Исследование дубящих свойств гетерополиядерных хромтитановых комплексных соединений

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 675. 043 (088.8)

Исследование дубящих свойств гетерополиядерных хромтитановых комплексных соединений

Докт.техн.наук М.Сахы

Канд.техн.наук Г.А.Сейтбекова

Докт.техн.наук Б.А.Дмитревский

Аннотация

дубитель хромтитановый экологический безвредный

Исследование дубящего действия синтезированных хромтитановых комплексов показало, что они имеют достаточно высокую дубящую способность, чем дубители-аналоги, процесс дубления протекает стабильно, поглощение из раствора осуществляется равномерно.

Annotation

Investigation of tanning activity of synthesized chromium-titanium complexes nas shown, that they have relativery highertanning properties compared with analogues tanners, tanning process is stable, absorption from the solution is smooth.

В кожевенно-меховом производстве основными дубящими веществами являются соединения хрома (III), которые обладают токсичными свойствами. Одним из путей решения экологических проблем кожевенно-мехового производства является замен широко используемых токсичных хромовых дубителей на альтернативные экологически безвредные дубящие вещества.

Использование в качестве дубителей экологически безвредных гетерополиядерных комплексных соединений, на основе солей хрома (III), циркония, алюминия, титана и железа (III), позволит значительно снизить или полностью исключить применение дефицитных и токсичных соединений хрома.

В результате проведенных исследований в системе «сульфат титанила - сульфат хрома - вода» [1] были получены концентрационные пределы растворов, из которых в твердую фазу выделяются два новых соединения составов Cr₂(SO₄)₃·2TiOSO₄·9H₂O (ХТК-1) и 2Cr₂(SO₄)₃·TiOSO₄·30H₂O (ХТК-2).

Для изучения дубящей способности экологически безвредных ХТК-1 и ХТК-2 в лабораторных условиях методом асимметрической бахромы были подготовлены образцы голья, прозоленные по типовой методике при ж.к. - 2,5; обезволашивающие зеленые соления с обшорным золением при температуре ванны 26⁰С и общей продолжительностью 72 часа. Расход гидроксида кальция 12 г/л, сульфида натрия 0,6 г/л и карбоната натрия 2 г/л.

Подготовку образцов голья к дублению для всех, как опытных, так и для контрольных вариантов, проводили по типовой методике производства термоустойчивой юфти, где после промывки голья в течении 60 минут обеззоливали при ж.к.=1,5, температуре ванны 37⁰С в течении 60 минут. Расход сульфата аммония 3,0%. Мягчение проводили в тех же условиях в течении 2 часов при расходе протосубтилина Г-3х-0,2% от массы голья. По окончании процесса и промывки проточной водой в течении 30 минут, голье подвергали пикелеванию при ж.к.=1,0, температуре ванны 20⁰С в течении 6 часов. Расход хлорида натрия 7%, серной кислоты 0,8%.

Образцы первого варианта (контрольный) дубили хромовым дубителем основностью 42%. Расход хромового дубителя 2%, считая на Cr₂O₃. Через 4 часа после достижения полного «прокраса» голья дубителем в три приема с интервалом 30 минут, повышали основность дубящих соединений хрома раствором карбоната натрия. Общий расход карбоната натрия составил 0,4% от первоначальной массы голья. В ходе дубления в течении 8 часов через каждые 2 часа снимали кинетику процесса дубления.

Образцы второго варианта, подготовленного как и в первом варианте, дубили известным хромцирконийтитановым дубителем (ХЦТД) с соотношением Cr₂O₃:ZrO₂:TiO₂=1,5:0,4:0,6 и общим расходом ХЦТД 2,5% от массы голья.

Аналогичным образом подготовленные к дублению образцы голья последующих четырех вариантов дубили ХТК-2 с расходом в третьем варианте - 2,0%, в четвертом - 2,5%, в пятом - 3,0% и в шестом - 3,5%, считая на сумму оксидов металлов, входящих в гетерополиядерный комплекс (все от массы голья). Повышение основности проводили также раствором карбоната натрия до достижения Рн кожи 3,5-3,6.

Последующие 4 варианта образцов голья дубили с соблюдением всех параметров процесса, как контрольных, так и первой серии опытных вариантов и с соответствующим первой серии экспериментов расходом дубителя ХТК-1, т.е. соответственно 2,0; 2,5; 3,0 и 3,5% от массы образцов голья, считая на сумму оксидов металлов.

В ходе проведения процесса дубления контролировали кинетику процесса дубления.

Все серии экспериментов повторялись трижды. Среднеарифметические показатели наиболее оптимальных вариантов научно и практически значимых данных приводятся на рисунках 1-3.

Ось абсцисс - расход дубителя (в % от массы голья), ось ординат - температура (⁰С). Обозначения кривых: при дублении маскированным хромовым дубителем (1); ХЦТ (2); ХТК-2 (3); ХТК-1 (4).

Рисунок 1 - Влияние расхода дубителей на повышение температуры сваривания полуфабриката

Ось абсцисс - I - Температура сваривания полуфабриката при хромовом дублении (6), ХТК-2 (7). II - Остаточное содержание Cr₂O₃ (1) при хромовом дублении; Cr₂O₃ (2), TiO₂ (3) при дублении ХТК-2. III - Изменение рН дубильного раствора при хромовом дублении (4), ХТК-2 (5). Ось ординат - время (час).

Рисунок 2 - Кинетика дубления образцов голья для термоустойчивой юфти хромовым дубителем (концентрация ХТК считая на сумму оксидов металлов 25 г/л)

Ось абсцисс - I - Температура сваривания полуфабриката при дублении ХЦТД (8) и ХТК-1 (9). II - Остаточное содержание Cr₂O₃ (1), ZrO₂ (2), TiO₂ (3) из раствора ХЦТД; Cr₂O₃ (4), TiO₂ (5) из раствора ХТК-1. III - Изменение Рн раствора при дублении ХЦТД (6), ХТК-1 (7). Ось ординат - время (час).

Рисунок 3 - Кинетика дубления образцов голья для термоустойчивой юфти ХЦТД (концентрация 25 г/л) и ХТК-1 (концентрация 35 г/л)

Из рисунка 1 следует, что синтезированные в данной работе экологически безвредные гетерополиядерные минеральные комплексы ХТК-1 и ХТК-2 обладают дубящими способностями, и хотя по способности повышать температуру сваривания кожи заметно, что они уступают хромовому дубителю, но как видно из рисунка (кривая 3,4) при некотором повышении расхода дубителя могут повысить температуру сваривания кожи до требуемых величин, т.е. свыше 100⁰С, что делает возможным использовать их и для дубления кож термостойкости которых предъявляются высокие требования, как в данном случае для дубления термоустойчивой юфти. В то же время из рисунка 1 видно, что дубящая способность хромтитановых комплексов повышается с увеличением доли хрома в гетерополиядерном комплексе, что вполне согласуется с теорией минерального дубления, но из данных рисунка 1 (кривая 2,3) и рисунка 3 (8,9) можно сделать вывод, что чистые гетерополиядерные комплексы как и ХТК-2 обладают более высокими дубящими способностями по сравнению с аналогичными КМД.

Данный вывод обосновывается тем, что при одинаковом расходе дубителя (считая на сумму оксидов металлов) ХТК-2 повышает температуру сваривания кожи практически на одинаковую величину по сравнению с ХЦТД, хотя в его состав не входит цирконий, обладающий более высоким дубящим действием, чем титан.

Таким образом, из данных рисунка 1 сделать заключение, что оптимальным расходом для дубления термоустойчивой юфти является для ХТК-2 -2,5-2,7% (считая на сумму металла), для ХТК-1-3,3-3,5% от массы голья.

На рисунках 2, 3 приводятся данные кинетики дубления образцов голья с назначением на термостойкую юфть (оптимальных вариантов выбранных по расходу дубителя). Из названных рисунков видно (кривая 4, 5 рисунка 2 и кривая 6, 7 рисунка 3), что свойства синтезированных новых гетерополиядерных комплексов ХТК-1 и ХТК-2 позволяют проводить процесс дубления при достаточно высоком Рн дубильного раствора, что облегчает не только подготовку полуфабриката к проведению последующих процессов выработки кожи, но и, видимо, повышает интенсивность взаимодействия дубителя с коллагеном, повышая диссоциацию ряда функциональных групп белка. Из рисунка 2 (кривая 2, 3) и рисунка 3 (кривая 4, 5) ясно видно, что одним из главных достоинств экологически безвредных гетерополиядерных комплексов является высокая отработка дубителя из дубящей ванны, по сравнению как с классическим хромовым дубителем, так и комплексными минеральными дубителями, что способствует оздоровлению экологической ситуации кожевенных предприятий.

Литература

1 Сабралиева Ж.И., Сахиев М.С., Жарлыкапова Р.Б., Айтуленова К.Т. Титанил сульфаты - хром сульфаты - су ж?йесіндегі гетерополиядролы комплексті ?осылысы-ны? т?зілуін зерттеу // Наука и образование Южного Казахстана. - 1998. - № 3. - С. 41-45.

Размещено на Allbest.ru