CC BY
20
УДК 67502:533.9
Э. Ф. Вознесенский, И. Ш. Абдуллин, А. К. Хайруллин
ВЛИЯНИЯ ПЛАЗМЕННОЙ МОДИФИКАЦИИ ДУБЯЩИХ ЭКСТРАКТОВ
И КОЖЕВЕННЫХ ПОЛУФАБРИКАТОВ НА МИКРОСТРУКТУРУ ПОЛУЧАЕМЫ Х КОЖ
Ключевые слова: растительное дубление, кожа, дубящий экстракт, модификация, низкотемпературная плазма, микроструктура, рельеф, поверхность, волокна коллагена.
Исследовано влияние активации сухого дубящего экстракта в условиях ВЧ-плазмы на микроструктуру получаемых кож. Плазменная модификация дубящего растительного экстракта способствует улучшению наполненности дермы, при этом модифицированный дубитель интенсивно связывается поверхностными слоями дермы и для улучшения его сквозной диффузии требуется дополнительная активация сырья и полуфабриката, либо пересмотр технологических параметров процесса дубления.
Keywords: vegetable tanned leather, tanning extract, modification, low-temperature plasma, microstructure, relief, surface, collagen
fibers.
The effect of activation of dry tanning extract in RF-plasma on the microstructure ofproduced leathers is investigated. The tanning plant extract, modificated in plasma improves fullness of derma, thus modified tannin binds extensively superficial layers of the derma and for improving its diffusion requires additional activation of raw and semi-finished materials or revision ofparameters of the tanning process.
Экспериментально установлена [1] возможность активации сухого экстракта квебрахо в высокочастотной (ВЧ) плазме пониженного давления с целью снижения молекулярной массы за счет частичной деструкции. Препарат испытан в модельных процессах дубления. По степени связывания коллагена дермы модифицированный дубитель не уступает исходному.
В качестве образцов материала выбраны образцы кожевенного сырья из шкур овчины мокросо-леного способа консервирования. В качестве растительного дубителя использовался экстракт квебрахо в исходном виде и после ВЧ-плазменной модификации. Обработка дубящего экстракта осуществлялась в плазме высокочастотного индукционного (ВЧИ) разряда пониженного давления, методика обработки описана в статье [1], режим плазменной обработки: сила тока на аноде генераторной лампы Iа = 0,75 А; расход плазмообразующего газа - аргона GAr = 0,04 г/с; давление в рабочей камере P = 30 Па. Обработка сырья и, в последствии, голья проводилась в плазме высокочастотного емкостного (ВЧЕ) разряда пониженного давления в режиме: мощность разряда Wp = 1,4 кВт I =0,5 мА; Ua = 1,5 кВ); продолжительность обработки т = 5 мин; расход плазмообразующего газа G = 0,04 г/с; P = 26,6 Па; плазмообразующий газ - аргон. Использованное плазменное оборудование описано в литературе [2, 3]. Предложено следующее варианты экспериментальных образцов, таблица 1. Процессы выделки проводились в условиях лаборатории по лабораторной методике на основе промышленной технологии выделки шорно-седельных кож [4].
Таблица 1 - Перечень экспериментальных образцов
Образец ВЧ-плазменная модификация дубителя ВЧ-плазменная модификация кожевенного материала
№ 1 - -
№ 2 + -
№ 3 - +
№ 4 + +
Микроструктура образцов кож после процессов выделки исследовалась методом конфокальной лазерной сканирующей микроскопии (КЛСМ). Результаты приведены на рис. 1, 2.
По микроструктуре лицевого слоя (рис. 1) все четыре образца существенно отличаются. Так у образца № 1 (рис. 1а) лицевая поверхность складчатая, не наполненная. У образца № 2 (рис. 1б) лицевая поверхность имеет ярко выраженный и сглаженный рельеф. Лицевой слой образца № 3 (рис. 1в) напоминает образец № 1, с несколько большей наполненностью. Образец № 4 (рис. 1г) имеет рельефный сглаженный лицевой слой, но менее наполненный чем у образца № 2.
Рис. 1 - КЛСМ-изображение лицевой поверхности образцов дубленого полуфабриката, х 100: а - образец № 1; б - образец № 2; в - образец № 34; г -образец № 4
в
г
Таким образом, на основе анализа микроструктуры образцов можно сделать вывод, что ВЧ-плазменная модификация материала приводит к разрыхлению его волокнистой микроструктуры, а модифицированный дубящий экстракт обладает лучшей наполняющей способностью. Вероятно, при дублении не модифицированного материала модифицированный дубитель откладывается в поверхностных слоях, о чем свидетельствует высокая наполненность лицевого слоя образца № 2. При дублении модифицированной дермы модифицированный дубитель равномерно проникает в структуру и наполняет ее.
Таким образом, НТП-модификация дубящего растительного экстракта способствует улучшению наполненности дермы, при этом модифицированный дубитель интенсивно связывается поверхностными слоями дермы и для улучшения его сквозной диффузии требуется дополнительная НТП-активация сырья и полуфабриката, либо пересмотр технологических параметров процесса дубления.
Литература
в
Рис. 2 - КЛСМ-изображение поперечного среза в области сетчатого слоя образцов дубленого полуфабриката, х 1000: а - образец № 1; б - образец № 2; в - образец № 34; г - образец № 4
КЛСМ-изображения поперечного сечения сетчатого слоя образцов, также демонстрируют характерные отличия. Образцы № 1 и № 2 (рис. 2а, б) обладают достаточно плотной структурой сетчатого слоя, при этом наблюдаются отдельные тонкие волокна в структуре. Микроструктура сетчатого слоя образца № 3 (рис. 2в) наиболее рыхлая, имеются крупные поры, большое количество отдельных тонких волокон. Образец № 4 имеет плотную и равномерную структуру сетчатого слоя, практически не различимы отдельные тонкие волокна.
1. Вознесенский, Э.Ф. О возможности активации дубящих растительных экстрактов в условиях высокочастотной плазмы пониженного давления / Э.Ф. Вознесенский, И.Ш. Абдуллин, А.К. Хайруллин // Вестник казанского технологического университета. - 2013. - № 6. - Т. 17 -С. 48-51.
2. Абдуллин, И.Ш. Высокочастотная плазменно-струйная обработка материалов при пониженных давлениях. Теория и практика применения / И.Ш. Абдуллин, В.С. Желтухин, Н.Ф. Кашапов. - Казань: Изд-во Казан. гос. ун-та, 2000. - 348 с.
3. Вознесенский, Э.Ф. Теоретические основы структурной модификации материалов кожевенно-меховой промышленности в плазме высокочастотного разряда пониженного давления / Э.Ф. Вознесенский, Ф.С. Шарифуллин, И.Ш. Абдуллин. - Казань: Изд-во Казан. гос. технол. унта, 2011. - 364 с.
4. Справочник кожевника / под ред. И.П. Страхова. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1991. - 365 с.
© Э. Ф. Вознесенский - д.т.н., профессор кафедры плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КНИТУ, howrip@mail.ru; И. Ш. Абдуллин - д.т.н, проф., зав. каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КНИТУ, abdullin_i@kstu.ru; А. К. Хайруллин - студ. той же кафедры.
© E. F. Voznesensky - Doctor of Technical Sciences, Professor of «Plasma-Chemical and Nanotechnology of High-Molecular Materials» Department, KNRTU, howrip@mail.ru; I. Sh. Abdullin - Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of. « Plasma-Chemical and Nanotechnology of High-Molecular Materials» Department, KNRTU, abdullin_i@kstu.ru; A. K. Khairullin - student of «Plasma-Chemical and Nanotechnology of High-Molecular Materials» Department, KNRTU.
