Разработка ресурсосберегающей технологии получения перчаточно-галантерейной кожи из шкур овчины с применением комплексных минеральных дубителей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Таразский государственный университет им. М.Х. Дулати

РАЗРАБОТКА РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРЧАТОЧНО-ГАЛАНТЕРЕЙНОЙ КОЖИ ИЗ ШКУР ОВЧИНЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОМПЛЕКСНЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ ДУБИТЕЛЕЙ

Шонгараева А.Б., Евтюшкина М.И., Кудабаева А.К.

В Казахстане преобладает мелкотоварное производство животноводческой продукции, поэтому существует проблема недостаточности кожевенного сырья. Быстрый рост производства перчаточно-галантерейных товаров при всевозрастающем дефиците ресурсов кожевенного сырья способствует расширению его ассортимента путем изыскания новых их видов. В качестве кожевенного сырья для получения перчаточно-галантерейной кожи предложено использование шкурок овчины (голяк) не пригодные для получения меховых шкурок.

Овчина является ценнейшим кожевенным сырьем. Овчина русская - шкуры грубошерстных короткохвостых, тощехвостых и жирнохвостых овец. Овчина степная - шкуры курдючных грубошерстных овец, а также овец тушинской и монгольской породы. Козлина хлебная - шкуры коз молочных пород, придонских пуховых и мингрельских коз. Козлина степная - шкуры коз шерстных и шерстно-пуховых пород, распространенных в степных районах. Шкуры используются на выработку кож для верха обуви, лаковых, замши, подкладочных, перчаточных и рукавичных кож.

В разработанной технологии получения перчаточно-галантерейной кожи из шкурок овчины важнейший технологический процесс - дубление, проводится с применением хромового дубителя.

До настоящего времени хромовый дубитель является основным минеральным дубителем. Однако, соединения хрома являются токсичными и при хромовом дублении происходит плохое истощение хромовых растворов, что приводит к загрязнению сточных вод, поэтому одним из направлений развития кожевенной технологии является использование экологически безвредных комплексных соединений, позволяющих значительно снизить применение соединений хрома, т.е. разработка так называемой хромсберегающей технологии дубления кож, тем самым, обеспечивая эффективную защиту окружающей среды от вредного воздействия хромсодержащих отходов кожевенного производства.

Известно, что с уменьшением расхода соединений хрома в хромовом дублении снижается концентрация соединений хрома в сточных водах. Однако, снижение расхода соединений хрома без дополнительного использования других дубителей, вызывает уменьшение прочности и полноты кожи, поэтому, необходима частичная замена хромового дубителя другими металлами в процессе дубления.

Для устранения недостатков, присущих однокомпонентным минеральным дубителям, в частности хромового дубителя, необходимо проводить дубление многокомпонентными или комплексными минеральными дубителями (КМД). Дубление комплексными минеральными дубителями дает возможность придать кожам положительные свойства, присущие каждому минеральному дубителю.

Дубление комплексными минеральными дубителями - дубление, при котором одновременно или в определенной последовательности применяют минеральные дубители, что позволяет получить кожи свойствами, отличающимися от свойств кожи, выдубленной одним дубителем, а также ускорить процесс дубления и снизить себестоимость кожи. При этом комплексные минеральные дубители сохраняют положительные свойства составляющих его компонентов, устраняя и подавляя отрицательные свойства однокомпонентного дубления.

Частичная замена соединений хрома соединениями экологически безвредных титана и алюминия обуславливают эффективность применения хромзаменяющих комплексных минеральных дубителей - хромтитанового и хромалюминиевого дубителей.

Так как, свойства кожи зависят от ее химического состава и структуры, то путем их изменения можно в известных пределах целенаправленно изменять свойства и повышать уровень качества кожи.

Использование данных соединений придает кожам следующие свойства: титан - высокую наполняющую способность, способствует повышению износостойкости и прочности кож; алюминий - пластичность и мягкость, способствует улучшению внешнего вида кожи - лицевая поверхность обретает нежный вид.

Применение хромсберегающего хромалюминиевого дубления является примером наиболее раннего использования комплексных минеральных дубителей. Ранее проведенные исследования показали, что хромалюминиевое дубление позволяет сократить до 50% расхода соединений хрома путем замены их солями алюминия без снижения эффекта дубления.

Использование соединений алюминия для комбинированного дубления обуславливаются их свойствами, близкими с хромом и достаточно большими запасами в земной коре. При хромсберегающей технологии хромалюминиевого дубления достигается более прочная фиксация белком не только алюминия, но и хрома. Высокая реакционная способность хромалюминиевого дубителя по отношению к коллагену обуславливает большую пористость дермы и меньшую жесткость по сравнению с хромовым дублением.

Использование экологически безвредных алюмокалиевых квасцов в сочетание с хромом в процессе дубления способствует быстрой диффузии, лучшей отработке раствора и равномерному распределению хрома по слоям дермы, что позволяет получить мягкие кожи с улучшенным внешним видом - относительно лучшие по грифу.

Наряду с экологически безвредными алюминиевыми соединениями эффективно применение и экологически безвредных титановых соединений, имеющих сравнительно низкую стоимость, доступность и обладающие высокими дубящими, наполняющими способностями. Хромсберегающая технология хромтитанового дубления позволяет получать кожи, не уступающие по качеству кожам хромового дубления.

Относительно высокая реакционная способность хромтитанового дубления по отношению к коллагену обуславливает более высокую термическую устойчивость по сравнению с хромалюминиевым дублением.

Установлено, что повышение основности в конце процесса дубления и уменьшение жидкостного коэффициента (ж.к.) позволяет повысить степень истощения ванны на 20-25% по сравнению с обычным методом обработки. Для достижения максимального поглощения соединений хрома из хромовых растворов при дублении перчаточно-галантерейной кожи свыше 90%, были внесены следующие изменения: после пикелевания голье отжимали, в конце процесса дубления подщелачивание проводили гидрокарбонатом натрия - 1,0% от м.г., дубление проводили при малом ж.к. - 0,4, ванну постепенно подогревали до 40єС.

С целью разработки технологии получения перчаточно-галантерейной кожи с применением хромзаменяющих комплексных минеральных дубителей - хромтитанового и хромалюминиевого были проведены эксперименты.

В качестве контрольного опыта был взят хромовый способ дубления перчаточно-галантерейной кожи, в котором расход хромового дубителя составляет -1,2% от массы голья.

Дубящие действия КМД зависят от соотношения входящих в них компонентов, основности, характера подготовки голья, рН раствора. Наиболее устойчивыми являются растворы хромтитановых дубителей с массовым отношением Cr₂O₃:ТiO₂ от 5 до 2. Как известно, оптимальной дубящей способностью обладают КМД при соотношении Cr₂O₃;ТiO₂=4:1. Однако, в связи с тем, что шкурки овчины имеют меньшую толщину кожевой ткани, было принято решение о соотношение Cr₂O₃:ТiO₂=3:1.

Установлено, что отношение алюминия к хрому при дублении должно быть в пределах Cr₂O_3:Al₂O₃ =1-2:1, дальнейшее повышение доли алюминия в хромалюминиевом дублении приводит к вытеснению хрома из дермы и снижению эффекта дубления. Происходит это по причине того, что оба дубителя реагируют в основном с карбоксильными группами коллагена.

После увлажнения, отмочно-зольных и преддубильных процессов полуфабрикаты были разделены на сопоставимые части, состоящие из 8 групп. Опытные образцы подвергались хромтитановому и хромалюминиевому дублениям. Расход дубителей при хромтитановом дублении варьировал в пределах ТiO₂ - 0,2-0,5% и Cr₂O₃ - 0,6-1,5% от массы голья; при хромалюминиевом - Al₂O₃ -1,0-1,5% и Cr₂O₃ -0,5-1,5% от массы голья. дубление алюминий перчаточный галантерейный

Процесс дубления проводился при одинаковых условиях: ж. к. -0,4, начальная температура - 20-22єС, продолжительность -3 ч., расход гидрокарбоната натрия -1,0% от массы голья.

В процессе дубления определялись температура сваривания полуфабрикатов, содержание хрома:титана и хрома:алюминия в образцах. Результаты исследований приведены в таблицах 1, 2.

Таблица 1

Результаты химического анализа и механических испытаний перчаточно-галантерейных кож хромтитанового способа дубления

Из приведенных в таблице 1 данных видно, что показатель предела прочности при растяжении у опытного образца, выработанного с расходом солей хрома 1,2% и солей титана 0,4% от массы голья несколько выше, чем у контрольного. Упрочнение кожи хромтитанового способа дубления в этом варианте, вероятно связано с тем, что соединения титана, выполняя одновременно дубящую и наполняющую функции, уплотняют и укрепляют дерму.

В результате экспериментов были получены образцы полуфабриката хромтитанового дубления бледно-голубого цвета с хорошей плотностью и наполненностью.

Из приведенных в таблице 2 данных видно, что опытный образец, выработанный с расходом солей хрома 1,0% и солей алюминия 1,0% от массы голья имея предел прочности соответствующий техническим нормам, предъявляемым для перчаточно-галантерейных кож, имеет показатель удлинения при разрыве выше, чем у контрольного.

Удлинение кожи хромалюминиевого способа дубления, вероятно связано с тем, что характер дермы имеет большую структурированность системы, а соединения алюминия способствуют их повышенной ориентации, таким образом, наделяя полученную кожу пластическими свойствами. В результате были получены образцы полуфабриката хромалюминиевого дубления светлых тонов, пластичные и мягкие на ощупь.

Таблица 2

Результаты химического анализа и механических испытаний перчаточно-галантерейных кож хромалюминиевого дубления

Каждое дубящее соединение придает коже специфические свойства, оцениваемые положительно, при этом подавляя отрицательные. Так, основной причиной неустойчивости дубящих солей титана в растворе является гидролиз и ряд других сложных процессов. Под действием солей алюминия резко снижается интенсивность указанных образований, обуславливающее образование устойчивых комплексов. Доказано, что добавление солей алюминия повышает устойчивость растворов. Данные соединения повышают прочность связей алюминия с коллагеном и устраняют его индивидуальный основной недостаток-раздубливание под действием молекул воды.

В разработанных способах хромтитанового и хромалюминиевого дубления перчаточно-галантерейной кожи из шкурок овчины использование двух компонентов (хромовый дубитель - сульфаттитанилат аммония и хромовый дубитель - алюмокалиевые квасцы) показал, что данные виды дубителей характеризуются хорошими дубящими действиями, и соответственно высоким наполняющим и пластифицирующим эффектами и полученные кожи соответствуют Госту.

Литература

1. Мадиев У. К. Минеральное дубление в производстве кож. М.: Легпромбытиздат. 1987. 120 с.

2. Данилкович А. Г., Чурсин В. И. Практикум по химии и технологии кожи меха: Учеб. Пособие для вузов. М.: ЦНИИКП, 2002. 413 с.

Размещено на Allbest.ru