CC BY
48
УДК 675.92.035
М. В. Блиева
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НЕИОНОГЕННЫХ ДИСПЕРСИЙ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ СТРУКТУРЫ И КАЧЕСТВА КОЖЕВЕННЫХ КАРТОНОВ
Ключевые слова: свойства, структура, кожевенный картон, волокно хромового дубления, неионогенная дисперсия, синтан, сточные воды, технология производства.
В работе рассматривается целесообразность использования неионогенной дисперсии и синтетических дубителей для проклеивания кожевенных волокон в производстве картонов.
Key words: properties, structure, leather cardboard, chrome tanning fibers, neionogenic dispersion, suntan, sewage,
technology of manufacture.
In operation the expediency of improvement of structure and quality of leather cardboards by usage of neionogenic dispersion and synthetic tannins in the cardboard manufacture.
Вопросам изучения закономерностей проклеивания кожевенных волокон латексами при получении жестких искусственных кож типа картонов посвящено много работ. В результате этих исследований сложились определенные представления о строении и свойствах современных картонов, о механизмах протекания операций разволокнения отходов кожевенного производства, стабилизации и проклеивания полученных волокон дисперсиями и латексами. Наряду с этим были выполнены отдельные работы по модификации исходного кожевенного сырья, подбора дисперсий и регуляторов проклеивания. Однако, несмотря на достаточно большое количество работ, выполненных в рамках совершенствования технологии производства жестких ИК, актуальной является проблема разработки методов направленного регулирования процесса проклеивания и получения композитов улучшенного качества, тем более что в последние годы исследования существенно сократились.
В настоящей работе была исследована возможность использования дисперсии сополимера дибутилмалеината и винилацетата (ДБМВА) в рецепте кожевенного картона, взамен применяющихся в настоящее время латекса ДВХБ-70 и ПВА эмульсии, что позволило бы расширить сырьевую базу и значительно снизить количество вводимых проклеивающих веществ. Наличие большого количества активных функциональных групп в полимере дисперсии позволило предположить возможность их взаимодействия с функциональными группами как кожевенного волокна так и синтанов и целенаправленное выделение полимера дисперсии на волокне в процессе проклеивания. А также, применение неионогенной дисперсии ДБМВА, стабилизированной высокомолекулярным соединением - поливиниловым спиртом, представляет интерес с точки зрения снижения загрязненности сточных вод поверхностно-активными веществами.
Для изготовления кожевенного картона с применением в качестве проклеивающего вещества неионогенной дисперсии ДБМВА (30 г/100 г абсолютно сухого волокна) использовали способ, разработанный в работе [1].
Образцы кожевенного картона получали в условиях экспериментальноисследовательской лаборатории Нальчикского завода «Нарбек» по рецептам, в которых лигносульфонаты (концентрат сульфитно-дрожжевой бражки) заменены на синтетические дубители (синтаны) различной природы, обладающие красящими свойствами (черный, оливковый, МТК, МШ) в количестве 0,2^5,0 г/100г а.с. волокна. На основании результатов исследований по изучению кинетики сорбции синтанов хромовым волокном, провели корректировку продолжительности обработки волокнистой суспензии дубителями, которая составила 15 минут.
Оценку гигиенических и механических свойств волокнистых материалов проводили стандартными методами по ГОСТ 9542-89.
Результаты испытаний экспериментальных образцов картона для внутренних деталей обуви по показателям: толщина, плотность, намокаемость, предел прочности при разрыве, жесткость приведены в таблице 1, из которой видно, что значения показателей опытных образцов значительно отличаются от контрольных. Отмечено значительное повышение деформационно-прочностных свойств опытных образцов, которое можно объяснить:
- во-первых, природой полимера связующего вещества. Как показали результаты исследования деформационно-прочностных свойств пленок на основе ДБМВА, значения показателя предела прочности при растяжении и других их механических характеристик значительно превышают контрольные [2];
- во-вторых, более равномерным характером распределения полимера проклеивающего вещества на волокне (рис.1, 2).
Таблица 1 - Показатели свойств кожевенного картона, проклеенного дисперсией ДБМВА
Образцы картона, обработанного синтаном г/100 г а.с.в. Показатели свойств кожевенного картона
Плотность (г/см3) Намокаемость (%) за Предел прочности при растяжении (МПа) Толщина (мм) Жесткость
2 часа 24 часа
оливковым 0,2 0,87 35,0 54,7 1,08 2,00 41
0,5 0,83 34,6 57,6 1,54 2,33 51
2,0 0,86 38,2 62,7 1,35 2,04 53
5,0 0,84 45,2 61,9 1,19 2,39 63,5
МТК 0,2 0,80 33,8 54,1 1,27 2,17 41
0,5 0,85 32,7 50,4 1,12 2,13 47
2,0 0,90 31,8 51,3 0,82 2,12 52
5,0 0,88 32,2 56,3 0,91 2,33 68
черным 0,2 0,88 30,6 55,8 1,35 1,97 32
0,5 0,87 33,3 59,7 1,06 2,21 41
2,0 0,82 37,7 57,0 1,16 2,43 43
5,0 0,81 29,7 55,3 1,26 2,18 36
Кожевенный картон, марки 3М-I (контрольный) 0,87 20,2 38,0 0,88 2,39 16
Исследования показали, что введение возрастающих количеств синтанов (более 2 г/100г а.с. волокна) в суспензию кожевенного волокна хромового дубления перед проклеиванием, приводит к небольшому снижению показателей предела прочности и
относительного удлинения кожевенных картонов как в сухом, так и во влажном состоянии, а также к повышению их намокаемости и жесткости.
Рис. 1 - Электронные микрофотографии структуры картона для задников без обработки синтаном
Рис. 2 - Электронные микрофотографии структуры картона для задников с обработкой синтаном (на примере
оливкового)
Как уже было выявлено [3], введение синтанов в суспензию кожевенного волокна приводит к агрегированию массы. При последующем введении в агрегированную массу волокон проклеивающей дисперсии полимера происходит распределение частиц дисперсии на поверхности агрегатов (флокул), а затем оседание - гетероадагуляция полимера дисперсии как на отдельных волокнах, так и на агрегатах, с образованием рыхлых коагуляционных структур. Наблюдающееся при этом уменьшение удельной внешней поверхности гетерогенной системы (проклеенной массы) приводит к уменьшению количества зон связей в готовом материале, а, следовательно, к снижению его плотности и увеличению пористости.
Наблюдаемое повышение показателей намокаемости опытных образцов является результатом формирования структуры с развитой системой пор.
Из полученных листов картона по стандартной методике были сформованы задники на МОФЗ (машина окончательной формовки задников), фасон 9, размер 290. Опытные задники, надетые на колодку соответствующего фасона и размера, плотно прилегали к пяточной части колодки и совпадали с гранью ее следа. Задники были испытаны на устойчивость к оседанию по ГОСТ 1179-85. После нагружения увлажненных задников (намокаемость за 2 часа составила 13,2%) нагрузкой равной 30 кг при 500 циклах задники показали высокие формоустойчивые свойства.
Таким образом, использование сополимерной дисперсии ДБМВА в сочетании с обработкой кожевенного волокна синтанами - красящими обеспечивает высокое качество и хороший внешний вид обувным картонам. Значительное снижение плотности картонов при одновременном сохранении высоких физико-механических показателей является положительным фактом, так как исследуемые кожевенные картоны предназначены для изготовления внутренних деталей обуви.
Анализируя результаты исследований структуры и свойств проклеенных волокнистых материалов, а также принимая во внимание требования ГОСТ 9542-89 на обувные картоны, можно рекомендовать использование синтанов и дисперсии ДБМВА в производстве обувных картонов марок СМ-1 и З-1. Оптимальной дозировкой синтанов можно считать 2,0 г/100г а.с. волокна, когда отмечено некоторое повышение деформационно-прочностных свойств картонов, позволяющее сократить в 2 раза количество вводимых проклеивающих веществ (по сравнению с традиционной технологией). Повышение значений показателей жесткости картона для задников способствует улучшению их формуемости и формоустойчивости. Незначительное изменение гигиенических свойств материалов не выходит за пределы ГОСТ
9542-89. При выпуске опытных партий и образцов картона отмечена интенсификация технологического процесса производства, а именно сокращение длительности операции отлива волокнистых материалов. Кроме того, анализ сточных вод показал уменьшение в них примесей за счет более равномерного проклеивания, удержания мелкого волокна в структуре материала и отсутствия в составе рецепта картона лигносульфонатов.
Литература
1. Блиева, М.В. Исследование механизма проклеивания кожевенных волокон различными дисперсиями полимеров / М.В. Блиева// Химические волокна. - 2010. - № 4. - С.41 - 43.
2. Блиева, М.В. Регулирование физико-механических свойств пленок из латексов и дисперсий полимеров растворами синтетических дубителей / М.В.Блиева, Г.П. Андрианова // Пластические массы. - 2010. - № 8. - С.20 - 27.
3. Блиева, М.В. Влияние модификации на особенности проклеивания, структуру и свойства кожевенных картонов / М.В. Блиева // Известия вузов. ТЛП - СПб. - 2010. - № 4. - С.10-13.
© М. В. Блиева - канд. техн. наук, доц. Кабардино-Балкарской государственной сельскохозяйственной академии, [email protected].
