LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


Головна Легка промисловість → Наукові основи ресурсоенергозберігаючих технологій формування структури шкіри та хутра в дубильно-оздоблювальних процесах

grn. Besides owing to intensification of technological processes increasing (2...3 times) energy expenditure was 50...70 % less in comparison with the traditional technologies.

Keywords: collagen, stabilization, structure formation, agglomeration, saving resource, tanning, fat-liquoring, filling, dyeing, chrome hidrosulfate, alkylcarboxyethanol amine, acrylate dispersion, deglycol ether, tanyloxalic acid, azodye anionic.


АННОТАЦИЯ

Данилкович А.Г. Научные основы ресурсоэнергосберегающих технологий формирования структуры кожи и меха в дубильно-отделочных процессах. - Рукопись.

Защищается докторская диссертация по специальности 05.19.05 - технология кожи и меха. - Киевский государственный университет технологий и дизайна, Киев, 2000.

Разработаны научные основы ресурсоэнергосберегающих, экологически безопасных технологий целенаправленного формирования структуры кожи и меха на основе установленных механизмов и закономерностей дубильно-отделочных процессов: деагломерационного дубления, наполнения, жирования и крашения. Количественный анализ структуры коллагена, включающий расчёт расстояний между его карбоксильными группами в микрофибриллах с учётом размеров диядерных гидроксосульфатохромовых комплексов, позволил установить двухстадийный механизм анионно-катионного дубления дермы. Процесс формирования структуры коллагена на первой стадии дубления дермы проходит на макромолекулярном уровне в нестабильных участках коллагеновой решётки с образованием диядерными гидроксосульфатохромовыми комплексами связей 1-го координационного типа между аминокислотными остатками аспарагиновой и глутаминовой кислот соседних макромолекул. Анионные хромовые комплексы постепенно превращаются в катионную форму, и после достижения центров реагирования взаимодействуют с ионизированными карбоксильными группами, которые в первую очередь замещают сульфатанионы внутренней сферы диядерных соединений, что предотвращает увеличение их ядерности. После повышения рН среды на второй стадии дубления активизируется вхождение во внутреннюю сферу гидроксосульфатохромовых комплексов анионов гидроксила. В результате этого в коллагеновой решётке образуются полиядерные связи 2-го и 3-го координационного типа, в том числе двойные, между которыми атомы хрома соединены гидроксильными группами.

Процесс дубления коллагена интенсифицируется под влиянием предварительной обработки этаноламинами алифатических или нафтеновых кислот, дигликолевыми эфирами смеси этих кислот благодаря их пенетрирующей способности, увеличения подвижности элементов структуры коллагена и уменьшения на начальной стадии дубления реакционной способности гидроксосульфатохромовых комплексов. Химическая активность функциональных групп коллагена, одновременно со степенью их ионизации, в значительной степени определяется соотношением объёмов воды в межмолекулярной, надмолекулярной и макромолекулярной структуре дермы. При этом вода физико-химической формы связи обеспечивает транспортирование химических реагентов к центрам их взаимодействия в коллагеновой решётке.

В процессе наполнения взаимодействие акриловых дисперсий, модифицированных алкилкарбоксиэтаноламинами, с полуфабрикатом происходит эффективное их поглощение сосочковым слоем и его наполнение преимущественно в рыхлых топографических участках. При крашении полуфабриката хромового дубления азокрасителями анионного типа тёмных цветов производные титанилоксалавой кислоты способствуют дезагрегации частиц красителя вследствие активного взаимодействия с соединениями титан (IV) и повышения эффективной концентрации красителя, что обеспечивает глубокое и равномерное крашение поверхности. В результате совмещения такого крашения с наполнением полуфабриката модифицированными алкилкарбоксиэтаноламинами акриловыми дисперсиями становится возможным уменьшить толщину покрытия до 40 % и повысить его адгезию к коже в 1,7...2,1 раза.

Деагломерационное проявление этаноламинов и дигликолевых эфиров алифатических и нафтеновых кислот в процессе формирования структуры кожи и меха возрастает при их использовании в технологическом процессе перед стабилизацией коллагеновой структуры дермы при значительном содержании в ней воды физико-химической формы связи. Присутствие пластифицирующих реагентов в структуре полуфабриката с содержанием влаги ниже 25 %, когда она удаляется с полярных и заряженных участков коллагената, способствует уменьшению энергии взаимодействия между структурными элементами коллагена, что существенно понижает его агломерацию. Благодаря этому во время механических обработок полуфабриката происходит динамическое разрушение и образование новых межструктурных связей, но в меньшем количестве, что сопровождается повышением пористости и степени формирования структуры полуфабриката и проявляется в увеличении выхода его объёма и площади на 5,0...8,0 %.

Вследствие проведенных теоретических и экспериментальных исследований с применением физико-химических и математических методов разработаны научно обоснованные ресурсоэнергосберегающие технологии: анионно-катионного дубления голья повышенных толщин и двоёного голья, жидкостной отделки кожевенного полуфабриката, анионно-катионного дубления-жирования овчины меховой и кролика малоотходного и одноэтапного вариантов обработки. Общая фактическая прибыль от внедрения разработанных технологий в производство составила 4 миллиона 250 тысяч, а предотвращенный экологический ущерб в 5 раз больший вследствие экономии сырья, химических реагентов и повышения сортности готовой продукции по сравнению с традиционными технологиями. При этом предотвращённый экологический ущерб на 1 млн. дм2 кож для верха обуви составляет 740 тыс. гривен, а для меховых шкур – 1,6 млн. гривен. Кроме того, интенсификация технологических процессов (в 2...3 разы) дала возможность уменьшить затраты энергии на 50...70 % сравнительно с традиционной технологией.

Ключевые слова: коллаген, стабилизация, формирование структуры, агломерация, ресурсоэнергосбережение, дубление, жирование, наполнение, крашение, основной сульфат хрома, алкилкарбоксиэтаноламин, акриловая дисперсия, дигликолевый эфир, титанилоксаловая кислота, азокраситель анионный.