LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


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

положень, що описують зміни колагену дерми на різних стадіях виробництва. При цьому вперше:

1. Теоретично виведена й експериментально доведена функціональна залежність виходу шкір по площі від їх фізико-механічних показників. Подовження при розриві, межа міцності при розтягуванні та формування об'єму дерми є аргументами цієї функції, приведеними до одного комплексного показника, що характеризує масу сегмента, яка припадає на один зв'язок у структурі сухого колагену дерми.

2. Теоретично виведена й експериментально підтверджена функціональна залежність виходу шкір по площі від дзета-потенціалу шкір. Доведено, що причиною утворення дзета-потенціалу є наявність у структурі колагену дерми мінеральних дубителів, p-комплексів органічних дубителів з пептидними групами колагену, солюбілізація біполярних вуглеводнів.

3. Математично описаний процес утворення поперечних термостійких зв'язків у структурі колагену за аналогією з процесом поліконденсації високомолекулярних сполук, що дало можливість теоретично розрахувати й обґрунтувати граничні значення показників мінеральних дубителів та процесу дублення.

4. На підставі теоретичних та експериментальних досліджень визначено місце взаємодії мінеральних дубильних речовин у структурі колагену дерми. Встановлено, що об'єм, який займає дубитель в результаті зазначеної взаємодії, за формою наближається до куба, грані якого сумірні з відстанню між триплетами колагену. З урахуванням особливостей будови колагену виявлений взаємозв'язок між розміром дубильних частинок і співвідношенням упорядкованої та неупорядкованої зон структури.

5. Дано кількісну оцінку ролі функціональних груп колагену у формуванні структури дерми при дубленні. При взаємодії з мінеральними дубителями карбоксильні групи колагену позитивно впливають на збільшення формування об'єму та термостійкості шкір, а пептидні – негативно. Встановлено, що в утвореному під час дублення термостійкому зв'язку кожен атом металу здатний взаємодіяти як із бічними аміно- і карбоксильними, так і з пептидними групами основного ланцюга. Встановлено, що блокування аміногруп, а також збільшення в структурі колагену дерми кількості карбоксильних і гуанідінових груп при дубленні основними солями хрому або сумішшю солей хрому, цирконію, алюмінію сприяє формуванню об'єму дерми в напрямку збільшення площі шкір.

6. Розглянуто явище солюбілізації вуглеводнів у шкірі, як чинник, що визначає об'єм неупорядкованої зони структури колагену дерми та щільність упакування триспіральних спіралей в упорядкованій зоні. Доведено, що ущільнення структури колагену при солюбілізації є результатом взаємодії вуглеводнів з NH і CO групами як пептидних зв'язків, так і бічних ланцюгів.

7. Розроблено уявлення і встановлено характеристики граничної поверхні між упорядкованою та неупорядкованою зонами структури колагену (маса хімічних речовин, що припадає на один моль заряджених частинок у структурі білка та поверхневий натяг на граничній поверхні).

8. Визначено, що наявність гідроксильних груп у структурі окислених похідних колагену й аніонних барвників підвищує активність протеолітичних ферментів на різних стадіях обробки шкіри та одержання похідних колагену.

9. На підставі термодинамічного опису виплавлення похідних колагену, як процесу перетворення високомолекулярних сполук з вільноз'єднаним ланцюгом на його низькомолекулярні похідні знайдений взаємозв'язок показників, що характеризують якість готового продукту.

10. Доведено тотожність характеру взаємодії диепоксидних сполук, пероксиду водню та гексаметилентетраміну з похідними колагену при високотемпературному сушінні та УФ опроміненні. Встановлено, що розподіл зшиваючих ковалентних зв'язків як між молекулами, так і всередині їх, рівноймовірний, оскільки зшивання відбувається з пептидними групами основних ланцюгів білка.

11. Розроблено методологію створення технологій виробництва шкір та похідних колагену. Термодинамічні основи технологічних процесів дають можливість одержувати готову продукцію з запланованими властивостями при зменшених витратах хімічних матеріалів та сировини.

Об'єкт дослідження: процеси перетворення колагену дерми на шкіру та його похідні на основі термодинамічних закономірностей і положень.

Предмет дослідження: наукові основи технологічних процесів виробництва шкіри та похідних колагену із запланованими властивостями, а також голина, напівфабрикат, готова шкіра з сировини великої рогатої худоби, свинячої й овчини, різні хімічні матеріали та способи одержання шкір на їх основі.

У роботі використані традиційні та сучасні методи дослідження, за результатами яких перевірено встановлені закономірності. При цьому використовували математичне планування, регресивний та кореляційний аналіз, а також диференціальне та інтегральне обчислення.

Практична значимість роботи. Поставлені в роботі наукові завдання вирішені і реалізовані в нових запатентованих способах виготовлення шкір та похідних колагену, що передбачають: використання емульсій органічних речовин перед хромовим дубленням; використання похідних колагену, оброблених пероксидом водню у кількості 30 - 40% від маси білка; послідовне дозування солей алюмінію, хрому та хромвмісного синтетичного дубителя, отриманого на основі ароматичної сировини або сульфітного щолоку целюлозного виробництва; обробку голини перед м'якшенням амілосубтиліном, м'якшення протеолітичним ферментом і обробку після м'якшення сумішшю окисленого білка, синтану НК, неіоногенної ПАР або емульгуючого жиру; при обробці протеолітичними ферментами використання аніонних барвників, що мають у своїй структурі гідроксильні групи; обробку напівфабрикату при фарбуванні колагенвмісним матеріалом, підготовленим до розчинення ферментним препаратом; використання окислених похідних колагену, попередньо оброблених протеолітичними ферментами або пероксидом водню при гомогенізації голини; використання сульфітцелюлозного екстракту та диспергатору НФ при фарбуванні шкір; виключення кислотно-сольової обробки та використання стабілізуючої композиції для дубильних солей алюмінію, що являє собою суміш водорозчинної епоксидної смоли і веретенного масла; використання аліфатичних амінів при виплавленні клею; при підготовці колагенвмісної сировини до виплавлення спільне проведення нейтралізації і ферментації, а для інактивації ферменту – використання трилону Б, фталевого ангідриду або дикарбонових кислот С4-С6; використання водорозчинної епоксидної смоли, гексаметилентетраміну та пероксиду водню для поліпшення якості похідних колагену; використання при виплавленні похідних колагену протеолітичного ферментного препарату протосубтілін Г 3Х; сульфування оксиетильованих вуглеводнів сірчаною кислотою (жирувальна композиція "Сульфірокс"); обробка голини водним розчином сульфату амонію та сечовиноформальдегідною смолою (препарат "Леноксан") перед пікелюванням; визначення заряду поверхні шкіри індикаторним методом за допомогою