CC BY
45
Е. С. Нефедьев, И. В. Красина, А. М. Мухаметшин ВЛИЯНИЕ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ НА ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА ПОЛУФАБРИКАТА «ВЕТ-БЛЮ» ИЗ ШКУР КРС МОКРОСОЛЕНОГО СПОСОБА КОНСЕРВИРОВАНИЯ
Представлены результаты проведенных исследований в области применения высокочастотной плазменной обработки натуральных высокомолекулярных материалов в производстве полуфабриката «вет-блю» из шкур КРС мокросоленого способа консервирования. Приведены зависимости ряда характеристик исследуемых материалов от параметров высокочастотного разряда пониженного давления.
На современном этапе, в условиях рыночных отношений, предполагающих высокий уровень конкуренции, наиболее устойчиво держатся те предприятия кожевенно-обувной промышленности, соотношение цена-качество выпускаемой продукции которых, наиболее оптимально. Актуальной задачей производящей стороны, заинтересованной в росте чистой прибыли, является стабилизация, либо снижение затрат, при одновременном повышении качества готовой продукции. Снижение себестоимости единицы продукции возможно, например, при снижении общего количества химреагентов, используемых при выделке кожи, за счет более интенсивного проведения жидкостных процессов и операций, что позволяло бы, наиболее полно расходовать дорогостоящие материалы, одновременно снижая их содержание в сточных водах предприятия, которые, в свою очередь, являются источниками загрязнения окружающей среды. Что касается качества, то улучшение технологических, эксплуатационных и потребительских свойств кожи достигается, главным образом, усовершенствованием отмочно-зольных, дубильных процессов. В качестве перспективного метода интенсификации вышеперечисленных процессов, нами выбрана электрофизическая модификация высокомолекулярных материалов в потоке высокочастотной (ВЧ) плазмы пониженного давления.
Обработка проводилась в режиме, в котором усиливаются гидрофильные свойства данного вида сырья. Поиск режима проводился по изменению следующих параметров: двухчасовой намокаемости; температуры сваривания. Зависимость значения температуры сваривания и двухчасовой намокаемости от мощности разряда представлены на рисунках 1, 2.
Исходя из полученных данных, режимом в котором усиливаются гидрофильные свойства данного вида сырья, является: 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.
Обработанный в вышеуказанном режиме и не подвергшийся обработке образцы, проходили через все стадии подготовительных процессов и операций по типовой методике: отмоку, золение, обжорное золение, пикелевание, дубление. После заключительной стадии выделки, измерялись следующие параметры: двухчасовая намокаемость (рис. 3.), температура сваривания, а также контролировался элементный состав, и полученный полуфабрикат анализировали с помощью электронной микроскопии.
Рис. 1 - Зависимость температуры сваривания от мощности разряда и времени обработки
24
23
5? 22 .о
8 21
5
ш
18 17
1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2
Шр, кВт
Рис. 2- Зависимость значения двухчасовой намокаемости от мощности разряда (время обработки т = 3 мин)
Микрофотографии состояния структуры дермы опытного образца по сравнению с контрольным, свидетельствуют о том, что плазменная обработка способствует дополнительному разволокнению структуры дермы кожевой ткани (рис. 4).
Рис. 3 - Двухчасовая намокаемость образцов шкур крс м/с способа консервирования после дубления
Рис. 4 - Микрофотографии (х30) поперечного среза полуфабриката для верха обуви из шкур КРС: а) контрольный; б) опытный
Таким образом, внедрение высокочастотной плазменной обработки в технологию выделки натуральных кож из шкур КРС мокросоленого способа консервирования, позволяет существенно улучшить гидрофильные свойства высокомолекулярного материала, подготовив его тем самым к более интенсивному протеканию последующих жидкостных процессов и операций.
Экспериментальная часть
В качестве объектов исследования выбраны образцы шкур КРС мокросоленого способа консервирования. Для уменьшения разброса параметров, опытные и контрольные образцы вырезались из симметричных топографических участков одной шкуры.
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.
