CC BY
26
УДК 547.495
А. Р. Гарифуллина
ДОДУБЛИВАНИЕ ШКУРОК НОРКИ С ПРИМЕНЕНИЕМ НЕИЗОЦИОНАТНЫХ УРЕТАНОВ
Ключевые слова: норка, додубливание, температура сваривания.
Исследована возможность применения неизоционатных уретанов в процессе додубливания шкурок норки алюминиевого дубления с целью увеличения температуры сваривания.
Keywords: mink, retanning, temperature welding.
The possibility of using urethanes neizotsionatny during retanning mink aluminum tanning in order to increase the temperature of the welding.
Введение
Постоянное совершенствование технологий с учетом новейших достижений отечественной и зарубежной науки является одним из важнейших условий работы современного предприятия. Прогрессивной является технология, которая обеспечивает высокое качество получаемого пушно-мехового полуфабриката, минимальный технологический цикл, минимальные затраты материальных ресурсов, высокий выход продукции из сырья, отсутствие вредного воздействия на работающих и на окружающую среду.
В России суровые климатические условия делают меховую одежду незаменимой в холодное время года, обеспечивая ей высокий спрос, и в то же время изделия из меха или с меховой отделкой самые дорогостоящие среди всех групп товаров легкой промышленности.
Наиболее продаваемым и популярным мехом на российском рынке остается норка. Норку выпускают чаще всего в натуральных цветах, для этого применяют методику усиления темных оттенков или отбеливание волоса в случае выделки белых или слабопигментированных шкурок. Становится популярным окрашивание норки в фантазийные цвета, такие как фиолетовый, бирюзовый. Для последующего крашения необходимо добиться высокой температуры сваривания кожевой ткани шкурок норки. Достичь необходимой температуры сваривания позволяет хромовый дубитель. Однако перспективным направлением является создание дубителей на основе не токсичных металлов, способных образовывать в водном растворе комплексы, обладающие дубящим действием. Таким условиям отвечают соединения алюминия, которые в водном растворе при взаимодействии с коллагеном дермы образуют прочные соединения между цепями коллагена. Для улучшения связывания алюминиевого комплекса с белком, а так же для его упрочнения во внутреннюю сферу комплекса вводятся различные маскирующие добавки.
Применение соединений алюминия в качестве дубителя позволяет получить легкий и пластичный меховой полуфабрикат. А введение маскирующих добавок на основе органических кислот интенсифицирует процесс дубления. При условии, что шкурки не будут подвергаться окислительному
отбеливанию, может быть рекомендован хром либо маскированные хромсодержащие дубители. Они созданы на базе комплексов хрома с органическими соединениями. Важным достоинством данных продуктов является то, что они не дают нежелательного зеленоватого оттенка кожевой ткани и волосяному покрову, а потому может с успехом применяться при обработке светлых и белых шкурок. В настоящее время существуют большое разнообразие дубителей для меха, а также додубливающих и наполняющих реагентов для повышения температуры сваривания. Однако альтернативы хромсодержащим дубителям и додубливающим агентам, придающим такие же свойства полуфабрикату не найдены.
Проведены исследования использования продуктов модификации ПК [1] при дублении шкур овчин, найдены оптимальные условия обработки и концентрации. В данной работе предложено внедрить именно на этапе додубливания шкурок норки нетоксичные соединения, обеспечивающие требуемые свойства полуфабриката.
Поэтому целью работы является исследование влияния синтезированных продуктов пропилен-карбоната (ПК), в частности уретангликоля (УГ), уретангликоля на основе этилендиамина (УГД) и уретанформальдегидного олигомера (УФО) [2], на кожевую ткань норки в процессе додубливания.
Экспериментальная часть
Для исследования влияния продуктов модификации ПК на кожевую ткань норки в процессе додубливания, использовали полуфабрикат норки алюминиевого метода дубления.
На первом этапе работы с целью получения сравнительных характеристик, проводили процесс додубливания с использованием УГ=5-10 г/дм3, УГД - 5-10 г/дм3, УФО - 5-10 г/дм3, при 300С с добавлением 50 г/дм3 №С1. Контроль процесса проводили по температуре сваривания кожевой ткани шкурки норки.
Результаты исследований по определению участия продуктов модификации ПК в процессе до-дубления представлены в таблице 1.
Как видно из таблицы 1, у опытных образцов температура сваривания после пролежки при концентрации мономерных уретанов 5 г/дм3 ниже значений температуры сваривания контрольного образца после дубления. А при концентрации моно-
мерных уретанов 7 г/дм3 наблюдается незначительное увеличение температуры сваривания. При увеличении концентрации продуктов модификации ПК до 10 г/дм3 наблюдается увеличение температуры сваривания на 3 0С. Небольшая разница объясняется тем, что в процессе додубливания, часть алюминиевых комплексов раздубливается, а значительного снижения температуры сваривания кожевой ткани не происходит, так как структурирующую способность вносят мономерные уретаны.
Таблица 1 - Свойства кожевой ткани полуфабриката норки после процесса додубливания продуктами модификации ПК
Показатели Контрольный УГ УГД УФО
Температура сва- 55 51 55 55
ривания (концен-
трацией 57 г/дм3), 0С
Температура сва- 55 56 57 57
ривания (концентрацией (концен-
трацией 810 г/дм3), 0С.
Массовая доля 11 10 10 12
влаги, %
Пористость, % 33 38 45 44
Поэтому на втором этапе работы были проведены исследования влияния продуктов модификации ПК на кожевую ткань норки при намазном способе их нанесения. Контроль процесса проводили по температуре сваривания кожевой ткани шкурки норки. Полученные результаты полностью обрабатывались при помощи программы STATISTICA 6.0.
Необходимым условием для статистической обработки- количество результатов. В связи с этим проведено 10 экспериментов с различными мономерными уретанами и с каждой шкурки по 5 образцов для определения температуры сваривания Наглядно представить результаты исследований по определению участия продуктов модификации ПК в процессе додубливания норки можно с помощью графика «ящик-усы» в программе STATISTICA 6.0 (рис. 1).
в™ a Whisker Plot
Контрольный УГД ~Г ±1.9В*5Р
УГ УФО
Рис. 1 - График «ящик-усы» по температуре сваривания образцов норки после намазного способа нанесения неизоционатных уретанов.
Из вышеприведенного графика видно, что обработка полуфабриката норки продуктами модификации ПК приводит к увеличению температуры сваривания при намазном способе нанесения по сравнению с контрольным образцом. Лучшим до-дубливающим и структурирующим эффектом по отношению к контрольному образцу проявляется в случае использования уретанформальдегидного олигомера, так как по сравнению с УГ уретанфор-мальдегидный олигомер полифункциональный.
Далее проводилась сушка после намазного способа нанесения мономерных уретанов в естественных условиях до конечного значения влагосо-держания образцов (таблица 1). Данные гистограммы соответствует нормам ГОСТ 10322-71. Влажность определяли на влагомере весовом серии MF-50. Содержание влаги влияет на толщину и площадь кожевой ткани, на предел прочности, сжатии, плотность и упругопластичные свойства.
При дублении фиксируется пористость структуры, появляется большая стабильность формы высушиваемой кожевой ткани, сохраняется разделение волокон и пучков. Так как активные центры склеивания на их поверхности блокированы молекулами дубителя, происходит формирование объема. Когезионное взаимодействие между активными центрами также снижается вследствие возникновения связей не непосредственно между белковыми группами, а через ионы хрома и в гораздо меньшем количестве.
Одним из основных показателей эффекта дубления и додубливания является фиксация пористости коллагена (табл. 1).
Пористость дубленого полуфабриката норки с использованием олигомеров и контрольного определялась пикнометрическим методом. Измерение пористости контрольных и опытных образцов показало большую степень фиксации пористости дермы в случае ее обработки УГ, УГД и УФО в среднем на 25 % выше по сравнению с контрольным образцом.
Полученные показатели, характеризующие эффект додубливания и качество дубящих агентов, подтверждают непосредственное участие данных продуктов в формировании структуры кожевой ткани, либо в качестве додубливающих агентов, либо как высокоэффективных пластификаторов и подтверждают наибольшее участие в этом процессе УФО.
На рис. 2-4 наглядно можно увидеть структуру коллагеновых переплетений и ярко выраженное разделение волокон у образцов с применением продуктов модификации ПК. Снимки сделаны на конфокальном лазерном микроскопе OLIMPUS OLS-4100, при увеличении 100 и 1000 крат.
Как видно из микрофотографий, у опытных образцов наблюдается более плотная, наполненная и структурированная по сравнению с контрольным образцом кожевая ткань.
Очевидно, что большая часть молекул УФО участвует в образовании межцепочных связей. При использовании УФО в додубливании его молекула
связывается с одной белковой цепочкой, и поэтому, повышение температуры сваривания по сравнению с контрольным на 8 0С, определяется преимущественно структурирующей способностью олигомера.
Рис. 2 - Микрофотографии среза кожевой ткани норки контрольного образца а) при 100 кратном увеличении, б) при 1000 кратном увеличении
а) б)
Рис. 3 - Микрофотографии среза кожевой ткани полуфабриката норки с применением УГ а) при 100 кратном увеличении, б) при 1000 кратном увеличении
Рис. 4 - Микрофотографии среза кожевой ткани полуфабриката норки с применением УФО а) при 100 кратном увеличении, б) при 1000 кратном увеличении
Таким образом, проведенные исследования позволили сделать вывод о том, что опытные образцы отличаются повышенной пористостью, повышенной термоустойчивостью, объясняется это непосредственным участием в процессе структурирования ко-жевой ткани норки полностью водорастворимого полифункционального УФО и УГД.
Литература
1. Сысоев В.А. Повышение эффективности хромового дубления при использовании продуктов модификации циклокарбонатов / В.А.Сысоев, И.Ш.Абдуллин,
A.Р.,Гарифуллина, А.М.Семенов, А.И.Салимова // Ко-жевенно-обувная промышленность. -2009.-№3.-С.16-17.
2. Сысоев В.А. Применение продуктов модификации пропиленкарбоната при выделке шкурок кролика /
B.А.Сысоев, А.Р,Гарифуллина // Вестник казанского технологического университета, Казань, 2012 - №14.-
C. 55-57.
3. Сысоев А. В. Матричная изоляция наноструктуры коллагена мономерными уретанами / В.А.Сысоев // Вестник казанского технологического университета, Казань, 2010 - №11.-С. 588-589.
© А. Р. Гарифуллина - канд. техн. наук, доцент кафедры плазмохимических и нанотехнологий высомолекулярных материалов, КНИТУ, [email protected].
© A. R. Garifullina - cand. of technical sciences, chairs Plasmochemical and nanotechnologies highmolekular of materials KNRTU, [email protected].
