LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


Головна Легка промисловість → Наукові основи технологічних процесів виробництва шкіри та похідних колагену з позиції термодинаміки

експонентної функції: S=

Заряд граничної поверхні в структурі колагену дерми залежить від виду та послідовності введення хімічних матеріалів, що використовуються у технологічних процесах. Дзета-потенціал нативного колагену зумовлений рН його ізоелектричної точки. Доведено, що причиною утворення дзета-потенціалу є наявність у структурі колагену дерми солей мінеральних дубителів, p-комплексів органічних дубителів з пептидними групами колагену, солюбілізація біполярних вуглеводнів. При цьому дзета-потенціал на поверхні шкіри є результуючим показником.

7. Уперше доведено, що у разі виникнення дзета-потенціалу внаслідок солюбілізації, на вихід шкір по площі впливає маса солюбілізованої речовини m, що припадає на одиницю утвореного заряду. У разі виникнення дзета-потенціалу внаслідок утворення ?-комплексів вихід шкір по площі не є функцією утворених зарядів через характер розміщення зазначених комплексів (відстань між ними не перевищує довжини 10 амінокислотних залишків, тобто 2,86 нм, а товщина подвійного електричного шару = 0,6 нм). Це підтверджено наслідком залежності по п. 6: . При цьому встановлено, що величина поверхневого натягу на граничній поверхні між структурними зонами колагену дерми залежить від виду сировини та віку тварини. Зі збільшенням віку поверхневий натяг зменшується, що призводить до збільшення рухливості триспіральних спіралей одна щодо одної на граничній поверхні та визначає розклинювання колагенових волокон внаслідок солюбілізації жирувальних матеріалів і органічних дубителів, впливаючи при цьому на вихід шкіри по площі. Апроксимація залежності та її висновку підтверджують їх достовірність.

8. Теоретичні положення стали основою розробки способу дублення, що передбачає фіксацію гексаметилентетраміном граничної поверхні між упорядкованою та неупорядкованою зонами структури колагену дерми. У способі використали здатність зазначеної речовини виділяти формальдегід у кислому середовищі при пікелюванні або хромовому дубленні. За експериментальними даними встановлено, що гексаметилентетрамін доцільно використовувати для підвищення основності комплексних солей хрому на волокні дерми при хромовому дубленні. Цей спосіб відповідає взаємозв'язку виходу шкір по площі з вмістом жирових речовин у шкірі: ,

Отримане розрахунковим шляхом значення показника (0,78 Дж/м2) істотно не відрізняється від показника для шкір із сировини ВРХ масою понад 20 кг, а величина m менша від значення показника, отриманого за діючою технологією ЗАТ "Возко". Це стало результатом фіксації граничної поверхні між упорядкованою та неупорядкованою зонами структури колагену дерми гексаметилентетраміном при підвищенні основності основних солей хрому під час дублення.

9. Встановлено, що солі хрому, які перебувають в термостійкому зв'язку в структурі колагену дерми, також здатні брати участь у солюбілізації. Це чітко спостерігається при використанні перед дубленням поверхнево-активних речовин: катіонної (барвамід) та амфотерної (циклімід). Барвамід солюбілізує на граничній поверхні між упорядкованою та неупорядкованою зонами структури колагену. При дубленні, а потім при подальшому жируванні аніонними жирами відбувається нейтралізація позитивно заряджених груп барваміду. Надлишок аніонних жирів створює передумову для локалізації негативно заряджених груп на граничній поверхні, солюбілізації вуглеводнів і, як наслідок, приводить до розширення граничної поверхні та збільшення виходу шкір по площі.

У разі використання цикліміду виключена можливість солюбілізації ПАР на граничній поверхні в силу того, що в її молекулі міститься карбоксильна група, яка входить в комплексну сферу солі хрому. У результаті при подальшому жируванні відбувається нейтралізація позитивно заряджених груп цикліміду безпосередньо в області розташування термостійких зв'язків. Область відкладення основних солей хрому при дубленні обмежена, тому масова частка сорбованого жиру в цьому випадку також обмежена і менша, ніж при використанні барваміду. Роль позитивно заряджених груп при хромовому дубленні однакова при використанні як однієї, так і іншої ПАР, що виражено в тенденції збільшення виходу шкір по площі залежно від мольного добутку витрат емульгатора та гідроксильних груп, внесених сіллю хрому.

10. Встановлено, що в післядубильних процесах взаємодія ферментів з колагеном можлива тільки в упорядкованій зоні в результаті проникнення ферментів через граничну поверхню. Молекули барвників представляють систему послідовних одинарних та подвійних зв'язків (включаючи бензольні кільця), електрони яких перебувають в спряженому стані й здатні утворювати p-комплекси з функціональними групами колагену. Через утворення великої кількості таких комплексів можливе виникнення позитивного дзета-потенціалу, у якому протиіоном є безпосередньо барвник. Підтвердженням цього служать дані по зміні дзета-потенціалу в післядубильних процесах в умовах ЗАТ "Возко". З'ясовано, що збільшення кількості ароматичних кілець у молекулі барвника сприяє підвищенню жорсткості шкір.

11. На підставі уявлень про вільноз'єднаний ланцюг в колагені при виплавленні його похідних знайдено залежності, які дали можливість виявити особливості впливу на колаген дерми ферментів та їхню інактивацію. Уперше встановлено, що вплив ферментів на білок у розчині можна віднести до фізичних процесів, а на волокні дерми – до хімічних, тому що енергія активації процесу в першому випадку не перевищує 10, а в другому становить 70 ккал/моль. На підставі термодинамічного опису процесів виплавлення похідних колагену розглянуто явище впливу ферментів до і після досягнення температури зварювання колагену дерми, розроблено способи одержання клею та желатину з різних колагенвмісних відходів.

12. Оцінка полідисперсності клею після короткочасного сушіння бульйонів при 95-1500С показала, що водночас з переважаючою деструкцією, спостерігається деяке зшивання молекул білка. У результаті розроблено спосіб підвищення якості клею з використанням водорозчинних реагентів (диепоксидної смоли, пероксиду водню, уротропіну), які в умовах температурного сушіння або УФ опромінення сприяють зшиванню молекул білка. За даними ІЧ-спектроскопії та диференційно-термічного аналізу розподіл зшиваючих ковалентних зв'язків як між молекулами, так і всередині їх, рівноймовірний, оскільки зшивання відбувається по пептидних групах головних ланцюгів білка. При підвищених витратах реагентів, які зумовлюють утворення значної кількості зшиваючих зв'язків, зменшується рухливість молекул білка. З метою запобігання цьому явищу витрати зшиваючих реагентів визначають за виведеною автором залежністю, що забезпечує підвищення в'язкості до 70Е, тобто одержання високосортних похідних колагену.

13. Теоретичні закономірності та положення, виведені автором, стали основою розробки методології створення як окремих процесів, так і технології в цілому. Результати досліджень на основі термодинаміки дозволяють створювати ресурсозберігаючі технології шкір та похідних