CC BY
13
УДК 675.024.46
А. Р. Гарифуллина, В. А. Сысоев
ВЛИЯНИЕ НЕИЗОЦИАНАТНЫХ УРЕТАНОВ НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ШКУРОК БОБРА
Ключевые слова: бобер, додубливание, прочность, удлинение.
Исследовано влияние неизоцианатов на основе пропиленкарбоната (ПК) на изменения физико-механических свойств полуфабриката шкурок бобра алюминиевого способа дубления. Установлено, что кожевая ткань полуфабриката бобра после додубливания неизоцианатными продуктами имеет повышенную прочность при растяжении, а также термостойкость. При помощи программного обеспечения проведена статистическая обработка полученных данных и найдены зависимости непараметрических данных температуры сваривания кожевой ткани шкурок бобра, обработанных неизоцианатными уретанами, от прочности и концентрации.
Keywords: beaver, retanning, strength, elongation.
The effect changes neizotsianat the physical properties of semi-finished aluminum beaver pelts tanned. It is found that the leather semifinished beaver after retanning neizotsianat product has increased tensile strength, and heat resistance. Using the software, the statistical processing of the data and found the temperature dependence of non-parametric data the leather welding beaver pelts treated with urethanes neizotsianat, on the strength and concentration.
Введение
Физико-механический анализ составляет одну из многочисленных форм исследований кожи и меха, позволяет определить показатели качества полуфабриката, характеризующие назначение, надежность, долговечность изделия и т.п [1].
Степень разделения микроструктуры дермы, влажность кожевой ткани, наполнение, метод дубления и многое другое влияют на физико-механические характеристики кожи и меха: толщину, площадь, упругопластические свойства, предел прочности при растяжении и др. При выделке пушнины, в том числе и шкурок бобра, в последнее время, используют бесхромовое дубление с использованием алюминия. Шкурки данного метода дубления более пористые, легкие и воздушные, обладающие высокими пластическими качествами.
В предыдущей работе [2] приведены результаты по использованию неизоцианатных уретанов при додубливании шкурок бобра намазным способом нанесения при различных концентрациях. Подобраны оптимальные условия обработки, представлены результаты по температуре сваривания.
Так как одним из значимых показателей качества полуфабриката являются прочностные
характеристики, поэтому целью данной работы являются исследования изменения физико-механических свойств полуфабриката бобра под воздействием неизоцианатных уретанов, в частности уретангликоля на основе этилендиамина (УГД), уретангликоля (УГ) и
уретанформальдегидного олигомера (УФО) после додубливания [3,4].
Экспериментальная часть
Для исследования влияния неизоцианатных уретанов на кожевую ткань бобра в процессе додубливания использовали полуфабрикат бобра алюминиевого дубления. Данный процесс проводили намазным способом с использованием
УГ, УГД и УФО различной концентрации. Результаты по температуре сваривания и влажности представлены в таблице 1.
Одним из наиболее распространенных методов оценки прочностных свойств кожи и меха является испытание на одноосное растяжение. Показатели, полученные при этом, характеризуют степень сохранности волокнистой структуры меха в процессах производства. Кроме того, с помощью указанных показателей можно оценить однородность свойств меха в различных направлениях, прочность, тягучесть и другие свойства. Установлено, что при применении неизоцианатных уретанов намазным способом нанесения в процессе додубливания полуфабриката бобра улучшаются физико-механические характеристики (табл. 2).
Таблица 1 - Показатели шкурок бобра
Образцы Концент Температура Массовая
рация, % сваривания, 0С доля влаги*, %
Контр. - 53 11,5
УГ 100 50 11,3
УГД 100 54 10,8
УФО 100 63 10,5
УГ 50 54 11,3
УГД 50 55 11,8
УФО 50 64 10,5
УГ 30 53 11,5
УГД 30 54 11,3
УФО 30 70 11,5
* Массовая доля влаги по ГОСТ не более 14,0%
Основным преимуществом полученных водорастворимых неизоцианатных продуктов является их гибкость и сшивающая способность. При обработке полуфабриката бобра неизоцианатами образуются дополнительные поперечные связи в волокнистой структуре кожевой ткани, что подтверждается не только увеличением температуры сваривания, но и повышением предела
прочности при растяжении почти в два раза, при этом уменьшение удлинения на 3-6 мм является незначительным.
Таблица 2 - Физико-механические показатели образцов кожевой ткани шкурок бобра, после намазного способа нанесения неизоцианатных уретанов
Проведена статистическая обработка полученных результатов с помощью планирования двухфакторного эксперимента со следующими независимыми переменными: прочности кожевой ткани бобра и концентрации неизоцианатных уретанов. Температура сваривания выбрана в качестве функции отклика, как определяющая характеристика процесса додубливания. Обработка полученных результатов проводилась с помощью пакета программ 8ТЛТ18Т1СЛ 6.0, результаты приведены на рисунках 1-3.
3D Surface Plot
Температура сваривания. °С = 40.9694-0.0144*х+0,1951'у+О.0002'x*x+6,3a33E-5Vy-O.OOie*y'у
Рис. 1 - Зависимость непараметрических данных температуры сваривания кожевой ткани шкурок бобра, обработанных с использованием УГ, от прочности и концентрации
5иг1асе Р[о1
Температура сварнванив. С - 33.3366+0,5619'х+0.62 76 "у-0.0152 "х'х+0.0052'х'у-0.006 г у'У
Рис. 2 - Зависимость непараметрических данных: температуры сваривания кожевой ткани шкурок бобра, обработанных с использованием УГД, от прочности и концентрации
3D Surface Plot
Температура сваривания. °С = 71.8769+1.5816'х-0,3622'у-0.0213 Vx-0.0266Vy+0.005S' у'У
Рис. 3 - Зависимость непараметрических данных температуры сваривания кожевой ткани шкурок бобра, обработанных с использованием УФО, от прочности и концентрации
Образцы Нагрузка, кН Предел прочности, МПа при растяжении Удлинение, мм Относительное удлинение
соответствующая заданному напряжению 4,9 МПа при разрыве образца при напряжении 4,9 МПа при разрыве при разрыве остаточное
Контр. 43,3 90,2 10,3 13 22 144 127
100 % 59,8 186,5 17,7 11 20 140 122
50 % 46,1 516,5 54,1 6 20 139 112
30 % 42,3 228,0 27,6 7 21 141 114
УГД 100 % 54,6 332,0 35,8 3 18 135 106
50 % 40,1 85,5 10,4 11 17 133 121
30 % 45,5 212,5 26,2 7 18 135 114
УФО 100 % 65,5 219,0 17,2 9 19 138 118
50 % 36,5 99,0 13,5 6 14 128 111
30 % 44,1 215,5 25,6 5 16 131 109
Как видно из рисунков, в случае обработки шкурок бобра в растворе УГ при концентрации 50% наблюдается увеличение температуры сваривания и прочности. Очевидно, что основная 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 15°С определяется преимущественно структурирующей способностью олигомера. Максимальное увеличение температуры сваривания происходит при концентрации 30%, а прочность кожевой ткани остается в пределах нормы.
Таким образом, проведенные исследования позволили сделать вывод о целесообразности использования неизоцианатных уретанов в процессе намазного додубливания шкурок бобра, так как опытные образцы отличаются термоустойчивостью и повышенной прочностью, сохраняя упругопластические показатели.
Работа выполнена при финансовой поддержке
Минобрнауки РФ, проект № 1779 от 01.12.2014
Литература
1. Страхов И.П. Химия и технология кожи и меха / И.П.Страхов, И.С.Шестакова, Д.А.Куциди. - М.: Легпромбытиздат, 1985.- 496с.
2. Гарифуллина А.Р. Продуты модификации пропиленкарбоната как додубливающие агенты при выделке шкурок бобра / А.Р. Гарифуллина, В.А.Сысоев // Вестник казанского технологического университета, Казань, Т. 18 №14, 2015, С. 146-147
3. Сысоев В.А. Повышение эффективности хромового дубления при использовании продуктов модификации циклокарбонатов / В.А. Сысоев, И.Ш. Абдуллин, А.Р. Гарифуллина, А.М. Семенов, А.И. Салимова // Кожевенно-обувная промышленность. -2009.-№3.-С.16-17.
4. Гарифуллина А. Р. Выделка шкурок ондатры с применением неизоционатных уретанов / А.Р. Гарифуллина, В.А.Сысоев, Д.Н. Русакова // Вестник казанского технологического университета, Казань, Т. 17 №7, 2014, С. 88-90
© А. Р. Гарифуллина, канд. техн. наук, доц. каф. плазмохимических и нанотехнологий высомолекулярных материалов КНИТУ, garalf@inbox.ru; В. А. Сысоев, д-р техн. наук, профессор той же кафедры, sisoev@kstu.ru.
© А. R. Garifullina, candidate of technical sciences, chairs Plasmochemical and nanotechnologies vysomolekulyarnykh of materials KNRTU, garalf@inbox.ru; V. А. Sisoev doctor of engineering, professor chairs Plasmochemical and nanotechnologies vysomolekulyarnykh of materials KNRTU, sisoev@kstu.ru.
