Розробка технології виробництва шкір, стійких до дії розчинів поверхнево-активних речовин

Размещено на http://www.allbest.ru/

Київський національний університет технологій та дизайну

05.19.05 - Технологія шкіри та хутра

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Розробка технології виробництва шкір, стійких до дії розчинів поверхнево-активних речовин

Коваленко Марина Сергіївна

Київ 2003



Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Київському національному університеті технологій та дизайну, Міністерство освіти і науки України

Науковий керівник:

кандидат технічних наук, доцент Бехарський Владислав Йосипович, кафедра технології шкіри та хутра, Київський національний університет технологій та дизайну

Офіційні опоненти:

доктор технічних наук, заслужений діяч науки і техніки УРСР, професор Анохін Віктор Васильович, Київський національний університет технологій та дизайну

кандидат технічних наук, доцент Козарь Оксана Петрівна, завідуюча навчальним відділом Мукачівського технологічного університету

Провідна установа:

Технологічний університет Поділля, Міністерство освіти і науки України, м. Хмельницький

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського національного університету технологій та дизайну, м. Київ -11, вул. Немировича-Данченка, 2

Автореферат розісланий “ 19 “ вересня 2003 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Первая Н.В.



ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Вироби зі шкіри служать людині протягом усього її життя і значною мірою відображають, з одного боку - рівень життя, культури і потреб суспільства, а з іншого - рівень розвитку науки про перетворення колагену дерми в шкіру. Тому, щоб зайняти провідне місце на ринку, підприємства повинні, спираючись на наявний досвід і традиції, використовувати світові досягнення в техніці, технології, а також тенденції сучасної моди.

Сучасна мода на оформлення салонів автомобілів, меблів, одягу і шкіргалантерейних виробів вимагає використання м'якої, рівномірно пофарбованої шкіри стійкої до дії поверхнево-активних речовин (ПАР) зі збереженням в процесі експлуатації її хімічних та фізико-механічних властивостей, особливо при пранні виробів. Дотепер не існувало технології для виробництва згаданих шкір.

В деякій мірі такі властивості притаманні замші, але технологія її виробництва - матеріалоємна, трудомістка, потребує спеціального обладнання і дефіцитної в Україні сировини (шкури овець, диких кіз, оленів). Спроби розробити технологію, що забезпечила б випуск шкіри з лицьовою поверхнею, стійкої до дії розчинів ПАР, не мали успіху, оскільки стабільність властивостей шкіри була незадовільною. В нинішній час не існує технології виробництва шкіри хромового дублення з властивостями подібними до замші.

Робота виконана в рамках наукових досліджень Київського національного університету технологій та дизайну “Ресурсозбереження та комплексна переробка відходів легкої промисловості та хімії”, а також згідно з програмою Центру технологій виробництва нового асортименту шкір і виробів з них при науково-впроваджувальному підприємстві “ГВП-Хімматеріали”.

Мета дослідження полягала в розробці технології виробництва шкіри, стійкої до дії розчинів ПАР на основі вивчення взаємодії ненасичених сполук та барвників з активними групами колагену в присутності похідного формальдегіду - гексаметилентетраміну в процесі жирування шкір у нейтральному середовищі і закріплення їх на волокні дерми в кислому середовищі при обробці напівфабрикату хромового дублення.

Для досягнення зазначеної мети необхідно було:

вивчити способи пластифікації шкір жирувальними матеріалами та стабілізацію останніх в структурі дерми;

визначити моделі процесу вироблення шкіри з необхідними властивостями і на їх основі знайти найбільш раціональні параметри процесу, що забезпечують стійкість шкіри до дії розчинів ПАР;

розглянути фізико-хімічні процеси, що обумовлюють стабільність та незмінність властивостей шкіри;

оцінити характер сорбції реагуючих речовин і утворення між ними хімічних зв'язків, які забезпечують стійкість шкіри до дії розчинів ПАР;

визначити взаємозв'язок дзета-потенціалу внутрішньої поверхні дерми і фізико-механічних властивостей шкіри;

дослідити за допомогою ІЧ-спектроскопії взаємодію компонентів жирувальної композиції з гексаметилентетраміном і, виходячи з уявлень про процеси, що відбуваються при виробленні шкіри, стійкої до дії розчинів ПАР;

розробити нормативно-технічну документацію на виробництво шкір для одягу, рукавичних та технічних шкір, стійких до дії розчинів ПАР.

Об'єкт дослідження - розробка процесу формування структури шкіри, стійкої до дії розчинів ПАР з напівфабрикату хромового дублення.

Предмет дослідження - технологія виробництва шкір різного асортименту, стійких до дії розчинів ПАР, а також метилові ефіри на основі кислот ріпакової і соняшникової олії, барвники, гексаметилентетрамін, оцтова кислота, лицьовий хромований напівфабрикат, хромований спилок, готова шкіра.

У роботі використано традиційні та сучасні методи експериментальних досліджень: ІЧ-спектороскопічний, реологічний, електроосмотичний, методи математичного планування, регресійного та кореляційного аналізу об'екту дослідження, які передбачають використання критеріїв Кохрена - для оцінки відтворюваності даних, Стьюдента - значимості коефіцієнтів факторів та Фішера - адекватності моделей.

Наукова новизна досліджень полягає у тому, що вперше:

- встановлено, що процес формування та фіксації структури шкіри пов'язаний із сорбцією компонентів жирувальної композиції і гексаметилентетраміну у нейтральному середовищі та їх взаємодією на волокні колагену дерми в присутності органічної кислоти;

- доведено, що фіксація реагуючих речовин пов'язана з поступовим руйнуванням кілець гексаметилентетраміну, а також з утворенням сполук гексаметилентетраміну з ненасиченими складовими жирувальних композицій та барвниками на поверхні структурних елементів дерми, що обумовлює стійкість шкіри до дії ПАР;

- виявлено, що ефект фіксації жирувальних матеріалів суттєво залежить від співвідношення витрат барвників та складних ефірів, ступеню переетерифікації тригліцеридів з витратами гексаметилентетраміну;

- визначено найбільш раціональні параметри фарбувально-жирувальних процесів з використанням математичних моделей, що описують вплив технологічних параметрів на стабільність властивостей готової шкіри при дії розчинів ПАР.

Практичне значення роботи. Розроблена технологія виробництва шкіри, що дозволяє одержати нові види шкір для одягу, рукавичних та технічних шкір, здатних зберігати свої властивості після обробки розчином ПАР; виключити забруднення навколишнього середовища органічними сполуками; застосовувати доступні хімічні матеріали, виробництво яких організовано в Україні.

Впровадження розробленої технології на шкіряному підприємстві ЗАО “ВОЗКО” забезпечило економічну ефективність 1321 грн. на 100 м² шкір за рахунок збільшення сортності та зміни ціни на готову продукцію, а величина відверненого екологічного збитку склала 44830 грн. на рік.

Особистий внесок здобувача полягає у постановці задач, проведенні експериментів, обробці й аналізі одержаних результатів, науковому обґрунтуванні та розробці технології виробництва шкіри, стійкої до дії розчинів ПАР.

Апробація роботи. Результати роботи доповідалися на наукових конференціях молодих вчених і студентів КНУТД у 2001-2003 роках, а також на міжнародній науково-практичній конференції “Современные технологии и оборудование для получения и переработки полимеров, полимерных композиционных материалов и химических волокон“ (Україна, м. Київ, 2003 р.).

Публікації. Основні положення дисертації викладено у семи наукових працях, з яких три у фахових журналах ВАК України, та захищені патентом України “Спосіб виробництва шкір придатних до прання у водних розчинах та органічних розчинниках”.

Обсяг і структура роботи. Дисертацію викладено на 150 сторінках машинописного тексту. Робота включає вступ, п'ять розділів, висновки, список використаної літератури із 110 джерел та 7 додатків. Робота містить 26 таблиць та 19 рисунків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми, викладено основні положення досліджуваної проблеми, визначено мету та задачі дослідження, сформульовано наукову новизну та практичну значимість дисертаційної роботи.

У розділі 1 узагальнено та проаналізовано наукові досягнення та практичні розробки в області виробництва шкіри, стійкої до дії розчинів ПАР. Розглянуто роль пластифікації шкір жирувальними матеріалами і фіксації на волокні дерми в результаті їх взаємодії з колагеном дерми, яка забезпечує стійкість шкіри до дії ПАР. Показано необхідність використання для цієї мети вуглеводнів з ненасиченими зв'язками, а також речовин, що можуть після повного просочення дерми взаємодіяти з жирувальними речовинами та білком. На підставі аналізу літературних даних обґрунтовано можливість вироблення шкіри, властивості якої не змінюються після дії розчинів ПАР.

У розділі 2 наведено характеристику об'єктів та методів дослідження.

Об'єктом дослідження була розробка процесу формування структури шкіри як результат сорбції жирувальних речовин та речовин здатних фіксувати їх на волокні колагену дерми. Дослідження проводили з використанням лицьового хромованого напівфабрикату та бахтармяного спилку.

Для оцінки властивостей вихідних хімічних матеріалів та готової шкіри використовували як традиційні так і сучасні методи досліджень, що дозволили виявити ефект стійкості шкіри до дії розчинів ПАР та розробити відповідну технологію. Заряд шкіри визначали електроосмотичним методом. Взаємодію компонентів між собою вивчали ІЧ-спектроскопічним та реологічним методом. Для визначення оптимальних параметрів проведення фарбувально-жирувальних процесів на всіх стадіях дослідження використано математичний метод планування - повний факторний експеримент, при обговоренні експериментальних даних - регресійний та кореляційний, а також диференційний аналіз рівнянь.

У розділі 3 наведено результати дослідження впливу параметрів фарбувально-жирувальних процесів на стійкість шкіри до дії розчинів ПАР.

Дослідження проводились в напрямку пошуку вуглеводнів, які містять у своєму складі ненасичені зв'язки і карбонільні групи, а також реагенту, що в певних умовах може сприяти незворотній сорбції жирувальних речовин і тим самим забезпечити стійкість шкіри до дії розчинів ПАР, який використовують при пранні шкіри.

Як відомо, хромований напівфабрикат під впливом лужних реагентів роздублюється і втрачає свої властивості. Враховуючи це, використовувати для прання аніонні ПАР не можливо, тому в роботі вивчали дію неіоногенних ПАР, які є продуктами приконденсації жирних кислот або ароматичних сполук з поліетиленгліколем з довжиною ланцюга 9-12. До таких сполук відносять “Савенол NWP”, який випускається на фірмою “Барва”.

У дослідженнях витрати гексаметилентетраміну розраховували виходячи зі стехіометричного співвідношення з оцтовою кислотою, тобто витрати гексаметилентетраміну й оцтової кислоти були постійні і складали відповідно 2 і 3,5% від маси струганого напівфабрикату. Оцтова кислота дозувалася після повного поглинання барвників і жирувальних матеріалів.

Процес проводили при температурі 60°С протягом 2 годин при постійному обертанні барабана.

Після сушіння, зволоження та розтягування отримані зразки піддавалися п'ятикратній дії 0,4%-го водяного розчину “Савенол NWP” з проміжним сушінням у вільному стані.

У результаті проведення експерименту були визначені наступні показники якості шкіри: вміст речовин, що екстрагуються органічними розчинниками (G), межа міцності при розтягуванні (у), відносне видовження при розриві (lp), відносне видовження при напруженні 9,8 МПа (lн).

Таблиця 1

Властивості шкіри до та після дії розчину ПАР

Умови проведення експерименту	Властивості шкіри до дії розчину ПАР	Властивості шкіри після дії розчину ПАР
Ступінь переетерифі-кації ефіру, %	Загальні витрати жирувальних матеріалів, %	G, %	у, МПа	lн, %	lp, %	G, %	у, МПа	lн, %	lp, %
50	5	10,8	14,1	48	68	8,9	12,2	58	75
50	10	12,7	20,5	56	93	9,2	18,6	54	83
50	15	18,2	14,5	66	83	13,3	13,2	64	83
50	20	22,4	7,7	66	73	16,4	7,0	60	67
100	5	9,2	17,3	48	80	8,5	14,3	52	66
100	10	13,0	18,7	45	81	9,2	17,3	40	63
100	15	16,3	17,4	52	71	12,8	16,0	55	70
100	20	13,6	10,1	67	67	11,2	10,0	59	54

Показники властивостей шкіри після дії розчину ПАР істотно залежать від фіксації жирувальних матеріалів на структурних елементах дерми та втрати здатності знову емульгуватися. Про це свідчить зміна показників властивостей шкір після дії розчину ПАР не більш ніж на 30% (табл.1). Найкращі стабільні показники виявлені при загальних витратах жирувальних матеріалів 10%, які і використовували в подальших експериментах.

Незмінність властивостей шкіри після багаторазової дії розчину ПАР досягається за рахунок використання особливостей будови жирувальних матеріалів та зміни властивостей колагену дерми у післядубильних процесах. Втрата здатності жирувальних речовин емульгуватися під впливом неіоногенних ПАР можлива в результаті сорбції вуглеводнів на поверхні тонкої структури колагену і взаємодії за рахунок сорбційних сил і хімічних зв'язків різної природи.

Емульгуюча здатність жирувальних матеріалів, що використовуються, різко зменшується в результаті фізико-хімічних процесів, які відбуваються при підкисленні системи навіть поза шкірою. У експерименті простежується істотна втрата здатності емульгуватися значної частини жирів після підкислення (рис. 1).

До обробки вся жирувальна композиція легко емульгувалася, тривалість стійкості емульсії складала більше 2 годин.

Втрата емульгуючої здатності пов'язана зі збільшенням середньочасткової маси жирувальних композицій, що можна простежити по залежностях логарифмів відносних густин (ln _від = К₁ + К₂ * С) від концентрації С жирувального матеріалу у чотирьоххлористому вуглеці. В представленій залежності: К₁ - вільний член, а К₂ = d ln _від / d C - відповідає характеристичній в'язкості жирувальної композиції (табл. 2), що пов'язана з середньою молекулярною масою за рівнянням Марка-Куна-Хувінка

Збільшення ступеня переетерифікації жирів зменшує логарифмічне число в'язкості (ЛЧВ) тому, що тригліцериди перетворюються в моноефіри жирних кислот і метилового спирту. ЛЧВ препарату “Сульфірокс” при дії гексаметилентетраміну й оцтової кислоти зменшується, а ЛЧВ метилових ефірів на основі кислот рослинних олій - збільшується. Тому ЛЧВ жирувальних композицій залежить від складу і ступеню переетерифікації олій. Це вказує на те, що речовини, які входять до складу композиції, по-різному взаємодіють з гексаметилентетраміном у кислому середовищі. Зважаючи на те, що гексаметилентетрамін разом з компонентами жирувальної суміші сприяє зменшенню ЛЧВ, тобто зменшенню її часткової маси, стає можливим проводити обробку шкіри всіма компонентами одночасно, крім кислоти. Кислоту, у цьому випадку, необхідно дозувати після сорбції реагентів, тому що вона сприяє збільшенню часткової маси композиції. Хімічні процеси, що відбуваються під впливом оцтової кислоти на волокні дерми після обробки жирувальною композицією і барвниками, істотно залежать також і від сорбції реагуючих речовин.

Таблиця 2

Характеристика жирувальних компонентів та композицій

Жирувальний компонент або композиція, масові частки	Коефіцієнти рівняння ln від = К1 + К2* С	Коефіцієнт кореляції, %
	К1	К2
"Сульфірокс"	4,17	0,195	99,6
Ефір кислот ріпакової олії зі ступенем переетерифікації, %: - 50 - 100	4,17 4,17	0,059 0,055	99,6 99,2
Ефір кислот соняшникової олії зі ступенем переетерифікації 50 %	4,17	0,029	98,5
"Сульфірокс" - 10, гексаметилентетрамін - 2, оцтова кислота - 3,5	4,19	0,082	99,9
Ефір кислот ріпакової олії зі ступенем переетерифікації 50 % - 10, гексаметилентетрамін - 2, оцтова кислота - 3,5	4,19	0,068	99,3
Ефір кислот ріпакової олії зі ступенем переетерифікації 100 % - 10, гексаметилентетрамін - 2, оцтова кислота - 3,5	4,19	0,063	99,5
Ефір кислот соняшникової олії зі ступенем переетерифікації 50% - 10, гексаметилентетрамін - 2, оцтова кислота - 3,5	4,19	0,047	99,2
Ефір кислот ріпакової олії зі ступенем переетерифікації 50 % - 5, "Сульфірокс" - 5, гексаметилентетрамін - 2, оцтова кислота - 3,5	4,19	0,113	99,6
Ефір кислот ріпакової олії зі ступенем переетерифікації 100 % - 5, "Сульфірокс" - 5, гексаметилентетрамін - 2, оцтова кислота - 3,5	4,19	0,090	99,3
Ефір кислот соняшникової олії зі ступенем переетерифікації 50 % - 5, "Сульфірокс" - 5, гексаметилентетрамін - 2, оцтова кислота - 3,5	4,19	0,083	99,7
Ефір кислот ріпакової олії зі ступенем переетерифікації 50 % - 5, "Сульфірокс" - 5, гексаметилентетрамін - 2	4,27	0,077	99,8
Ефір кислот ріпакової олії зі ступенем переетерифікації 100 % - 5, "Сульфірокс" - 5, гексаметилентетрамін - 2	4,27	0,090	98,1

Експериментально-теоретичне обґрунтування способу моделювання властивостей готової шкіри в залежності від параметрів фарбувально-жирувальних процесів в лабораторних і виробничих умовах проводили відповідно до плану наведеному в таблиці 3.

Таблиця 3

План-матриця експерименту

Фактор	Код фактору	Рівні факторів
		нижній	верхній
		в натураль-ному виразі	в кодовому виразі	в натураль-ному виразі	в кодовому виразі
Витрати “Сульфіроксу” на першій стадії жирування, % від маси струганого напівфабрикату	Х1	2,0	- 1	3,5	+ 1
Природа олії	Х2	ріпакова	- 1	cоняшникова	+ 1
Витрати аніонного барвника, % від маси струганого напівфабрикату	Х3	2,5	- 1	4,0	+ 1
Ступінь переетерифікації олій (вміст метилового ефіру), %	Х4	100	- 1	50	+ 1

Зразки аналізувалися до і після обробки розчином ПАР. Були визначені такі показники властивостей шкіри, як функції відгуку:

Y₁ - межа міцності при розтягуванні до дії розчину ПАР, МПа;

Y₂ - межа міцності при розтягуванні після дії розчину ПАР, МПа;

Y₃ - відносне видовження при розриві до дії розчину ПАР, %;

Y₄ - відносне видовження при розриві після дії розчину ПАР, %;

Y₅ - відносне видовження при напруженні 9,8 МПа до дії розчину ПАР, %;

Y₆ - відносне видовження при напруженні 9,8 МПа після дії розчину ПАР, %

Рівень величини даних показників суттєво залежить від природи олії, витрат аніонного барвника, ступеня переетерифікації ефірів кислот олій та їх сумісного впливу.

Результати основних експериментальних даних, отриманих у лабораторних умовах, наведено у вигляді регресійних рівнянь:

- для шкір з лицьовою поверхнею:

Y₁ = 14,00 - 0,76X₃₄ - 1,30X₁₂₄ - 2,03X₂₃₄ - 1,03X₁₂₃₄(1)

Y₂ = 15,03 - 0,76X₂ + 0,88X₄- 0,75X₁₂ + 0,74X₁₄ - 0,85X₂₃- 0,89X₂₄ -

1,55X₂₃(2)

Y₃ = 68,75 - 4,88X₄ - 3,50X₂₃ - 5,13X₁₂₃ - 9,00X₂₃₄(3)

Y₄ = 77,81 + 3,56X₁ - 6,06X₁₂ - 4,56X₃₄ - 3,44X₂₃₄ - 3,81X₁₂₃₄(4)

Y₅ = 50,13 - 2,88X₃ + 3,13X₁₄ - 2,75X₁₂₃ - 3,25X₂₃₄ (5)

Y₆ = 52,81 + 6,06X₁ - 3,06X₄ - 3,81X₁₂ - 3,56X₁₄ - 2,81X₂₃ - 4,56X₃₄ +

2,81X₂₃(6)

- для спилку:

Y₁ = 10,99 + 0,71Х₂ - 1,21Х₃ - 1,81Х₄ - 0,76Х₃₄ + 1,56Х₂₃₄ (7)

Y₂ = 10,94 + 0,51Х₂ - 0,51Х₃ - 0,64Х₄ - 3,79Х₂₃ - 2,06Х₂₃₄ (8)

Y₃ = 49,38 - 7,88Х₄ + 6,38Х₂₃₄ (9)

Y₄ = 52,50 + 5,25Х₃ - 5,50Х₄ - 7,00Х₂₃ + 6,50Х₂₃₄ (10)

Y₅ = 39,13 + 0,88Х₃ - 4,38Х₄ - 1,63Х₂₄ + 1,63Х₂₃₄ (11)

Y₆ = 37,75 + 4,00Х₃ - 5,75Х₄ - 2,00Х₂₃ + 2,50Х₂₃₄(12)

В наведених рівняннях (1-12) коефіцієнти значимі з урахуванням критерію Стьюдента, адекватні за критерієм Фішера. Враховуючи те, що критерій Фішера дає можливість визначити адекватність коефіцієнтів лінійних регресійних рівнянь, були проведені додаткові експерименти, які підтвердили адекватність наведених рівнянь.

Технологія виробництва шкіри, стійкої до дії розчину ПАР, повинна забезпечувати: незмінність хімічного складу шкіри після дії розчину ПАР; відсутність впливу дії розчину ПАР на міцність шкіри, її видовження, формування об'єму й інші показники, тобто d y_i = 0 (де y - функція відгуку; i - позначення показників).

У таблиці 4 представлені диференціали рівнянь d_i, що характеризують властивості шкіри до дії розчину ПАР. Якщо прирівняти диференціали цих рівнянь до нуля, одержимо систему рівнянь, у яких значення факторів, що обумовлюють одержання шкіри з необхідними властивостями, є невідомими величинами. Якщо припустити, що властивості шкіри до і після дії розчину ПАР тотожні, то різницю цих функцій показників до та після дії розчину ПАР можна представити також величиною, що дорівнює нулю (табл.4).

Таблиця 4

Визначення найбільш раціональних параметрів фарбувально-жирувальних процесів

Позна-чення	b0	b1	b2	b3	b4	b12	b13	b14	b23	b24	b34	b123	b124	b134	b234	b1234
У1-У2	-1,03	-	0,76	-	-0,88	0,75	-	-0,74	0,85	0,89	-0,76	-	-1,30	-	-0,51	-1,03
d У1	-	-	-	-0,76	-0,76	-1,30	-	-1,30	-2,03	-3,33	-2,03	-1,03	-1,03	-1,03	-1,03	-
У3-У4	-9,06	-3,56	-4,88	-	-	6,06	-	-	-3,50	-	4,56	-5,13	-	-	-5,56	3,81
d У3	-4,88		-3,50	-3,50	-	-5,13	-5,13	-	-14,13	-9,00	-9,00	-	-	-	-	-
У5-У6	-2,68	-6,06	-	-2,88	3,06	3,81	-	6,69	2,81	-	4,56	-2,75	-	-	-6,06	-
d У5	-2,88	3,13	-	-	3,13	-2,75	-2,75	-	-6,00	-3,25	-3,25	-	-	-	-	-

Кількість рівнянь, отриманих таким чином, перевищувало число невідомих величин у цих рівняннях, що гарантує можливість знайти їх відомими математичними методами. При проведенні пошуку невідомих величин у даній роботі використовували визначники n-го порядку. Зважаючи на те, що при знаходженні значень факторів, що впливають на показники готових шкір використовували переважно всі експериментальні показники, то отримані значення аргументів можна віднести до найбільш раціональних параметрів. Кодовані найбільш раціональні параметри процесів, як видно з таблиці 5, істотно залежать від виду хромованого напівфабрикату після двоїння і стругання (бахтармяний спилок або лицьова шкіра).

Таблиця 5

Коди найбільш раціональних параметрів фарбувально-жирувальних процесів

Вид шкіри	Х1	Х2	Х3	Х4
Лицьова шкіра	-0,6	1,0	1,0	-1,0
Бахтармяний спилок	-0,3	1,0	0,5	-1,0

Приведені найбільш раціональні параметри враховують результати дослідів проведених у виробничих умовах (табл. 6) і рекомендовані ЗАО “Возко” для використання при виконанні замовлень на даний асортимент шкір. Випуск таких шкір здійснюється відповідно до вимог розроблених технічних умов.



Таблиця 6

Найбільш раціональні параметри фарбувально-жирувальних процесів

Показник	Вид шкіри
	з лицьовою поверхнею	бахтармяний спилок
Витрати “Сульфіроксу” на першій стадії жирування, %	2,30	2,53
Природа олії	соняшникова	соняшникова
Витрати барвника, %	4,00	3,60
Ступінь переетерифікації олій, %	100	100

Враховуючи те, що взаємодія гексаметилентетраміну зі складовими жирувальної композиції та структурними елементами шкіри супроводжується багатостадійним процесом його розкладання (розділ 4), то цю взаємодію можна представити рівнянням:

[С_у*6-С_б-С_е]*[С_б + С_е] = К [С_бб] * [С_ее] * [С_бе],

де: С_у - витрати гексаметилентетраміну, моль;

С_б - витрати барвника, моль;

С_е - витрати ефірів для варіантів, де використовували ефір з 100% переетерифікацією та сума витрат тригліцериду й ефіру для варіантів, де використовували ефір з 50% переетерифікацією, моль;

С_бб - продукт взаємодії метиленових груп гексаметилентетраміну з барвником, моль;

С_ее - продукт взаємодії метиленових груп гексаметилентетраміну з ефіром, моль;

С_бе - продукт взаємодії метиленових груп гексаметилентетраміну з барвником та ефіром, моль.

При розрахунку витрат ефірів С_е враховували також витрати тригліцерідів та ефірів, що присутні у складі “Сульфіроксу”, який використовували на першій та другій стадіях жирування.

Ліва частина рівняння відображає добуток реагуючих речовин в присутності кислоти. Перший множник характеризує вільні метиленові групи, а другий - функціональні групи, що приймають участь у хімічній реакції. Їх добуток (показник П) характеризує утворення речовин при обробці шкіри.

Дослідження в лабораторних та виробничих умовах ЗАО “Возко” дозволили виявити залежність показника вмісту речовин, які екстрагуються органічними розчинниками від показника П, що враховує усі фактори, які забезпечують ефект незмінності властивостей шкіри в результаті дії розчину ПАР (рис. 2а і 2б). Слід зазначити, що вміст речовин, які екстрагуються органічними розчинниками після дії розчину ПАР, зменшується не більше ніж на 20% для шкір вироблених як у лабораторних, так і у виробничих умовах.

а) напівфабрикат з лицьовою поверхнею б) бахтармяний спилок

Залежність вмісту речовин, які екстрагуються органічними розчинниками (G), від величини показника П: 1 - до дії розчину ПАР; 2 - після дії розчину ПАР

Характер відкладення жирувальних матеріалів у тонкій структурі колагену дерми та хімічні процеси, що відбуваються на волокні, впливають на пружно-пластичні властивості і міцність шкіри. Глибина проникнення компонентів жирувальної композиції і ступінь їх зв'язування між собою та структурними елементами дерми, поряд з процесами солюбілізації вуглеводнів і зміною дзета-потенціалу, безпосередньо впливають на комплексний показник 1/Np. Як показано в роботах А.А. Горбачова, цей показник експоненціально характеризує вихід шкіри за площею. Зміна дзета-потенціалу обумовлюється заповненням простору у неупорядкованій зоні дубильними сполуками та солюбілізацією жирувальних речовин в упорядкованій зоні структури колагену дерми і сорбцією барвників на поверхні його фібрил. Зазначене істотно залежить від хімічної природи барвників, будови їх молекул, молекулярної маси, тощо. Так, використання аніонного темно-коричневого барвника підвищує даний показник, а аніонного жовтого блискучого Е приводить до його зниження. Це ймовірно пов'язано з тим, що молекулярна маса темно-коричневого барвника майже в два рази більша за масу жовтого, а, отже, ймовірність зшивки структури колагену таким барвником вздовж ланцюга дуже велика. Однак, більш висока молекулярна маса знижує дифузію барвника в глибину фібрил і тому зміна величини показника 1/Nр у випадку використання темно-коричневого барвника, при обробці шкіри значно менша, ніж при використанні жовтого блискучого барвника. Викладена тенденція справедлива і більш чітко виражена. при обробці спилку.

а) до дії розчину ПАР б) після дії розчину ПАР

Залежність величини комплексного показника 1/Np від показника П при використанні барвників: 1 - жовтий блискучий Е, 2 - темно-коричневий барвник

Характер відкладення жирувальних речовин, барвників, їх фіксація і розподіл між упорядкованою та неупорядкованою зонами структури колагену в кінцевому випадку визначає дзета-потенціал обводненої шкіри, істотний вплив якого на комплексний показник 1/Np очевидний (рис. 4).

а) напівфабрикат з лицьовою поверхнею б) бахтармяний спилок

Залежність величини комплексного показника (1/Np) від дзета-потенціалу: 1 - до дії розчину ПАР, 2 - після дії розчину ПАР

Дзета-потенціал обводненої шкіри корелюється з комплексним показником 1/Np і описується залежностями, у яких тангенс кута нахилу, як до, так і після багаторазової дії розчину ПАР, має майже ту саму величину, а для спилка ці дві залежності зливаються в одну. Це вказує на те, що лицьова поверхня шкіри впливає на розподіл жирувальних матеріалів, а отже і на величину дзета-потенціалу.

Зміна заряду внутрішньої поверхні шкіри в результаті відкладення і міцної фіксації жирувальних матеріалів призводить до зміни величини показника 1/Np поряд з жиром, що міцно не зафіксований і вимивається при багаторазовому пранні. Рівень заряду шкіри для спилка, як до, так і після дії розчину ПАР однаковий.

У розділі 4 за допомогою ІЧ-спектроскопічного методу були досліджені складові жирової композиції: ефіри кислот ріпакової та соняшникової олій (ступінь переетерифікації метиловим спиртом складав 50 і 100%), жирувальна композиція “Сульфірокс”, суміш цих компонентів з гексаметилентетраміном, а також з гексаметилентетраміном та оцтовою кислотою. Також досліджували жирувальні матеріали екстраговані з готової шкіри як до, так і після дії розчину ПАР. ІЧ-спектри представлені на рис. 5.

Для кількісної оцінки хімічного складу та характеру взаємодії компонентів жирувальної композиції між собою в межах певної характеристичної частоти визначали оптичну густину за методом внутрішнього стандарту та базової лінії (табл. 7).

Характеристична частота 830 см^-1 відноситься до гексаметилентатраміну, головним чином, до коливань шестичленних гетероциклів. Згадана частота відсутня в спектрах ефірів кислот ріпакової та соняшникової олій і їх сумішах з “Сульфіроксом”, тобто в тих дослідних варіантах, де відсутній гексаметилентетрамін. Слід зазначити, що величина оптичної густини середньозваженої характеристичної частоти за комп'ютерно-розрахунковою версією значно більша, ніж у реальних системах. Це вказує на те, що даний реагент змінює свою структуру в результаті сорбції його жирувальними компонентами і активними групами колагену дубленої шкіри. При цьому варто врахувати, що безпосередній вплив на гексаметилентетрамін жирувальної суміші не перешкоджає розкладанню його кілець оцтовою кислотою. Однак сорбція гексаметилентетраміну жирувальним матеріалом, яка відбувається у структурі дерми, перешкоджає руйнуванню його кілець і вимиванню жирувальних сполук під час дії розчину ПАР.

Характеристична частота 1040 см^-1, що визначає коливання кілець гексаметилентетраміну, з'являється в спектрі суміші жирувальних матеріалів у присутності останнього, але після дії розчину ПАР проявляється слабко. Це вказує на те, що розкриваючись гетероцикли можуть взаємодіяти з функціональними групами дубленого колагену, тому що оцтова кислота ці кільця руйнує до більш високого рівня, ніж у вихідному продукті.

Високий рівень кореляційного відношення (R²=0,95) величин оптичних густин 1260 і 1590 см^-1, що характеризують відповідно С-N і C=С групи, свідчить про споріднену взаємодію даних груп (рис. 6).

Більш високе значення оптичної густини на частоті 1260см-1 для ефірів 50 %-вої переетерифікації зв'язане з тим, що при неповному гідролізі тригліцеридів олій під впливом невеликої кількості кислоти збільшення кількості зв'язків С-N не відбувається за рахунок приєднання кислоти при розкладанні гексаметилентетраміну. Цей факт також підтверджує участь даних груп у реакції.

Вплив виду ефіру (ефіри кислот ріпакової чи соняшникової олій) на взаємозв'язок величин оптичних густин на тих же частотах можна відобразити графічною залежністю (рис. 7), яка підтверджується кореляцією даних груп. Кількість подвійних зв'язків у ріпаковій олії більша ніж у соняшниковій і на 100 молей олій складає відповідно - 0,47 та 0,28 молей. Співвідношення подвійних і одинарних зв'язків змінюється в залежності від складу системи: чисті олії, їх суміші як окремо, так і в присутності гексаметилентетраміну чи гексамети-лентетраміну і кислоти, а також речовин, що екстраговані органічними розчинниками зі шкіри до і після дії розчину ПАР. жирувальний пластификація стабілізація шкіра

Зазначене співвідношення залежить також від кількості вільних кілець гексаметилентетраміну, які характеризуються частотою 830 см-1 (рис. 8). При збільшенні кількості зазначених кілець спостерігається зменшення оптичної густини на частоті 1760 см-1. Однак інтенсивність і рівень цієї взаємодії (якщо оцінювати її за тангенсом кута нахилу і розміщенню ліній, що відповідають різному ступеню переетерифікації) істотно залежить від частки переетеріфікованого ефіру в зразку. Це вказує на те, що дане явище відображає сорбцію гексаметилентетраміну складноефірним зв'язком.

Таблиця 7

Вплив складу композицій на оптичну густину характеристичних частот

Частота, см-1	Гексаметилен-тетрамін	Склад композиції	Жир, екстрагований зі шкіри	Компьютерно-розрахункова версія
		ефір, “Сульфірокс”	ефір, “Сульфірокс”, гексаметилен-тетрамін	ефір, “Сульфірокс”, гексаметилен-тетрамін, оцтова кислота	До дії розчину ПАР	Після дії розчину ПАР	ефір, “Сульфірокс”	ефір, “Сульфірокс”, гексаметилен-тетрамін
		ефір кислот ріпакової олії зі ступенем переетерифікації, %:
		100	50	100	50	100	50	100	50	100	50	100	50	100	50
830	4,42	-	-	0,66	0,28	0,08	0,13	0,92	0,38	-	-	-	-	1,76	1,74
1040	4,49	0,28	0,06	1,19	0,64	0,31	0,34	0,06	0,05	0,02	0,03	0,33	0,03	1,68	1,67
1260	3,21	0,11	0,14	0,98	0,42	0,25	0,47	0,05	0,09	0,06	0,09	0,11	0,13	1,79	1,78
1590	-	0,30	0,19	0,58	0,30	0,14	0,13	0,09	0,11	0,09	0,16	0,47	0,33	0,40	0,34
1760	-	0,67	1,55	1,09	1,20	1,34	1,47	1,31	1,05	0,95	1,08	1,06	1,31	0,89	1,64
3030	-	0,57	0,57	0,86	0,86	0,93	0,93	0,50	0,50	0,57	0,57	-	-	-	-
		ефір кислот соняшникової олії зі ступенем переетерифікації, %:
		100	50	100	50	100	50	100	50	100	50	100	50	100	50
830	4,42	-	-	0,30	0,25	0,05	0,06	0,19	0,30	0,01	-	0,07	-	1,84	1,89
1040	4,49	0,08	0,11	0,64	0,73	0,30	0,58	0,09	-	-	-	0,06	0,11	1,86	1,78
1260	3,21	0,13	0,20	0,23	0,45	0,20	0,26	0,13	0,16	0,17	0,13	0,14	0,19	1,88	1,88
1590	-	0,28	0,09	0,25	0,25	0,06	0,14	Страница:  1   2  автореферат "Розробка технології виробництва шкір, стійких до дії розчинів поверхнево-активних речовин" скачать Подобные документы Розробка ефективної транспортної технології для виготовлення тканини артикулу 4784 Проектування підйомно-транспортних систем ткацького виробництва, дослідження технологічного плану ткацтва. Розробка засобів механізації та транспортної технології для здійснення ефективного технологічного процесу виготовлення тканини вказаного артикула. курсовая работа [102,4 K], добавлен 16.01.2011 Процес виробництва рафінованої вибіленої соєвої олії Розробка високотехнологічного та економічного виробництва рафінованої вибіленої олії. Теоретичні основи процесу адсорбційного очищення. Нормативна документація на сировину, матеріали, готову продукцію та корисні відходи. Розрахунок теплових балансів. дипломная работа [195,6 K], добавлен 15.12.2015 Розробка оптимальних схем розкрою шкіри на зовнішні деталі верху чоловічих утеплених напівчобіток Товари народного споживання та продукція промислового призначення. Автоматизація дій пов’язаних з процесами проектування та виробництва взуття. Вимоги до деталей взуття. Характеристика розкраюваних матеріалів та розробка оптимальної їх укладованісті. курсовая работа [3,3 M], добавлен 30.11.2010 Основні фізико-хімічні властивості, токсичність, пожежо- та вибухонебезпезпечність речовин, що застосовано та добуто на виробництві Розробка схеми технологічного процесу виробництва формальдегіду окисненням газоподібних парафінів. Характеристика, розрахунок та розміщення устаткування. Контроль основних параметрів процесу. Небезпечні і шкідливі фактори на виробництві, засоби захисту. дипломная работа [545,7 K], добавлен 23.09.2014 Розробка технологічного процесу обробки диску 07.02.00 в умовах дрібносерійного виробництва Аналіз технологічності деталі. Обгрунтування методу виготовлення заготовки. Вибір металорізальних верстатів. Вибір різального інструменту. Розрахунок режимів різання. Розробка конструкції верстатного пристрою. Розробка конструкції контрольного пристрою. курсовая работа [368,8 K], добавлен 18.11.2003 Аналіз регіональних умов і технологій, пошук резервів і розробка проекту виробництва гороху Характеристика господарства і аналіз господарських умов, агротехнічні та погодні умови, ґрунти, рельєф і водні ресурси. Аналіз технології рівня виробництва гороху та пошуки резервів його раціоналізації. Розробка відповідного проекту, етапи втілення. курсовая работа [64,4 K], добавлен 20.12.2015 Розробка стислого технологічного процесу складання шестеренного мастильного насоса Розгляд проектування технології складання машини на прикладі розробки технологічного процесу складання одного з вузлів - шестеренного мастильного насоса. Проведення розмірного аналізу, розробка послідовності та змісту операцій зі складання насоса. реферат [665,8 K], добавлен 13.07.2011 Загальні поняття та визначення технології машинобудування Машина як об’єкт виробництва та її службове призначення. Технічна підготовка машинобудівного виробництва. Складові частини і структура технологічних процесів: лиття, гальванопластика, формування, обробка різанням або тиском, термічна і хіміко-термічна. реферат [403,5 K], добавлен 01.05.2011 Особливості технології виробництва цукру-піску в промислових умовах Коротка історія цукроварної справи. Реальний стан ринку цукру на Україні. Органолептичні і фізико-хімічні показники цукору-піску. Аналіз технології виробництва цукру-піску на ЗАТ "Андрушківський цукровий завод". Розробка пропозицій цукровиробництву. курсовая работа [68,1 K], добавлен 19.10.2010 Розробка технологічного процесу механічної обробки деталі "Шпиндель" ЧПТ.0227.06.008 Характеристика, тип, ринкова потреба, річний об’єм виробництва та обґрунтування технологічних документів. Вибір засобів, методів та режимів проектування шпинделя. Розрахунок та конструювання спеціальних пристроїв. Аналіз структури собівартості продукції. дипломная работа [693,2 K], добавлен 19.03.2009 Синтез поверхнево-активних речовин бактеріями роду Noccardia Специфіка синтезу біосурфактантів бактеріями роду nocardia. Властивості гліцерину в якості субстрата для культивування мікроорганізмів. Метод математичного моделювання при оптимізації поживного середовища для вирощування бактерії Nocardia vaccinii K-8. курсовая работа [406,5 K], добавлен 31.01.2015 Розробка технології виробництва гарячепресованих труб розміром 38х4,0 мм зі сталі 08Х18Н10Т в умовах ТОВ "ЦЕНТРАВІС ПРОДАКШН ЮКРЕЙН" Характеристика технології виробництва труб на стані ХПТ-55. Розрахунок маршруту прокатки труб 38х4 мм. Визначення калібровки робочого інструменту та енергосилових параметрів. Використання криволінійної оправки при прокатці труб 38х4 мм із сталі 08Х18Н10Т. курсовая работа [473,3 K], добавлен 06.06.2014 Розробка технологічного процесу виготовлення виливка "кронштейна" Характеристика конструкції деталі, умов її експлуатації та аналіз технічних вимог, які пред’являються до неї. Розробка ливарних технологічних вказівок на кресленні деталі. Опис процесів формування, виготовлення стрижнів і складання ливарної форми. курсовая работа [186,3 K], добавлен 05.01.2014 Розробка технологічного процесу прокатки на товстолистовому стані 1200 шорокополосного листа Вивчення технології прокатки на стані 1200; характеристика основного обладнання цього стану. Виконання індивідуального завдання на тему: "Способи видалення окалини при прокатці гарячекатаних листів". Розрахунок режиму обтиснення, швидкісного режиму. курсовая работа [3,2 M], добавлен 03.11.2014 Проектування і розрахунок приводу машини Виробництво бетонної суміші. Процес перемішування різних речовин. Виготовлення бетонів та розчинів. Конструкція змішувача і його описання. Вибір конструктивних розмірів змішувача. Визначення конструктивних навантажень на основні елементи приводу. курсовая работа [97,0 K], добавлен 16.12.2010 Розробка виробничого процесу пральні Технологія виробничого процесу сучасної пральної обробки індивідуальної білизни. Організація двох розподільних технологічних потоків. Обґрунтування місця будівництва і постачання підприємства джерелами живлення, потрібна реклама. Розробка режиму роботи. курсовая работа [150,9 K], добавлен 07.03.2014 Проект установки для виробництва А-амілцинамонатного альдегіду потужністю 150 т/рік Проектування відділення виробництва А-амілцинамонатного альдегіду потужністю 150т/рік. Матеріальні розрахунки усіх стадій процесу в перерахунку на 1 т готового 100%-го продукту. Розробка технологічної схеми для виробництва А-амілцинамонатного альдегіду. курсовая работа [174,7 K], добавлен 01.03.2013 Розробка послідовності та змісту операцій, нормування технологічних процесів Стадії процесу складання машин: ручна слюсарна обробка і припасування деталей, попереднє та остаточне складання, випробування машини. Технічний контроль якості складання. Розробка операційної технології складання, нормування технологічних процесів. реферат [1,9 M], добавлен 08.07.2011 Розробка компоновки автоматизованої лінії розливу пива продуктивністю 6000 пл.год Розробка структури технологічного процесу пакування пива, транспортних і допоміжних процесів. Визначення кількості одиниць основного технологічного обладнання. Розрахунок продуктивності лінії. Розрахунок матеріальних потоків лінії та кількості персоналу. курсовая работа [142,6 K], добавлен 11.05.2011 Удосконалення технології виробництва товстолистової сталі в умовах стану 2250 ВАТ "АМК" з метою підвищення якості Розробка технології, що забезпечує одержання товстих листів з мінімальною різнотовщинністю, попереджає можливе забуртовування розкатів в процесі і прокатки на підставі експериментальних досліджень профілювання валків чорнової та чистової клітей ТЛС 2250. дипломная работа [4,5 M], добавлен 31.03.2009 Другие документы, подобные "Розробка технології виробництва шкір, стійких до дії розчинів поверхнево-активних речовин" главная рубрики по алфавиту вернуться в начало страницы вернуться к началу текста вернуться к подобным работам Рубрики По алфавиту Закачать файл Заказать работу весь список подобных работ скачать работу можно здесь сколько стоит заказать работу? Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу. © 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены