CC BY
231
Г. Г. Лутфуллина, Л. М. Хайдарова, А. В. Островская,
И. Ш. Абдуллин
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАВ НА ОСНОВЕ ПОБОЧНОГО ПРОДУКТА ПРОИЗВОДСТВА ОЛЕИНОВОЙ КИСЛОТЫ НА ОБЕЗЖИРИВАНИЕ МЕХОВОГО СЫРЬЯ
Ключевые слова: поверхностно-активные вещества, растворитель, применение, меховая овчина, обезжиривание. surface-active substances, solvent, application, a fur sheepskin,
degreasing
Получены и испытаны обезжиривающие составы на основе побочного продукта производства олеиновой кислоты с добавлением растворителя. Найдены концентрации обезжиривающих составов, при которых достигается максимальная степень обезжиривания волосяного покрова и кожевой ткани. Определен состав, при котором достигается максимальный и требуемый эффект обезжиривания. Разработана технология производства меховой овчины мокросоленого способа консервирования с применением разработанного обезжиривающего состава.
Degreasing structures on the basis of a manufacture by-product oleic acids with solvent addition are received and tested. Concentration of degreasing structures at which the maximum degree of degreasing of a scalp and raw materials fabrics is reached are found. The structure at which the maximum and demanded effect of degreasing is reached is defined. The "know-how" of a fur sheepskin мокросоленого a way of conservation with application of the developed degreasing structure is developed.
Введение
Современная технология меха невозможна без использования специфических химических материалов, как для формирования высококачественной продукции, так и для интенсификации и экологического обеспечения технологических процессов.
Номенклатура химических материалов чрезвычайно велика и разнообразна: консерванты, антисептики, поверхностно-активные вещества (ПАВ) и другие [1].
ПАВ прочно вошли в нашу повседневную жизнь. Существует огромное разнообразие ПАВ, которые в зависимости от своих физико-химических показателей используются в производстве бытовой химии (моющие и чистящие средства, косметика), в промышленности и сельском хозяйстве.
Мировое производство ПАВ постоянно возрастает, причем выпуск неионогенных и катионных веществ в общем выпуске все время увеличивается.
Определяющим фактором применения ПАВ в меховой промышленности является не только поверхностно-активные свойства веществ, но и простота их синтеза и удешевление, за счет подбора менее дорогостоящего сырья [2].
Цель данной работы - получение обезжиривающих составов на основе синтезированного карбоксилатамина, алкилбензолсульфоната натрия (АБСТ Na), неонола, растворителя, расширение ассортимента применяемых в настоящее время препаратов для обезжиривания и разработка технологии обезжиривания меховой овчины с участием полученных составов.
Разработано обезжиривающее средство для мойки, обезжиривания, представляющее собой смесь анионактивных (аПАВ), неионогенных (нПАВ) и катионных ПАВ
268
(кПАВ), содержащее растворитель. По сравнению с наиболее часто применяемыми аПАВ, данное средство имеет следующие преимущества: устойчивость к жесткой воде, хорошую растворимость, проявление моющей способности в нейтральной и слабокислой среде. Экспериментальная часть и обсуждение результатов
В качестве аПАВ применялся АБСТ Ыа, полученный в лабораторных условиях омылением алкилбензолсульфокислоты (АБСК) раствором 0,1н ЫаОН до рН 6.
АБСТ Ыа предназначен для использования в качестве смачивающего, моющего и эмульгирующего средства для технических целей, а также в составе моющих средств, пенообразователей, косметических и гигиенических средств.
Все аПАВ образуют хорошую пену, обладают высокой моющей способностью. Однако в последние годы наметилась тенденция к сокращению их доли в общем объеме производства.
Известно, что лучшими смачивающими, эмульгирующими и диспергирующими свойствами обладают нПАВ. В качестве нПАВ в составах использовался неонол АФ 9-12. Неионогенные ПАВ совместимы с ПАВ всех классов.
В качестве кПАВ применялся синтезированный в условиях лаборатории кафедры плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов карбоксилатамин, полученный методом конденсации побочного продукта производства олеиновой кислоты с триэтаноламином.
В качестве растворителя использовался изопропиловый спирт, являющий достаточно доступным и недорогим по стоимости. Известно, что полезным результатом добавления растворителей в составы для мойки и обезжиривания является уменьшение вспенивания растворов при перемешивании. Кроме того, спирты и эфиры при добавлении их в смеси способствуют улучшению растворимости, эмульгирующей и обезжиривающей способности ПАВ.
Исследуемые составы готовились постадийно, технология приготовления обезжиривающего состава приведена ниже.
0 0 0 40 С 60 С 70 С
Н2О ^ аПАВ ^ нПАВ ^ кПАВ
После дозирования кПАВ добавлялся растворитель в количестве 1%.
Известно, что кПАВ и аПАВ практически не совместимы.
Синтезированный кПАВ вводился в состав в последнюю очередь при рН=7-8, поэтому трудностей в совместимости кПАВ и аПАВ не возникло. Рецептура составов для обезжиривания меховой овчины приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Составы для обезжиривания
Компоненты Количество, %
Состав №1 Состав №2 Состав №3 Состав №4
аПАВ нПАВ кПАВ Растворитель Вода 25 7 2 До 100% 27 5 2 До 100% 27 5 2 1 До 100% 30 7 2 1 До 100%
Контрольное обезжиривание проводилось с участием алкилсульфоната и соды кальцинированной.
Были исследованы физико-химические и коллоидно-химические свойства водных растворов синтезированного кПАВ и обезжиривающих составов на его основе. Полученные данные свидетельствуют о том, что все исследуемые реагенты для обезжиривания обладают поверхностно-активными свойствами.
Обезжириванию подвергалась полутонкорунная меховая овчина мокросоленого способа консервирования после отмоки, проведенной по типовой технологии ОАО «Мелита». Технологический процесс обезжиривания сырья мокросоленого способа консервирования заключается в следующем:
Отмока^-отжим^-обезжиривание 1 ^ отжим ^ стрижка ^ мездрение ^ обезжиривание 2 ^ сток ^ промывка 1 ^ сток ^ промывка 2 ^ сток.
Обезжиривание I (мойка) проводилось с участием составов указанных в таблице 1 с концентрациями от 2,0 до 5,0 г/дм .
Концентрация алкилсульфоната в контрольном составе составила 2,0 г/дм3, соды -
0,5 г/дм3.
Результаты проведения мойки (обезжиривания I) показали, что при концентрации разработанных обезжиривающих составов (№1-№4) 2 г/дм3 образцы характеризовались блеском, чистотой и рассыпчатостью волосяного покрова (ВП).
При мездрении подкожный жировой слой удалялся легко благодаря достаточной обводненности сырья.
Далее проводилась стрижка ВП до 18мм.
При втором обезжиривании концентрации обезжиривающих составов варьировались от 3 до 7 г/дм3.
Контрольное обезжиривание проводилось с концентрацией алкилсульфоната 3,5 г/дм3 и соды 0,5 г/дм3.
Контроль процесса обезжиривания II осуществляли по реакции Либермана - отрицательной качественной пробе на жировые вещества. Это свидетельствует о достаточном удалении жира с обезжириваемого ВП. Качественная реакция основана на образовании сине-зеленого окрашивания холестерина или его эфиров [3].
Опыты с концентрациями обезжиривающих составов выше 5 г/дм3, как выяснилось, ведут к чрезмерному удалению жира с ВП (содержание жира менее 0,8%), тем самым придавая ВП хрупкость и ломкость, что, в свою очередь, отрицательно влияет на качество меховых шкурок.
При испытании состава №4 наблюдается нежелательный закат ВП. Это связано, вероятно, с повышением содержания аПАВ в составе.
Опыты с концентрациями обезжиривающих составов 2,5-3,0 г/дм3 показали, что ВП обезжиривался плохо, содержание жира превышает 2%.
Результаты работ по установлению концентраций составов при основном обезжиривании, при которых достигаются максимальный и требуемый эффект обезжиривания показали, что наилучшим вариантом является концентрация 3,0-4,0 г/дм3 при использовании состава №3.
При этом ВП обезжиривается хорошо, содержание несвязанных жировых веществ в ВП находится в пределах 0,8-1,5%, в кожевой ткани (КТ) 6-8%, что соответствует требованиям действующих стандартов.
Применение при обезжиривании составов №1 и №2 обеспечивает удаление жировых веществ с ВП. При этом возникает проблема миграции жировых веществ, содержащихся в кожевой ткани шкуры на волос, создавая определенные трудности при дальнейшей обработке меховой овчины.
Результаты обезжиривания представлены в таблице 2.
Параллельно с количественным контролем содержания жира проводилось определение влажности в ВП шкур. Массовая доля влаги составила в среднем 15-20%.
При определении бактериальной зараженности шкур после обезжиривания с использованием разработанных составов окраска раствора (вода дистилированная, раствор Люголя, раствор крахмала) не изменилась по истечению более чем 1 часа. Это подвержда-ет наличие бактерицидных свойств в синтезированных ПАВ.
Известно, что использование соды в процессах обезжиривания неблагоприятно влияет на ВП, т.е. волос теряет блеск, снижается его износостойкость, и является одним из негативных факторов, обуславливающих неровность окраса. Применение кПАВ в обезжиривающих составах позволил исключить соду кальцинированную, и таким образом сохранить качество ВП.
Таблица 2 - Контроль обезжиривания
Со- став Концентрация при мойке, г/дм3 Концентрация при обез-жирива-нии, г/дм3 Реак- ция Либер -мана Содержание несвязанных жировых веществ, % Содержание влаги, %
ВП КТ ВП КТ
5 7 - 1,86 10 15 17
№1
4 6 ± 2,02 12 19 20
5 7 - 1,70 13 16 18
№2
4 6 ± 1,85 25 20 17
4 6 - 0,40-0,60 6 15 20
№3
2 3,5 - 1,0-1,3 6-8 18 20
2 3 - 2,07 6 16 16
№4
2 4 - 0,50 8 15 19
К 2 3,5 - 1,0 15 19 20
Приме-
чание
й
ы
т
с
* «
, ы йт а ч п ы с с а р
ы ат
ч п ы с с ра
,й
ы
л
е
б
П
В
с
и
ч
Дальнейшая обработка проводилась в соответствии с типовой методикой по производству меховой овчины.
Образцы полученных полуфабрикатов характеризовались достаточной температурой сваривания (72-780С). По внешнему виду экспериментальные образцы не отличались от контрольных.
Заключение
Таким образом, получены и испытаны обезжиривающие составы на основе синтезированного кПАВ - ФГТА, установлены концентрации реагентов входящих в состав для обезжиривания I - 2 г/дм3, и 3,5 г/дм3 для обезжиривания II, при которых достигаются наилучшие результаты. Разработана технология производства меховой овчины мокросоленого способа консервирования с применением на стадии обезжиривания разработанного моющего и обезжиривающего состава.
Литература
1. Горячев, С.Н. Химические материалы в технологии обработки мехового сырья/ С.Н. Горячев, Б.С. Григорьев - М.: Издательский дом «Меха Мира», 1999. - 106 с.
2. Ланге, К.Р. Поверхностно-активные вещества: синтез, свойства, анализ, применение / К. Р. Ланге; под науч. ред. Л. П. Зайченко. - Спб.: Профессия, 2004. - 240 с.
3. Лутфуллина, Г.Г. Обезжиривающие составы на основе отходов производства олеиновой кислоты / А.В. Островская [и др.] // Кожевенно-обувная промышленность. - 2000. - №5. - С. 43-45.
© Г. Г. Лутфуллина - канд. техн. наук, доц. каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КГТУ, [email protected]; Л. М. Хайдарова - асп. той же кафедры, [email protected]; А. В. Островская - канд. техн. наук, доц. той же кафедры; И. Ш. Абдуллин -д-р техн. наук, проф., зав. каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КГТУ.
