Исследования влияния взаимодействия неравновесной низкотемпературной плазмы и кремнийорганических соединений на физико-механические свойства кож из шкур КРС

ТЕХНОЛОГИЯ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ ТЕКСТИЛЬНОЙ И ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

УДК 675.1

Д. Р. Шатаева, Г. Н. Кулевцов, И. Ш. Абдуллин ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НЕРАВНОВЕСНОЙ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ И КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОЖ ИЗ ШКУР КРС

Ключевые слова: кожа, обработка, физико-механические свойства кожи.

В ходе данной работы установлено, что при обработке в плазме ВЧЕ-разряда пониженного давления и раствором стана у кожевенного полуфабриката из шкур КРС улучшаются физико-механических свойства кожи.

Keywords: skin treatment, physico-mechanical properties of the skin.

In the course of this study found that the treatment of the plasma discharge HF Cand reduced pressure and silane solution in semi-leather from cattle hides improved physical and mechanical properties of skin.

Из общей массы шкур крупного рогатого скота (КРС) только 30% отвечает требованиям 1 и 2 сорта, которые пригодны для производства лицевой кожи, что свидетельствует о необходимости технологических разработок для получения качественной кожи из низкосортного сырья. Проведенные поисковые исследования свидетельствуют о высокой эффективности применения кремнийорганических соединений для обработки кожевенных полуфабрикатов из шкур КРС, улучшающих физико-механические и гигиенические свойства. Применение кремнийорганических соединений в технологии обработки кож из шкур КРС позволит повысить качество продукции кожевенных изделий.

Традиционные методы модификации в определенной степени позволяют улучшить физико-механические и эксплуатационные свойства кожевенных материалов, но их возможности на сегодняшний день практически исчерпаны. В связи с этим в настоящее время исследуются возможности применения новых технологий, например, плазмо-химических процессов с применением высокочастотных разрядов пониженного давления.

Воздействие низкотемпературной плазмы является одним из наиболее эффективных современных методов обработки кожевенных материалов, позволяющих в широких пределах изменять свойства и значительно повысить спрос на изделия из кожи [1-2].

В данной работе показана возможность применения низкотемпературной плазмы (НТП) и кремнийорганических соединений в процессе обработки кожевенных материалов для повышения физико-механических свойств кожи из шкур КРС.

Для изучения влияния ННТП и кремнийорги-нических соединений выбраны образцы кож из шкур КРС, выделанные по типовой методике и си-лан марки А-187

глицидоксипропилтриметоксисилан). Обработке подвергались образцы полуфабриката по традиционной методике и обработанные в НТП. Затем проводили сравнительный анализ полученных свойств.

ННТП-обработку проводили в режиме: иа=3кВ, 1а=0,45 А, г=6 мин, Р=30 Па; в=0,04г/с, f=13,56МГц, плазмообразующий газ: смесь газов -аргон и пропан/бутан, в соотношение 70:30.

Для определения физико-механических показателей при растяжении кожевенных материалов из шкур КРС использовалась разрывная машина РМ-50. Результаты исследования представлены на рисунках.

Рис. 1 - Зависимость прочности при разрыве кож из шкур КРС, обработанных ННТП обработкой и раствором силана, от концентрации силана в растворе

Из представленных зависимостей видно, что максимальная прочность при разрыве кожи из шкур овчины и КРС достигается при концентрации силана в растворе 2 г/л. Прочность при разрыве кож из шкур КРС - повышается на 16% и составляет 8,7 МПа.

Из представленных зависимостей видно, что максимальное относительное удлинение кож из шкур КРС достигается при концентрации силана в растворе 2 г/л. Относительное удлинение кож из шкур КРС, модифицированных ННТП и раствором силана, повышается на 29,3% и составляет 84%.

На рисунке 3 представлены результаты значений прочности на разрыв кож из шкур КРС.

В результате обработки кожевенных полуфабрикатов в растворе силана марки А-187 и ННТП-обработки прочность на разрыв кож из шкур КРС повышается на 11,5%.

100

<D .„80

£

t! Й fío

H Е

M о О p. ¡40 н

о ^ 20

LO

о"

LO

LO r-j

LO

LO r-j

LO rxí

О ^Н ^Н

Концентрация силана в растворе, г/л Рис. 2 - Зависимость относительного удлинения при растяжении кожи из шкур КРС, модифицированных ННТП обработкой и раствором сила-на, от концентрации силана в растворе

В таблице 1 приведены результаты исследований физико-механических свойств кожевенного полуфабриката из шкур КРС до обработки и после обработки раствором силана и ННТП.

Таблица 1 - Показатели качества образцов кожевенного материала из шкур КРС, обработанного раствором силана. Температура раствора силана марки А-187 - 400С, время выдержки - 40 минут, концентрация силана в растворе 2г/л

Рис. 3 - Диаграмма изменения показателя значения прочности на разрыв кож из КРС до и после обработки раствором силана марки А-187 и ННТП-обработки в режиме: Ш=3кВ, !а=0,45 А, t=6 мин, P=30 Па; G=0,04г/с, f=13,56МГц, плазмо-образующий газ: смесь газов - аргон и пропан/бутан, в соотношение 70:30

Наименование показателя Значение показателя по ГОСТ № 485 - 82 Значение показателя необработанного образца Без плазмы, обработанный раствором силана Обработанный раствором силана марки А-187 и ННТП

Температура сваривания ко-жевой ткани,0С не ниже 80 80 83 87

Массовая доля влаги в коже-вой ткани, %, не более (сухой остаток) 10-16 10 10 10,9

Массовая доля окиси хрома, % 0,9-1,1 0,98 0,98 1,1

Массовая доля золы, % не более 3,5 2,4 2,4 2,4

рН водной вытяжки кожевой ткани 4,0-5,5 4,5 4,5 4,5

Прочность при разрыве, Н - 7,8 8,0 8,7

Относительное удлинение, % 18-30 65 68 84

Установлено, что:

- неравновесная низкотемпературная плазма положительно влияет на физико-механические свойства кож из шкур КРС;

- обработка кож из шкур КРС кремнийорга-ническими соединениями и ННТП позволяет повысить относительное удлинение на 29,3% и составляет 84%; прочность на разрыв кож из шкур КРС повышается на 11,5%;

- оптимальная концентрация силана в растворе составляет 2 г/л.

«Работа проводилась при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации в соответствии с требованием Соглашения № 14.577.21.0019. Уникальный идентифи-

катор прикладных научных исследований

РРМЕР157714Х0019»

Литература

1. Горберг, Б. Л. Применение низкотемпературной плазмы для обработки полимерных материалов, используемых в легкой и текстильной промышленности / Б.Л. Горберг, А.И. Максимов //Химия и химическая технология. -1983. - С.35

2. Сергеева Е. А. Влияние высокочастотного разряда пониженного давления на свойства ВВПЭ волокон/Е.А. Сергеева, И. Ш.Абдуллин // Вестник Казан. технол. унта.- №2.-2009.-С. 84-89

3. Антонова М. В. Применение низкотемпературной плазмы пониженного давления для повышения качества процессов отбеливания шубной овчины/ Антонова М.В., Абдуллин И. Ш. , Кулевцов Г. Н. , Исрафилов И. Х.// Вестник Казан. технол. ун-та.- №2.-2009.-С. 114-116

© Д. Р. Шатаева - асп. каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КНИТУ, dinysik-86@mail.ru; Г. Н. Кулевцов - д-р техн. наук, проф. той же кафедры, gkulevtsov@rambler.ru; И. Ш. Абдуллин. - д.т.н., профессор, зав. кафедрой плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КНИТУ. © D. R. Shataeva - graduate stud. KNRTU, dinysik-86@mail.ru; G. N. Kulevtsov - Prof., KNRTU; I Sh. Abdullin - Prof., KNRTU.