Исследование влияния физической модификации ортопедической кожи из овчины на диффузию растворов аминосмол

УДК 678.6:675.024

А. В. Островская, И. Ш. Абдуллин, И. И. Латфуллин, Р. Я. Исламов

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ МОДИФИКАЦИИ ОРТОПЕДИЧЕСКОЙ КОЖИ ИЗ ОВЧИНЫ НА ДИФФУЗИЮ РАСТВОРОВ АМИНОСМОЛ

Ключевые слова: ортопедическая кожа, фторсодержащая аминосмола, низкотемпературная плазма, диффузия,

выбираемость.

Исследовано влияние физической обработки ортопедической кожи из овчины на диффузию фторсодержащей аминосмолы по топографическим участкам.

Keywords: orthopedic leather, fluorinated amino resin, low-temperature plasma, diffusion, selectable.

Studied the influence of the physical treatment of orthopedic leather of sheepskin on the diffusion of fluorine-containing amino resin in different topographical areas.

В настоящее время в кожевенной промышленности отечественный производитель должен реагировать на изменчивый спрос потребителя, выпускать высококачественную продукцию и расширять ассортимент выпускаемых изделий.

Так, кожа должна обладать комплексом свойств, которые придают ей уникальность: кожа должна быть равномерной по толщине, обладать хорошей водостойкостью, устойчивостью к природным воздействиям. Всего этого можно добиться в процессе наполнения кож. Наполнение -это жидкостной процесс, в котором химический реагент на первом этапе должен диффундировать, проникать в структуру дермы. С целью интенсификации этого процесса используют различные методы воздействия на полуфабрикат: механические, химические, а также современные ультразвуковое и воздействие неравновесной низкотемпературной плазмой (ННТП). Известно, что ННТП, воздействуя на надмолекулярную структуру коллагена, способствует интенсификации процессов жидкостной обработки, приводящей к улучшению технологических свойств кожевенного материала [1]. Такой тип модификации позволяет улучшить физико-механические и гигиенические свойства готовых кож за счет упорядочивания структуры коллагена кожевой ткани [2].

Целью данной работы является изучение возможности разделения структуры дермы кожи из овчины путем воздействия ННТП и, как следствие, интенсификации диффузии растворов

модифицированных спиртами аминосмол как наполняющих и додубливающих реагентов. В данной работе для исследования была выбрана карбамидоформальдегидная смола, модифицированная 1,1,3-тригидротетрафторпропанолом.

Для интенсификации процесса наполнения была произведена предварительная обработка образцов наполняемых кож ННТП. Ранее было изучено влияние фторсодержащей аминосмолы на свойства ортопедической кожи из овчины без предварительной обработки ННТП [3].

Критерием разделения структуры обрабатываемого полуфабриката, как и в работе [4],

была выбрана способность капли дистиллированной воды проникать внутрь дермы.

В качестве плазмообразующего газа использовался аргон. В таблице 1 представлены результаты по определению режима обработки:

Таблица 1 - Выбор режима обработки ННТП

№ Режим обработки Время впитывания капли воды, с

U, кВ I, А т, мин

1 6,5 0,90 5 1235

2 5,5 0,75 3 1218

3 5,5 0,75 5 1215

4 3,0 0,48 3 360

5 1,5 0,30 3 534

Как показали испытания (таблица 1), оптимальными условиями является обработка ННТП в среде аргона при напряжении 3 кВ, силе тока 0,48 А и продолжительности 3 минуты. Капля воды в данных условиях впитывается за 360 секунд. В аналогичных условиях, но с применением в качестве плазмообразующего газа смеси аргон:воздух в соотношении 70:30 скорость впитывания капли воды испытуемым образцом увеличивается в 1,5 раза. Кислород - окислитель, и он способен увеличить число гидрофильных групп в структуре кожи. Также, в связи с тем, что наличие в составе плазмообразующего газа воздуха снижает расход аргона, что выгодно с экономической точки зрения.

Найденный режим и=3 кВ, 1=0,48 А, т=3 мин, плазмообразующий газ - смесь аргона с воздухом в соотношении 70:30 использовался в дальнейшем для обработки образцов ортопедической кожи из овчины.

Экспериментальные данные по

определению выбираемости аминосмолы из рабочего раствора (таблица 2) показали, что выбираемость зависит от ряда факторов:

1) топографический участок исследуемой кожи (хребтовая часть, пола);

2) способ окончательной отделки кожи (шлифованная, нешлифованная);

3) предварительная обработка ННТП.

Таблица 2 - Выбираемость аминосмолы из рабочего раствора

Кожевенный полуфабрикат Топографический участок Выбираемость, %

Овчина ортопедическая хромового дубления, нешлифованная Пола 31,4

Хребтовая часть 11,7

Овчина ортопедическая хромового дубления, шлифованная Пола 30,5

Хребтовая часть 45,4

Овчина ортопедическая хромового дубления нешлифованная, обработанная ННТП Пола 29,47

Хребтовая часть 42,0

Известно, что разные топографические участки, обладая разной структурой, по-разному поглощают растворы реагентов. Как следует из таблицы 2, данная закономерность не всегда воспроизводится. Так, при обработке полы шлифованных образцов выбираемость смолы составляет 30,5 %, тогда как хребтовая часть поглощает в данном случае интенсивнее, о чем свидетельствует выбираемость равная 45,4 %. Возможно это связано с тем, что хребет как более

плотная, хорошо сформированная часть лучше поддается шлифованию. Часть пор раскрывается вследствие удаления лицевого слоя и диффузия растворов смол интенсифицируется. Пола же? как более рыхлая часть при шлифовании сминается, что ведет к частичному закупориванию пор и проникновение смолы внутрь дермы затрудняется.

В случае полы выбираемость смолы из рабочего раствора практически не зависит от способа предварительной обработки.

В случае хребтовой части заметно возрастает выбираемость шлифованных кож по сравнению с нешлифованными - выбираемость возрастает в 3,8 раза. Следует отметить, что обработка ННТП в вышеуказанных условиях способствует диффузии фторсодержащей смолы. Выбираемость смолы из рабочего раствора в случае обработки ортопедической кожи из овчины возрастает в 3,6 раза.

Литература

1. Г.Н. Кулевцов, Л.Р. Джанбекова, И.Ш. Абдуллин, В.С. Желтухин, И.В. Красина, Э.Ф. Вознесенский, Повышение эффективности использования сырья, полуфабриката, отходов и вспомогательных материалов кожевенного производства с применением низкотемпературной плазмы: монография, Издательство Казанского государственного технологического университета, Казань, 2008. 260 с.

2. Г.Р. Николаенко, Г.Н. Кулевцов, Кожевенно-обувная промышленность, 4, 28-30, (2012).

3. А.В. Островская, И.Ш. Абдуллин, И.Р. Якупов, Л.А. Зенитова, Вестник Казанского технологического университета, 17, 12, 54-56 (2014).

4. А.В. Островская, И.Ш. Абдуллин, И.И. Латфуллин, А.Р. Латипова, Н.С. Гаврилова, Л.А. Зенитова, Вестник Казанского технологического университета, 16, 22, 175-177 (2013).

© А. В. Островская - к.х.н., доцент каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КНИТУ, alla.ru1941@mail.ru; И. Ш. Абдуллин - д.т.н., проф., зав. каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КНИТУ; И. И. Латфуллин - ассистент, аспирант каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КНИТУ; Р. Я. Исламов - бакалавр каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КНИТУ.

© A. V. Ostrovskaya - Ph.D. of chemical science, associate professor, department of plasma-chemical and nanotechnology of macromolecular materials, KNRTU, alla.ru1941@mail.ru; I. Sh. Abdullin - Doctor of Technical Science, Full Professor, head of department of plasma-chemical and nanotechnology of macromolecular materials, KNRTU; I. I. Latfullin - graduate student, department of plasma-chemical and nanotechnology of macromolecular materials; R. Y. Islamov - bachelor, department of plasma-chemical and nanotechnology of macromolecular materials, KNRTU.