Структурные изменения перчаточной кожи при ее плазменной модификации

УДК 675.15

Г. Р. Рахматуллина, В. Я. Ковтанюк СТРУКТУРНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ПЕРЧАТОЧНОЙ КОЖИ ПРИ ЕЕ ПЛАЗМЕННОЙ МОДИФИКАЦИИ

Ключевые слова: перчаточная кожа, технология, плазменная модификация.

Исследовано изменение структуры перчаточных кож при модификации ее неравновесной низкотемпературной плазмой перед красильно-жировальными процессами в режимах повышающих механические показатели кож.

Keywords: leather glove, technology, plasma modification.

Change of structure of glove skin after modification by nonequilibrium low-temperature plasma before tinctorial processes in the modes of the skin raising mechanical indicators is investigated.

Введение

Для производства перчаток используется особенно мягкая кожа - эластичная, тонкая и приятная на ощупь способная оптимально соответствовать форме руки. Кроме того, очень важно, чтобы перчаточная кожа дышала, препятствовала образованию влаги и имела хорошие прочностные (механические) показатели.

В ранее проведенных исследованиях [1] установлено существенное влияние неравновесной низкотемпературной плазмы на свойства перчаточных кож из шкур овчины: определены режимы плазменной модификации,

способствующие повышению гидрофильных свойств поверхности, при плазменной модификации в сырье. Кроме того, установлена возможность повышения механических показателей перчаточной кожи.

В данной работе исследована структура перчаточной кожи при ее плазменной модификации в режимах повышающих механические показатели кож.

Экспериментальная часть

Объект исследования - полуфабрикат из шкур овчины.

Наилучшие режимы, оказывающие максимальный гидрофильный эффект на поверхности сырья из шкур овчины пресно-сухого способа консервирования, определены ранее и представлены в табл. 1 [1].

Таблица 1 - Режимы плазменной модификации ^0,04 г/с, Р=26,6 Па, f=13,56 МГц, t=3мин)

Отбор проб для механических исследований кож проводился в соответствии с ГОСТ 938.0-75.

Испытания кожи на растяжение по ГОСТ 938.1169 проводили на маятниковой разрывной машине РТ-250М с погрешностью ±1%.

Исследование структуры материалов проводили на сканирующем электронном микроскопе фирмы «Hitachi» ТМ 1000.

Результаты и их обсуждение

Полуфабрикат из шкур овчины подвергали плазменной модификации в режимах, представленных в таблице 1.

Далее проводили красильно-жировальные процессы, согласно классической технологии производства кож.

Критерием влияния плазменной обработки на кра-сильно-жировальные процессы производства перчаточной кожи из шкур овчины выбраны механические показатели: прочность кожи при разрыве и относительное удлинение. Результаты изменения механических показателей кожи, представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Механические показатели перчаточной кожи из шкур овчин

Образцы, модифициро- Механические показатели

предел про1 удлинение

ванные в режиме ности пр при напряже

растяжении, нии 10 МПа,

МПа

1 15,8 74

2 13,2 73

3 12,8 75

контрольный 11,2 58

Из значений, представленных в таблице 2, видно, что плазменная модификация полуфабриката (вет-блю) из шкур овчины способствует повышению предела прочности при разрыве, при этом наилучшие результаты получены при модификации в 1 режиме -прочность увеличивается на 40%. Увеличивается и удлинение при плазменной модификации до 38% по отношению к контрольному варианту.

Механические свойства кожи во многом определяются свойствами волокон, пучков волокон и их взаимным расположением, поэтому оценку изменений микрорельефа среза кожи проводили с помощью метода электронной микроскопии. Взаимная укладка пучков волокон в материале доступна для изучения по микрофотографиям с увеличением в 100-200 раз. Микрофотографии при увеличении 200 раз срезов крашенного полуфабриката (краста) из шкур овчины при плазменной модификации на стадии вет-блю и контрольный вариант представлены на рис. 1-4.

Режимы Параметры плазменной модификации

U, кВ I, А

1 2,5 0,39

2 3 0,43

3 4 0,55

Рис. 1 - Микрофотография среза краста из шкур овчины, модифицированного потоком неравновесной низкотемпературной плазмы в режиме 1

Рис. 2 - Микрофотография среза краста из шкур овчины, модифицированного потоком неравновесной низкотемпературной плазмы в режиме 2

Рис. 3 - Микрофотография среза краста из шкур овчины, модифицированного потоком неравновесной низкотемпературной плазмы в режиме 3

Рис. 4 - Микрофотография контрольного среза краста из шкур овчины

Из микрофотографий видно, что при плазменной модификации вет-блю в 1 режиме происходит уменьшение толщины краста на 10%, по сравнению с контрольным вариантом, что свидетельствует о создании более плотной структуры. Кроме того, срез кожи на микрофотографии опытного образца (рис. 1) имеет большое количество одинаковых по размеру пор между пучками волокон, которые равномерно распределяются по всему срезу дермы. Таким образом, при обработке вет-блю в режиме, повышающем гидрофильные свойства поверхности и механические показатели кожи (рис. 1) наряду с ростом плотности укладки вторичных волокон, по сравнению с контрольным вариантом (рис. 4), структура становится более разделенной.

Проведенные исследования позволяют заключить что:

- плазменная модификация вет-блю из шкур овчины способствует повышению механических показателей перчаточной кожи: прочность увеличивается на 40%, удлинение - до 38% по отношению к контрольному варианту;

- повышение механических показателей перчаточной кожи происходит за счет увеличения плотности укладки вторичных волокон и дополнительного разделения структуры, по сравнению с контрольным образцом.

Литература

1. Рахматуллина Г.Р., Дубиновский М.З. Технология перчаточной кожи с применением плазменной модификации / Г.Р. Рахматуллина, М.З. Дубиновский // Вестник технологического университета. - 2015. - Т.18, №19. -С.169 - 171.

© Г. Р. Рахматуллина - д.т.н., проф. каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КНИТУ, gulnaz-f@yandex.ru, В. В. Ковтанюк - магистр гр. 434-М1 той же кафедры

© G. R. Rakhmatullina - doctor of technical science, professor of department of plasma-chemical and nanotechnology of macromolecular materials, KNRTU, gulnaz-f@yandex.ru; V. Ya. Kovtanyuk - student gr. 434-М1 of department of plasma-chemical and nanotechnology of macromolecular materials KNRTU.