LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів


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

17,00,5 2,300,06 115

30 700 581 17,00,6 2,560,05 100

40 700 822 19,00,5 2,630,08 123

Ацетильована 40 738 822 15,00,4 2,330,06 168

20 746 772 22,00,2 2,500,05 105

Дегуанідована 40 992 841 15,00,2 2,420,06 174

Оброблена: - гептаном - веретенним маслом - бензолом - ксилолом 40 40 40 40 770 772 829 992 872 761 842 721 16,00,2 17,00,1 14,00,1 15,00,3 2,640,07 2,790,09 2,550,08 2,490,06 155 120 177 145

У розділі 4 розглянуто роль граничної поверхні між упорядкованою та неупорядкованою зонами структури колагену дерми в створенні властивостей шкіри.

Гранична поверхня між упорядкованою та неупорядкованою зонами структури колагену дерми є переходом щільно упакованих триспіральних спіралей у більш розпушену частину структури, у якій розташовані поліпептидні ланцюги амінокислот, що містять у бічних ланцюгах аміно-, іміно-, карбоксильні, гідроксильні та інші групи. Будова неупорядкованої частини, а також граничної поверхні між упорядкованою та неупорядкованою зонами визначає основні реакції, що ведуть до утворення шкіри.

З практики шкіряного виробництва відомо про додатковий вплив ферментів на колаген дерми у післядубильних процесах. При старінні активність ферментів зменшується, що призводить до збільшення їх витрат. З метою виявлення хімічних речовин, які змогли б відновлювати активність ферментного препарату, досліджували вплив окислених похідних колагену, аніонних барвників, поверхнево-активних речовин. Дослідження показали, що похідні колагену у вигляді окисленого пероксидом водню міздрового

клею відновлюють активність протосубтиліну Г 3Х через 3 роки після його виготовлення. Надмірне окислювання білка знижує ефект відновлення активності ферменту. Вплив витрат пероксиду водню при окислюванні похідних колагену на активність протосубтиліну Г 3Х при витраті білка в кількості 80 % від маси ферментів (рис. 4) можна пояснити специфічним впливом на ферменти гідроксильних груп окисленого білка. Найбільший вплив на активність ферментів мають гідроксильні групи аніонних барвників, однак і в цьому випадку надлишок груп ОН призводить до зниження ефек-ту. Аніонні барвники за наявності в їх молекулі понад 6 ароматичних кілець значно збільшують жорсткість шкір. Зниження ефекту підвищення активності протосубтиліну Г 3Х спостерігається і при введенні карбоксильних груп у структуру окислених похідних колагену. Наявність карбок- сильних груп у структурі ПАР також знижує

ефект підвищення активності ферментів, а неіоно-

генні ПАР підсилюють даний ефект. Низькомолекулярні окислені похідні колагену підвищують активність ферментів більшою мірою ніж високомолекулярні. Максимальна активність протосубтиліну Г 3Х виявляється при температурі 50-600С. Взаємодію дубленої шкіри з ферментом слід розглядати, як взаємодію ферменту з функціональними групами в упорядкованій зоні структури білка. Проникнення ферментів через стінки капілярів дерми неможливе, тому що останні захищені від проникнення дубильними сполуками. З урахуванням викладеного, дія ферментів на упорядковану зону структури колагену можлива тільки внаслідок проникнення ферментів через граничну поверхню між упорядкованою та неупорядкованою зонами білка. Сорбція барвника після дії ферменту також пов'язана з відкладенням барвника на зазначеній поверхні і при його значній молекулярній масі надає шкірі жорсткість. Аналогічне явище спостерігається при відкладенні органічних дубильних сполук. Органічні дубителі, відкладаючись в колагені дерми, розклинюють його структуру і перешкоджають відкладенню жирувальних матеріалів Для проникнення останніх у структуру дерми необхідне подальше розклинювання структури колагену дерми. У підсумку, значний вміст у шкірі жирувальних та дубильних речовин, як буде показано далі, не зовсім обґрунтовано.

З урахуванням важливості граничної поверхні в процесах перетворення колагену дерми на шкіру, розглянуто поведінку і зміну граничної поверхні з позиції термодинаміки та сорбції різних речовин, що здатні не тільки сорбуватися колагеном дерми, а й розклинювати її структуру, зумовлюючи зменшення об'єму при сушінні. Теоретичні дослідження показали, що на вихід шкір по площі істотно впливають поверхневий натяг на граничній поверхні та дзета-потенціал шкіри. Об'єм шкіри формується не тільки під час дублення, а й у подальших процесах, головним чином, при фарбуванні, жируванні та додублюванні. У цих процесах беруть участь речовини, які мають у своїй структурі функціональні групи різної полярності, що відіграють роль диспергаторів, пептизаторів і впливають на проведення технологічних процесів. За наявності в одній молекулі великої кількості таких груп, наприклад, у танідах, слабка поляризація поліфенолів забезпечує додатковий ефект дублення. Ефект дублення зв'язаний з іонною або донорно-акцепторною взаємодією молекул на граничній поверхні, на якій у колагені розміщені власні полярні групи, що здатні дисоціювати на іони, утворюючи при цьому подвійний електричний шар. Речовини, що проникли до цієї поверхні, можуть відігравати роль протиіонів подвійного електричного шару на граничній поверхні.

Поверхневий натяг на граничній поверхні ? можна визначити на підставі виведеної функції виходу шкір по площі S від дзета-потенціалу шкір:

S = або S = (15)

де = – дзета-потенціал на граничній поверхні, який виник внаслідок сорбції та проявляється на відстані в середовищі з діелектричною постійною .

При визначенні природи виникнення зарядів шкіри враховували таке. По-перше, у нативному колагені заряди шкіри утворюються в результаті наявності вільних аміно- і карбоксильних груп, переважна дія яких залежить від рН середовища. По-друге, зміна дзета-потенціалу при дубленні відбувається в результаті взаємодії дубителя з тими ж функціональними групами. Якщо йдеться про мінеральний дубитель, то ця взаємодія пов'язана з входженням функціональних груп колагену в комплексну сферу металу і дзета-потенціал при цьому визначається природою та кількістю груп, що не входять у комплекс, а також зарядом самого комплексу.

Таніди, взаємодіючи з пептидними групами колагену дерми, утворюють p-комплекси між площиною цих груп та фенольних груп танідів. Ці комплекси характеризуються можливістю поляризуватися з утворенням позитивного заряду в білку і негативного в молекулі танідів. Таким чином, рухливими протиіонами в даному випадку є таніди.

Утворення зарядів на поверхні структурних елементів дерми можливе за рахунок негативно заряджених мінеральних дубителів, наприклад, цирконієвих і титанових сульфатів або оксалатів. При проведенні фарбувально-жирувальних процесів за технологією ЗАТ "Возко", можна спостерігати появу позитивного заряду після обробки танідами і деяке зниження його величини після обробки аніонними жирувальними матеріалами. Оцінку знака й інтенсивності заряду робили індикаторним методом за допомогою люмінесцентної речовини люмінор (табл. 7).

Таблиця 7

Зміна заряду напівфабрикату при