термоустойчивостью: предел прочности при растяжении на 9,3-15,0%, удлинение при напряжении 10 МПа на 22,9-36,3%, температура сваривания на 6,2-8,4% выше по сравнению с полуфабрикатом выработанным по типовой технологии. При этом все остальные параметры соответствуют данным, изложенным в ТУ 17-06-150-88.
Установлены параметры высокочастотной плазменной обработки, позволяющие получать кожевенный полуфабрикат хромового дубления (вет-блю) из шкур КРС и овчины с повышенными гидрофильными свойствами. (Для
9 полуфабрикатов из шкур КРС - Wp=\,2 кВт, Р=13,3 Па, GAr=0,04 г/с, t = 3 мин.; из шкур овчины - Wp=\,3 кВт, Р=13,3 Па, GAr=0,04 г/с, t = 3 мин.). На защиту выносятся:
Результаты исследований влияния высокочастотной плазменной обработки сырья перед процессом отмоки и голья перед процессом дубления на качество кожевенного полуфабриката хромового дубления (вет-блю) из шкур КРС и овчины. Предел прочности при растяжении у кожевенного полуфабриката хромового дубления возрос на 9,3-15,0 %, удлинение при напряжении 10 МПа на 22,9-36,3%, пористость на 10,2-28,9% по сравнению с полуфабрикатом, выработанным по типовой технологии. Температура сваривания возросла на 4,2-8,4%.
Результаты исследований влияния высокочастотной плазменной модификации кожевенного сырья перед отмокой и голья перед дублением на сокращение времени проведения отмоки и дубления в технологии производства кожевенного полуфабриката хромового дубления (вет-блю). Продолжительность отмоки сократилась на 4-6 часов, дубления на 2 часа.
Результаты экспериментальных исследований влияния режимов высокочастотной плазменной обработки на гидрофильные свойства кожевенного полуфабриката хромового дубления из шкур КРС и овчины.
Полученные экспериментальные данные исследований влияния высокочастотной плазмы пониженного давления на морфологические изменения структуры кожевенного сырья, голья и полуфабриката хромового дубления (вет-блю).
Графическая интерпретация происходящих морфологических изменений в кожевенном сырье, голье и полуфабрикате хромового дубления (вет-блю) под воздействием потока высокочастотной плазмы пониженного давления на разных уровнях структурных организаций коллагена.
Технологии проведения отмочно-зольных и дубильных процессов с применением высокочастотной плазмы пониженного давления в производстве полуфабриката хромового дубления (вет-блю) из шкур КРС и овчины.
Личный вклад автора в опубликованных в соавторстве работах состоит: в выборе и обосновании методик экспериментов; непосредственном участии в проведении экспериментов; в анализе и обобщении полученных экспериментальных результатов; в разработке отмочно-зольных и дубильных процессов производства кожевенного полуфабриката «вет-блю» из шкур КРС и овчины с применением высокочастотной плазмы пониженного давления.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и приложения. В тексте приведены ссылки на 174 литературных источника. Работа изложена на 140 стр. машинописного текста, содержит 43 рисунков, 29 таблиц.
В первой главе рассмотрена структура коллагена, его свойства, и изменение их в процессе производства кожевенного полуфабриката хромового дубления (вет-блю). Представлен обзор современных методов повышения качества кожевенного полуфабриката хромового дубления (вет-блю). Обоснована возможность применения высокочастотной плазмы пониженного давления для структурной модификации коллагена с целью интенсификации жидкостных обработок и повышения технологических и функциональных свойств кожевенного полуфабриката хромового дубления (вет-блю). Сформулированы задачи диссертации.
Во второй главе приведена принципиальная схема экспериментальной высокочастотной плазменной установки для обработки кожевенных материалов. Представлено описание методик исследования структурных, физико-химических и физико-механических свойств кожевенного материала. Обоснован выбор объектов исследования. Приведена оценка погрешности результатов измерений.
В третьей главе исследовано влияние высокочастотной плазменной обработки на физико-механические, химические и структурные характеристики кожевенного сырья, голья и полуфабриката хромового дубления (вет-блю).
В четвертой главе разработаны технологии проведения отмочно-зольных и дубильных процессов производства кожевенного полуфабриката хромового дубления из шкур КРС и овчины с применением высокочастотной плазмы пониженного давления.
Методы интенсификации и повышения качества кожевенного полуфабриката хромового дубления (вет-блю)
Важным направлением в совершенствовании процессов кожевенного производства является механизация и автоматизация трудоемких процессов, применения более производительного оборудования, создания замкнутых циклов (с повторным использованием отработанных рабочих жидкостей после их очистки). Традиционные методы интенсификации технологических процессов и повышения качества кожевенного полуфабриката условно можно подразделить на механические, химические, биохимические. [57]. механические - основанные на воздействии различных видов машин и аппаратов [58]; химические - основанные на воздействии различных химических материалов (это реагенты узкоцелевого назначения и ко мплексные препараты), степенью и прочностью их связывания с натуральными высокомолекулярными волокнистыми материалами; биохимические - основанные на воздействии ферментных препаратов на обрабатываемый материал [59].
Рассмотрим некоторые способы повышения качества и интенсификации технологических процессов в производстве кожевенного полуфабриката (вет-блю).
Отмочпо-зольные процессы. Отмочно-зольные процессы в традиционных технологиях производства кожевенных полуфабрикатов характеризуется длительностью и использованием большого количества воды.
Отмока. Основной проблемой традиционного способа проведения отмоки заключается в невозможности достичь равномерного обводнения кожевенного сырья. Эффективным способом ускорения отмоки является введение в водную среду ферментных препаратов, ПАВ, снижающих поверхностное натяжение на границе раздела «твердое тело - жидкость»; обострителей, а также вспомогательных материалов комплексного действия. Для предупреждения развития микроорганизмов используют различные антисептики: хлорид натрия, гипохлорит кальция, бисульфит натрия, кремнефтористый натрий, катионактивные ПАВ с длинным углеводородным радикалом, которые являются консервирующими агентами и другие. Рассмотрим некоторые способы интенсификации и повышения качества проведения процесса отмоки.
Применение композиций на основе протеолитического и амилолитического ферментов с биологическими микродобавкам в процессе отмоки в присутствии неионогенных ПАВ позволяет качественно подготовить сырье крупного рогатого скота к последующим процессам за счет значительного очищения структуры дермы и достижения высокой обводненности. Наблюдаемое при этом ослабление связи волоса с дермой позволяет существенно снизить расход сульфидов в золении, а, следовательно, и нагрузки на очистные сооружения [60].
Предлагается ферментативный препарат Basozym [61] для интенсификации процесса отмоки шкур. Применение ферментных препаратов различных марок приводит к удорожанию продукции и зачастую, к пересмотрению некоторых отработанных технологических режимов.
В настоящее время в кожевенной промышленности при производстве кож различного назначения широко применяется сырьё, содержащее большое количество жировых веществ: свиные шкуры, овчина, в меньшей степени, козлина. Особенности строения этих видов сырья, характер расположения жировых веществ в структуре дермы обусловливают необходимость применения обезжиривающих препаратов, способствующих максимальному удалению жировых веществ, интенсификации физико-химических воздействий, повышению качества выпускаемых кож [62]. Одним из направлений интенсификации отмочно-зольных процессов является использование в них неионогенных поверхностно-активных веществ (НПАВ) [63,64]. Исследовано влияние новых композиций поверхностно-активных веществ на процессы промывки, отмоки и золения кожевенного сырья [65]. Показана возможность их применения в производстве с целью улучшения качества готовой продукции. Авторами [66] предлагается способ отмоки кожевенного сырья с использованием протеолитических и липолитических энзимов и поверхностно-активных веществ в водном растворе при рН 9-11. В работе [67] предлагается проведение отмоки в кислой среде, при этом отпадает возможность использования антисептиков. Представлен ряд новых химических материалов используемых в отмочно-зольных процессах производства кожевенного полуфабриката. Применение подобных добавок ведет к повышению себестоимости кожевенного полуфабриката.
В работе [68] предложен новый метод отмоки мокросоленого, сухосоленого и пресно-сухого консервированного сырья. Для достижения равномерной обводненности шкуры по топографическим участкам и слоям отмоку предложено проводить под давлением (рабочее давление до 8 атмосфер). Подобный метод проведения отмоки требует сооружения специального оборудования и существенно повышает себестоимость продукции. Работа [69] посвящена исследованию влияния замораживания сырья на зольные и дубильные процессы. Показано, что в результате низкотемпературной обработки существенные изменения происходят на всех структурных уровнях коллагена дермы. Рассмотрена перспектива использования низких температур при создании экологически безопасных технологий кожевенного производства. Представленная технология требует внедрения громоздкого оборудования, изыскания новых площадей, и удлинению технологического цикла производства.
В патенте [70] предложен кардинальный метод интенсификации жидкостных процессов с помощью воздействия вибрации на материал в рабочем растворе. Так, путем варьирования частоты вибровоздействия от 2 до 12 Гц на разных стадиях технологического цикла, предложено провести все жидкостные процессы в течение одного часа.
В работе [71] рассмотрены воздействия ультразвука на процессы отмоки шкур. В результате исследования воздействия ультразвуковой обработки на процесс отмоки шкур в водном технологическом растворе установлены зависимости влияния УЗ на кинетику процесса и свойства шкуры. Скорость процесса отмоки сокращается на 60-70% при этом происходит очистка поверхности шкуры и уменьшается бактериальность в кожевом слое шкуры.
Методики проведения исследований характеристик кожевенного сырья голья и полуфабриката хромового дубления (вет-блю)
Для исследований использовались как стандартные, так и специальные методы измерений характеристик кожевенного сырья, голья и полуфабриката хромового дубления (вет-блю). Результаты экспериментов сравнивались и сопоставлялись с известными теоретическими и экспериментальными данными. С целью уменьшения разброса исследуемых параметров свойств образцов, материалы брали из одной партии, с одноименных топографических участков шкуры, и обрабатывали на одном и том же оборудовании. Для получения экспериментальной точки использовалось не менее десяти образцов.
Изучение свойств контрольных и опытных образцов, до и после плазменной обработки, проводилось с использованием следующих методов исследования и испытаний.
Растровая электронная микроскопия (РЭМ). Исследование структуры поверхности образцов проводили на просвечивающем электронном микроскопе LEO-912 с OMEGA фильтром, который позволяет повышать четкость малоконтрастных объектов. В процессе препарирования исследуемые образцы проходили двойную фиксацию, обезвоживание - проводкой через спиртовые растворы и заливку специальными эпоксидными смолами ЭПОН. Срезы структуры коже вой ткани готовились на ультрамикротоме УМПТ - 5 и просматривались в просвечивающем электронном микроскопе.
Инфракрасная (ИК) спектрофотометрия. Получение информации об изменении химического состава в слоях кожевенного сырья, голья и полуфабриката хромового дубления (вет-блю) велось методом ИК-спектрофотометрии многократного нарушенного полного внутреннего отражения (МНПВО). Спектры исследуемых образцов записывались на ИК спектрофотометре "Perrkin Elmer" модели 580 и интерпретировались согласно справочным данным.
Структурные изменения и изменения в составе кожевенного сырья, голья и полуфабриката хромового дубления (вет-блю), изучались методом рентгеноструктурного анализа, основанного на сравнении, по дифрактограмме, абсолютных интенсивностей сигналов исследуемого образца и эталона (контрольного), содержащего кристаллическую и аморфную зону.
Рентгенографическая съемка образцов проводилась на автоматизированном управляемом ПЭВМ дифрактометре «Дрон - 2» по методу «Брега - Брентано», в диапазоне брегговских углов 2 - 60 С по 2 0. Также с помощью программного обеспечения ПЭВМ осуществлялись регистрация дифрактограмм и их анализ.
При расчете степени кристалличности использовали формулу: де SK - площадь кристаллической части дифрактограммы; So -площадь всей дифрактограммы, за исключением фоновой зоны.
Потеря массы. При исследованиях процесса плазменного воздействия на образцы использовался метод гравиметрических измерений в вакууме. Образец, подвергающийся плазменной обработке, подвешивался на нити над разрядной камерой ВЧ плазмотрона. На подставке были вмонтированы микроаналитические весы с чувствительностью 2-Ю"4 г. Через определенные промежутки времени обработки по показаниям микровесов определялись абсолютные значения массопотерь. Преимущество данного метода исследования гравиметрических изменений заключается в возможности непрерывной регистрации изменений массы образца, происходящих под воздействием частиц плазмы. Исключалась необходимость многократной эвакуации образца из системы для взвешивания, что уменьшало погрешность измерения, связанную с интенсивной сорбцией при контакте с воздухом.
Потеря массы 8т определялась в % по формуле: где т0 - масса образца, обезвоженного в сушильном шкафу в стандартных условиях, тт - масса образца, обезвоженного в сушильном шкафу в стандартных условиях после плазменного воздействия.
Содержание влаги определялась методом высушивания измельченной пробы до постоянной массы при температуре, согласно ГОСТ 13104-77. Массовую долю влаги % вычисляют по формуле: где т - масса образца, взятого для химической обработки, г.
Исследование изменения характера взаимодействия кожевой ткани с кислотами и щелочами проводили по изменению кислотной и щелочной емкости [162]. Для определения кислотной и щелочной емкости навески (1г) измельченного и обезжиренного образца кожи обрабатывали избытком 0,1н раствора серной кислоты и 0,1н раствора гидроксида натрия (50мл). Кислотную и щелочную емкость определяли по разности между титрованием аликвотной части начального раствора и раствора после обработки им навески образца в течение 24 часов при комнатной температуре. Исходя из значений кислотной и щелочной емкости, рассчитывали электрохимические эквиваленты коллагена [119]
Влияние параметров потока плазмы ВЧЕ-разряда пониженного давления на изменение химических свойств кожевенного полуфабриката хромового дубления (вет-блю)
Влияние ВЧЕ плазменной обработки кожевенного сырья перед отмокой и голья перед дублением на возможное изменение химических свойств полуфабриката хромового дубления (вет-блю) оценивали с помощью параметров кислотной и щелочной емкости, а также методами энергодисперсионного анализа и ИК-спектроскопии.
Кислотная емкость характеризует количество свободных аминных групп в коллагене. Щелочная емкость характеризует количество свободных карбоксильных групп. Оба параметра в комплексе характеризуют реакционную способность коллагена. Данные, полученные в ходе эксперимента, представлены в таблицах 3.4-3.5.
Анализ результатов эксперимента позволяет сделать вывод о том, что применение обработки кожевенного сырья перед отмокой и голья перед дублением потоком высокочастотной плазмы пониженного давления в выбранных режимах способствует повышению его реакционноспособности, за счет прошедших в нем морфологических изменений, повышающих общее число доступных активных групп коллагена. Поскольку процесс дубления происходит преимущественно по карбоксильной группе, то показатель щелочной емкости полуфабриката хромового дубления (вет-блю) несколько ниже, чем у полуфабриката, выработанного по типовой технологии. Это объясняется тем, что опытный образец, имея большее количество активных групп, наиболее полно взаимодействовал с дубящими соединениями хрома, что подтверждается улучшением физико-механических свойств опытного образца полуфабриката хромового дубления (вет-блю).
Элементный состав контрольных и опытных образцов голья и полуфабриката хромового дубления (вет-блю) исследовали с помощью энергодисперсионного анализа. Полученные спектры представлены на рисунках 3.14 (а,б), 3.15 (а,б).
Энергодисперсионные спектры элементного состава образца голья из шкур КРС (рисунок 3.14 (а,б)) свидетельствуют об увеличении содержания некоторых элементов, входящих в состав пикельного раствора, в опытном образце, по сравнению с контрольным, что свидетельствует о наиболее полном поглощении, и взаимодействии пикельного раствора с кожевенным материалом.
Энергодисперсионные спектры элементного состава образца кожевенного полуфабриката хромового дубления (вет-блю) из шкур КРС (рисунок 3.15 (а,б)) свидетельствуют об увеличении содержания хрома в опытном образце на 36,93% по сравнению с полуфабрикатом, выработанным по типовой технологии.
Результаты элементного анализа голья и полуфабриката хромового дубления (вет-блю) из шкур КРС подтверждают более высокое содержание отдельных элементов входящих в состав дермы. Иными словами, опытный образец оказался значительно более реакционноспособным по отношению к используемым реагентам.
Об возможных изменениях химических свойств полуфабриката хромового дубления (вет-блю), можно судить по ИК спектрам представленным на рисунках 3.16 (а,б)-3.17(а.б).
В ИК-спектре контрольного и модифицированного образца полуфабриката хромового дубления (вет-блю) из шкур КРС (рис 3.16 (а,б)), наблюдаются полосы поглощения, отвечающие сильным валентным колебанием ассоциированных О-Н групп, связанных водородной связью и N-H группы в области 2925-3455 см"1. В области 1728 см 1 в модифицированном образце наблюдается валентное поглощение СЮ группы. Солевая структура, образованная карбоксильной и амидной группой проявляется в боковой цепи в пептидах в области 1638-1647 см"1. Деформационные колебания N-H группы вторичных амидов проявляется в области 1536-1553 см".
Влияние обработки кожевенных материалов в потоке высокочастотной плазмы пониженного давления на характеристики полуфабриката хромового дубления (вет-блю) из шкур КРС и овчины
Применение высокочастотной плазменной обработки позволяет улучшить технологические и функциональные характеристики кожевенного полуфабриката хромового дубления (вет-блю) из шкур КРС и овчины при сокращении времени проведения отмочно-зольных и дубильных процессов. Для исследования влияния высокочастотной плазмы пониженного давления на характеристики полуфабриката хромового дубления, выпущены опытно-промышленные партии полуфабрикатов (вет-блю) из шкур КРС и овчины на производственной базе ООО «Кожевник» г. Казань. Образцы сырья КРС и овчины обрабатывали в высокочастотной плазме пониженного давления со следующими входными параметрами: Л = 0,70-0,83А/м2, Wi = 37,0-75,2 эВ, Р=13,3 - 26,6 Па, варгон =0,02 - 0,06 г/с, Г = 1 - 10 мин. Параметры кожевенного голья из шкур КРС и овчины после отмоки приведены в таблице 4.4-4.5. Для получения хромового полуфабриката (вет-блю) с улучшенными технологическими и функциональными свойствами проводили высокочастотную плазменную обработку кожевенного сырья и голья из шкур КРС в режиме: Л = 0,82А/м2, Wi =73,8 эВ, Р=13,ЗПа, GapPOII =0,04 г/с, t = 3 мин, кожевенного сырья и голья из шкур овчины в режиме: Л = 0,82А/м , Wi =73,8 эВ, Р=13,ЗПа, Єаргон =0,04 г/с, t = 5 мин. Для улучшения параметров гидрофильности, в целях подготовки к последующим операциям отделки, производили обработку кожевенного полуфабриката хромового дубления (вет-блю) из шкур КРС в режиме: Л = 0,82А/м2, Wi =72,6 эВ, Р=13,ЗПа, Gap!0H =0,04 г/с, / = 3 мин. Полуфабрикат хромового дубления (вет-блю) из шкур овчины обрабатывали в режиме: Л = 0,82А/м2, т =73,8 эВ, / =13,ЗПа, варгон =0,04 г/с, t = 3 мин. Выпущены шесть опытно-промышленных партий по 50 штук каждая. Полученные опытно-промышленные партии полуфабрикатов хромового дубления (вет-блю) из шкур овчины, с применением высокочастотной плазмы пониженного давления обладали улучшенными технологическими и функциональными свойствами. После процесса хромового дубления опытные образцы кожевенных полуфабрикатов хромового дубления (вет-блю) имели полную продубленность и равномерность прокраса по всей площади. Функциональные и технологические свойства полученных кожевенных полуфабрикатов хромоюго дубления (вет-блю) из шкур КРС и овчины приведены в таблицах 4.8-4.9. Разработаны технологии проведения отмочно-зольных и дубильных процессов в производстве полуфабрикатов хромового дубления (вет-блю) из шкур КРС и овчины, позволяющие повысить технологические и функциональные характеристики последних: предел прочности при растяжении на 9,3-15,0%, удлинение при напряжении 10 МПа на 22,9-36,3%, пористость на 15,5-28,9%), температура сваривания на 6,2-8,4% выше по сравнению с полуфабрикатом, выработанным по типовой технологии.
При этом продолжительность процесса отмоки сокращается на 4-6 часа, дубления на 2 часа. Обработка кожевенного полуфабриката хромового дубления (вет-блю) позволяет улучшить его параметры гидрофильности перед процессом отделки. 1. Установлено, что высокочастотная плазменная обработка кожевенного сырья в технологии производства полуфабрикатов хромового дубления (вет-блю) приводит к морфологическим изменениям надмолекулярных структур коллагена, проявляющихся в укрупнении и разделении фибрилл и волокон в сырье, разделении волокон и пучков в голье и в полуфабрикате. Обработка кожевенного сырья из шкур овчины в режиме Wp=l,3 кВт, Р=\3,3 Па, GAr=0,04 г/с, t = S мин. приводит к росту нанопористости в нем на 118%. 2. Выявлено, что высокочастотная плазменная обработка кожевенного сырья перед отмокой и голья перед дублением приводит к сокращению процесса отмоки на 4-6 часа, дубления на 2 часа, за счет разделения надмолекулярных структур коллагена дермы, посредством нарушения слабых межмолекулярных связей. Температура сваривания кожевенного сырья после высокочастотного плазменного воздействия снижается на 3,2-4,6%, при этом пористость возрастает на 11,5-22,3%), намокаемость на 21,6-22,8%). 3. Установлено, что кожевенный полуфабрикат хромового дубления (вет-блю), полученный с применением высокочастотной плазменной обработки перед отмочно-зольными и дубильными процессами, обладает улучшенными прочностными и эластичными характеристиками: предел прочности при растяжении на 9,3-15,0%), удлинение при напряжении 10 МПа на 22,9-36,3%) по сравнению с полуфабрикатом, выработанным по типовой технологии. При этом все остальные параметры входят в диапазон данных, изложенных в ТУ 17-06-150-88.
