CC BY
47
УДК 675.043
Л. А. Абдрахманова, И. Ш. Абдуллин, А. В. Островская,
Р. Р. Шагивалиева
РОЛЬ ДИСПЕРСИЙ ПОЛИМЕРОВ АКРИЛОВОГО РЯДА В МЕХОВОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Показана возможность использования в меховом производстве, в частности в технологии обработки шкурок кролика, дисперсий полимеров акрилового ряда, с целью повышения прочности связи волоса с кожевой тканью.
Учитывая, что продукция меховой промышленности пользуется спросом, необходимо обновлять и расширять ассортимент меховых изделий высокого качества, снижать себестоимость и увеличивать объем выпускаемой продукции. Эта задача может быть решена за счет использования в меховом производстве новых высокоэффективных химических материалов, обладающих выраженными технологическими свойствами, благодаря которым можно активизировать процессы обработки мехового сырья [1].
Одним из распространенных видов мехового полуфабриката являются шкурки кроликов. Изделия из шкурок кролика пользуются большим спросом, так как разнообразие нетрадиционных изделий из их шкурок, имитации шкурок под более ценных зверей, оригинальная отделка все больше привлекает к себе внимание потребителей, особенно молодежи [2]. Но изделия из шкурок кролика недолговечны из-за плохой связи волоса с дермой. В этой связи возникла необходимость и целесообразность работы над улучшением качества шкурок кролика.
Для получения мехового полуфабриката с улучшенным комплексом эксплуатационных и технологических характеристик предлагается на стадии отмоки мехового сырья использование нетоксичных дисперсий полимеров акрилового ряда с размером частиц до 100 нм, что соизмеримо с размерами частиц белка, а именно - полиакриламида (ПАМ), Акваплена, Латекса РЯ 3500, Бтп&Бр А05, Сошраипё, Лакротэнов Э-241 и Э-61.
Данные дисперсии полимеров обладают сродством к коллагену, большой реакционной способностью благодаря наличию в их строении свободных карбоксильных, амидных, нитрильных и других функциональных групп, а также высокой дисперсностью, что позволяет предположить высокое их интенсифицирующее и структурирующее действие, и хорошую совместимость с коллагеном КТ и кератином волосяного покрова (ВП) меховых шкурок.
Для облегчения диффузии полимеров внутрь дермы меховых шкурок использовали их в пенетрирующих составах, состоящих из органического растворителя с водным раствором поверхностно-активного вещества (ПАВ). В работе использовался ряд хорошо совместимых со многими реагентами и легко смешивающимися с водой органических растворителей, обладающих пенетрирующими и антибактериальными свойствами - диметил-сульфоксид (ДМСО), диметилформамид (ДМФА), изопропиловый спирт (ИПС), диоксан.
Определен ряд пенетрирующих составов, представленных в таблице 1, использование которых на стадии отмоки в меховом производстве оказывает благоприятное воздействие на структуру кожевой ткани меховых шкур.
Таблица 1 - Пенетрирующие составы
Пенетрирующие составы
ДМСО + ПАМ + ПАВ;
ИПС + ПАМ + ПАВ;
ИПС + Акваплен + ПАВ; ДМФА + Лакротэн Э-241 + ПАВ; ДМФА + Лакротэн Э-61 + ПАВ;
ДМФА + Сошраипё + ПАВ; ДМФА + Нпп^р А05 + ПАВ; ДМФА + Латекс РЯ 3500 + ПАВ; Диоксан + Сошраипё + ПАВ; Диоксан + Акваплен + ПАВ.
Обработка шкурок кролика дисперсиями полимеров в пенетри-рующих составах способствует достижению наибольших значений влагосо-держания уже после первой отмоки, позволяя проводить данный процесс в один прием, что значительно интенсифицирует процесс производства и не требует дополнительных затрат на расход химических материалов для второй отмоки.
Удаление в процессе отмоки из структуры кожевой ткани низкомолекулярных белков, углеводов, природных жиров приводит к раскрытию основных элементов структуры дермы, увеличению ее внутренней поверхности и способствует более активному
протеканию последующих процессов опытных образцов меховых шкурок за счет облегчения контакта применяемых при обработке химических веществ с активными центрами коллагена.
Наиболее низкие значения температуры сваривания кожевой ткани меховых шкурок кролика после пикелевания, представленные в таблице 2, свидетельствуют о том, что обработка сырья на стадии отмоки пенетрирующими составами способствует наиболее глубокому разделению структурных элементов дермы.
Активность протекания процесса дубления опытных образцов заключается в увеличении скорости диффузии дубителя, которая проявляется в повышенной выбираемости его в конце процесса. Выбираемость дубителя в процессе дубления шкурок кролика в сравнении с контрольными образцами увеличивается до 60% (табл. 2).
Высокая выбираемость дубителя позволяет значительно снизить его концентрацию в сточных водах, улучшая экологическую обстановку предприятий меховой отрасли.
Повышенная выбираемость дубителя объясняется не только высокой степенью разделения структуры дермы, достигнутой на стадии пикелевания, но и количеством полимера в структуре коллагена, введенного на стадии отмоки.
При сопоставлении результатов количественного определения содержания полимеров в кожевой ткани меховых шкурок со значениями выбираемости дубителя в конце процесса прослеживается закономерность, чем больше содержится полимера в дерме, тем выше выбираемость хрома (рис. 1).
Подтверждением того, что полимер в ходе преддубильных и дубильных процессов и операций не вымывается, остается зафиксированным в КТ меховых шкурок и принимает активное участие в структурировании дермы, служат ИК-спектры гольевого порошка, используемого в работе для исследований в качестве модели коллагена, представленных на рисунке 2.
Таблица 2 - Химические и физико-механические показатели мехового полуфабриката из шкурок кролика
Состав отмочного раствора 1 О ЕЙ 0С Выбираемость дубителя, % Содер- СГ2О3 Предел проч- Удлинение, %
после пикеля после дубления жание полимера в кожевой ткани, % в кожевой ткани, % ности при рас-тяженииМПа
Контрольный 53 75 28,0 - 0,85 9,1 43
ПАМ 45 85 38,0 1,13 1,15 13,0 43
ПАМ+ДМСО+ПАВ 43 90 44,0 1,30 1,29 18,0 44
ПАМ + ИПС + ПАВ 42 90 45,0 1,32 1,30 18,5 43
Акваплен 46 85 38,5 1,13 1,15 13,6 42
Акваплен + ИПС + ПАВ 42 90 44,5 1,31 1,29 18,0 43
Акваплен + диоксан + ПАВ 42 90 45,0 1,32 1,32 19,0 43
Гіпп^рА05 46 83 36,5 1,10 1,11 12,6 42
Шпп^рА05+ДМФА+ПАВ 42 86 42,5 1,22 1,27 15,7 43
Латекс РЯ3500 46 82 36,0 1,10 1,08 12,0 4
Латекс РЯ3500+ДМФА+ПАВ 42 85 42,0 1,20 1,26 15,2 44
Лакротэн Э-241 47 80 34,0 0,94 1,00 11,5 45
Лакротэ-нЭ241+ДМФА+ПАВ 43 89 44,0 1,30 1,29 16,6 45
Лакротэн Э-61 48 79 32,0 0,91 0,96 10,8 44
ЛакротэнЭб 1+ДМФА+ПАВ 43 87 42,0 1,29 1,26 16,0 45
Сошраипё 47 79 32,5 0,93 0,98 11,0 45
Сошраипё+ДМФА+ПАВ 43 87 42,0 1,27 1,29 15,7 44
Сошраипё+диоксан+ПАВ 43 88 43,5 1,31 1,30 16,0 46
В спектрах изучаемых систем в опытных образцах наблюдается уменьшение интенсивности полос поглощения в области частот 1646-1645 см-1 характерных для колебаний С=О в ионизированных карбоксильных и аминных группах белка. А также уменьшения интенсивности полос поглощения в области частот 3437-3441 см-1, отвечающих валентным
колебаниям гидроксильных групп, связанных водороднойсвязью, и ЫИ- в аминных группах, что позволяет предположить взаимодействие данных групп белка с функциональными группами полимера.
В процессе дубления меховых шкурок, дубящие соединения реагируют с соответствующими функциональными группами полимера и белка, в результате чего увеличивается количество связанного хрома, доказательством которого является наибольшие значения содержания его в кожевой ткани полуфабриката опытных образцов (таблица 2).
Большему содержанию дубящих веществ в коллагене соответствует и более высокая температура сваривания полуфабриката. Термостойкость опытных образцов шкурок кролика в сравнении с контрольными значениями, представленных в таблице 2, увеличивается на 10-15 0С.
Содержание полимера, %
Рис. 1 - Зависимость выбираемости дубителя в процессе дубления шкурок кролика от содержания полимера в кожевой ткани
Рис. 2 - ИК-спектры гольевого порошка после процесса дубления: а) - контрольный, б) - опытный
При взаимодействии связанного с коллагеном полимера и хромового дубителя, функциональные группы полимера, проникая во внутреннюю сферу хромового комплекса, фиксируясь там, создают прочный каркас, возникновение которого способствует увеличению прочности КТ мехового полуфабриката шкурок кролика в 1,7-2 раза (таблица 2).
Образующиеся дополнительные связи вызывают большее «сжатие» волосяной сумки, приводя к более сильному закреплению волоса в дерме опытных образцов.
Следует отметить, что механическая прочность кожевой ткани мехового полуфабриката возрастает при сохранении ее эластичных свойств.
Таким образом, установлен ряд полимерных добавок, использование которых на стадии отмоки в меховом производстве способны оказывать благоприятное воздействие на структуру кожевой ткани меховых шкур. Обработка на стадии отмоки дисперсиями поли-
меров акрилового ряда в составе пенетрирующих систем создает условия для доступа химических материалов к более мелким фрагментам дермы, и обеспечивает универсальное действие на структуру кожевой ткани. Эффект от использования дисперсий полимеров акрилового ряда заключается не только в воздействии на сам процесс отмоки, но и в проявлении на последующих процессах пикелевания и дубления.
Наличие полимеров в кожевой ткани меховых шкурок, благодаря их фиксации в структуре дермы в силу высокой степени их сродства к коллагену дермы, дисперсности и функциональности, способствует в процессе дубления увеличению скорости диффузии дубителя внутрь дермы и выбираемости его из дубильного раствора, достижению наиболее высоких значений содержания хрома в кожевой ткани и температуры сваривания дубленых шкурок, значительному укреплению связи волоса с дермой и увеличению предела прочности при растяжении при сохранении эластичности кожевой ткани.
Экспериментальная часть
В качестве объектов исследований были выбраны: образцы шкурок кролика пресно-сухого способа консервирования.
Все операции проводили по методике, соответствующей принятой единой технологии для указанного вида сырья.
Для определения термоустойчивости кожевой ткани шкурок кролика применяли прибор для определения температуры сваривания по ГОСТ 938.25-73. ИК-спектроскопию проводили на спектрометре 8рекоМ. Полимеры в кожевой ткани меха определяли после экстрагирования жировых веществ согласно методике, представленной в лабораторном практикуме [3]. Содержание оксида хрома в полуфабрикате определяли фотоколориметрическим методом в соответствии с ГОСТ 9212-77. Физико-механические испытания проводили согласно ГОСТ 22596-77.
Литература
1. Беседин А.Н. Мониторинг мехового рынка России / А.Н. Беседин, Л.А. Цветкова, К.С. Шумакова и др. - М.: Издательство ИКАР, 2001. - 92 с.
2. Эткин Я.С. Товароведение пушно-мехового сырья и готовой продукции: Учеб. Для кадров массовых профессий. - М.: Легпромбытиздат, 1990. - 368 с.: ил. - КВК 5-7088-0325-8.
3. Данилкович А. Г., Чурсин В.И. Практикум по химии и технологии кожи и меха. - М.: ЦНИИКП, - 2002. - 413с.
© Л. А. Абдрахманова - д-р техн. наук, проф. каф. технологии строительных материалов КГАСА; И. Ш. Абдуллин - д-р техн. наук, проф. каф. технологии кожи и меха КГТУ; А. В. Островская -канд. хим. наук, доц. той же кафедры; Р. Р. Шагивалиева - науч. сотрудник ПНИЛ той же кафедры.
