Научная статья на тему 'Исследования влияния высокочастотного разряда пониженного давления на некоторые свойства готового полуфабриката из шкур крупного рогатого скота'

Исследования влияния высокочастотного разряда пониженного давления на некоторые свойства готового полуфабриката из шкур крупного рогатого скота Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

CC BY
66
23
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по прочим технологиям, автор научной работы — Журавлев Б. Л., Красина И. В., Мухаметшин А. М.

Представлены результаты проведенных исследований в области применения высокочастотной плазменной обработки высокомолекулярных материалов в производстве натуральных кож. Приведены зависимости ряда характеристик исследуемых материалов от параметров высокочастотного разряда пониженного давления.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по прочим технологиям , автор научной работы — Журавлев Б. Л., Красина И. В., Мухаметшин А. М.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Исследования влияния высокочастотного разряда пониженного давления на некоторые свойства готового полуфабриката из шкур крупного рогатого скота»

Эксперименты проводили на экспериментальной плазменной установке [1], состоящей из ВЧ-генератора, ВЧ-плазмотрона, системы газоснабжения и, вакуумной камеры и измерительной аппаратуры. Параметры ВЧ-обработки следующие: мощность разряда Wp от 1.1 до 2.0 кВт, время обработки т от 1 до 7 мин, давление в разрядной камере Р от 13.3, расход плазмообразующего газа в=0.04 г/с, в качестве плазмообразующего газа использовался аргон [2].

Методы исследований основаны на использовании стандартных и новейших методик и сопоставлении их результатов с известными теоретическими и экспериментальными данными других авторов.

Основные экспериментальные результаты получены с помощью комплекса физикомеханических и физических испытаний высокомолекулярных материалов, прошедших плазменную обработку и контрольных (без плазменной обработки).

Литература

1. И.Ш. Абдуллин. Высокочастотная плазменно-струйная обработка материалов при пониженных давлениях /И.Ш. Абдуллин, В.С. Желтухин, Н.Ф. Кашапов. Казань: Изд-во КГУ, 2000.-347 с

2. Махоткина Л.Ю. Влияние потока высокочастотной низкотемпературной плазмы на свойства натуральных кож: Автореф. дисс. ... канд. техн. наук./ Казань, 1999.

© Е. С. Нефедьев - д-р хим. наук, проф. каф. физики КГТУ; И. В. Красина - канд. техн. наук, докторант каф. технологии кожи и меха КГТУ; А. М. Мухаметшин - асп. той же кафедры.

УДК 675.6.06.014/533.9

Б. Л. Журавлев, И. В. Красина, А. М. Мухаметшин

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВЫСОКЧАСТОТНОГО РАЗРЯДА ПОНИЖЕННОГО ДАВЛЕНИЯ НА НЕКОТОРЫЕ СВОЙСТВА ГОТОВОГО ПОЛУФАБРИКАТА ИЗ ШКУР КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА

Представлены результаты проведенных исследований в области применения высокочастотной плазменной обработки высокомолекулярных материалов в производстве натуральных кож. Приведены зависимости ряда характеристик исследуемых материалов от параметров высокочастотного разряда пониженного давления.

Одним из эффективных путей решения проблем, связанных с повышением конкурентоспособности изделий легкой промышленности, считается оптимизация свойств материалов, характерной особенностью которых, является их волокнистая капиллярно-пористая структура. В технологиях переработки натуральных высокомолекулярных материалов (ВММ) применяются различные методы их модификации. Традиционные методы (механические, термические, химические, химико-термические, электрохимические) не позволяют

комплексно улучшить характеристики натуральных ВММ, так как зачастую улучшение одного параметра сопровождается ухудшением других свойств материала, а при внедрении их в производство, создаются ряд проблем, важнейшими из которых являются дефицит сырьевых и энергетических ресурсов, загрязнение атмосферы и промышленных стоков. Использование же некоторых нетрадиционных методов позволяет избежать вышеперечисленные проблемы и целый ряд недостатков традиционных. Среди многообразия таких методов, используемых в кожевенно-обувной промышленности, выделяются электрофизические, как наиболее перспективные и экологически чистые. В данной статье рассматривается модификация натуральных ВММ неравновесной низкотемпературной плазмой (ННТП) генерируемой высокочастотным разрядом пониженного давления. Преимущество данного метода обработки заключается в том, что он приводит к изменению надмолекулярной структуры, оставляя в неизменности химический состав натурального ВММ. Особенностью использования ННТП при модификации натуральных ВММ является:

- возможность модификации ВММ различной природы с любыми физикомеханическими, физико-химическими свойствами;

- возможность механизации и автоматизации основных технологических и вспомогательных процессов.

В связи с этим представляет интерес исследование применения обработки кожевенного материала ННТП в подготовительных процессах и на стадии выделки в технологии получения дубленого полуфабриката.

Обработка образцов велась в сырье в режиме при котором наблюдается максимальное увеличение показателя намокаемости (табл.1) т.е. происходит наибольшее разволокне-ние надмолекулярной структуры коллагена, в результате ослабления водородных связей и связей, образованных силами Ван-дер-Ваальса: мощность разряда Wp=1.3кВт, расход плазмообразующего газа Одг= 0.04 г/с, давление в рабочей камере Р=13.3Па, время обработки т = 3 мин.

Таблица 1 -Зависимость намокаемости образцов дермы кожевой ткани от величины мощности ВЧ-разряда

Мощность разряда Wp, кВт

1.1 1.2 1.3 1.6 1.8 2.0

Намокаемость, % 19.5 20.8 23.4 20.3 19.55 18.9

Контрольный и опытный образцы, проходили через все стадии технологических процессов и операций производства кожевенного полуфабриката «Вет-блю»: отмоку, золение, обжорное золение, пикелевание, дубление. Измерялись следующие параметры: влажность образцов (табл. 2), пористость (табл. 3), температура сваривания (табл. 4), а также контролировался элементный состав готового полуфабриката (рис. 1).

Проведенные исследования показывают, что внедрение ВЧ-плазменной обработки пониженного давления в технологический процесс производства натуральных кож, позволяет увеличить температуру сваривания готового полуфабриката на 7.8%, показатель пористости на 22.4%, общее содержание хрома на 7% по сравнению с контрольным. Следовательно, подобная модификация кожевенного сырья интенсифицирует процесс производства натуральных кож и приводит к получению готового полуфабриката с улучшенными технологическими свойствами.

Таблица 2 — Изменение влажности образцов дермы кожевой ткани на стадиях технологического процесса

Образец Влажность, %, на стадии технологического процесса

Сырьё Отмока Пикелевание Дубление

Контрольный 46.0 71.96 70.6 53.2

Опытный 46.0 72.35 68.4 54.0

Таблица 3 — Изменение пористости образцов дермы кожевой ткани на стадиях технологического процесса

Образец Пористость, %, на стадии технологического процесса

Сырьё Отмока Пикелевание Дубление

Контрольный 5.2 16.76 34.16% 54.07%

Опытный 6.38 17.89 44.11% 69.68%

Таблица 4 - Температура сваривания образцов кожевой ткани на стадиях технологического процесса

Образец гг 0 1емпература сваривания, С на стадиях технологического процесса

Сырьё Отмока Золение Пикелевание Дубление

Контрольный 63 54 52.5 49 106

Опытный 63 51 49.5 47.5 115

Рис. 1 - Энергодисперсионные спектры элементного состава дубленого п/ф-та из шкуры КРС м/с консервирования: а) контрольный; б) опытный

Экспериментальная часть

В качестве объектов исследования выбраны образцы шкур крупного рогатого скота мокросоленого способа консервирования. Для уменьшения разброса параметров, опытные и контрольные образцы вырезались из параллельных топографических участков одной шкуры.

Эксперименты проводили на экспериментальной плазменной установке [1], состоящей из стандартных блоков: ВЧ-генератора, ВЧ-плазмотрона, системы газоснабжения и, вакуумной камеры и измерительной аппаратуры. Параметры ВЧ-обработки следующие: мощность разряда Wp от 1.1 до 2.0 кВт, время обработки т 3 мин, давление в разрядной камере Р = 13.3, расход плазмообразующего газа в=0.04 г/с, в качестве плазмообразующего газа использовался аргон [2].

Методы исследований основаны на использовании стандартных и новейших методик и сопоставлении их результатов с известными теоретическими и экспериментальными данными других авторов.

Основные экспериментальные результаты получены с помощью комплекса физикомеханических и физических испытаний натуральных ВММ, прошедших плазменную обработку и контрольных (без плазменной обработки).

Литература:

1. И. Ш. Абдуллин. Высокочастотная плазменно-струйная обработка материалов при пониженных давлениях /И.Ш. Абдуллин, В.С. Желтухин, Н.Ф. Кашапов. Казань: Изд-во КГУ, 2000.-347 с

2. Махоткина Л.Ю. Влияние потока высокочастотной низкотемпературной плазмы на свойства натуральных кож: Автореф. дисс. ... канд. техн. наук./ Казань, 1999.

© Б. Л. Журавлев - д-р техн. наук, проф. каф. технологии электрохимических производств КГТУ И. В. Красина - канд. техн. наук, докторант каф. технологии кожи и меха КГТУ; А. М. Му-хаметшин - асп. той же кафедры.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.