Влияние низкотемпературной плазмы на физико-механические и физико-химические свойства натурального меха Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

УДК 675.6.06.014/:

» я,,*,,**

И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАТУРАЛЬНОГО МЕХА

(Казанский государственный технологический университет)

химических

с

давления на

тш&жн&сть регулирования физико-механических и фмжт-характеристик кожевой ткани и волосяного покрова сырья мехтой овчины механизма воздействия потока плазмы ВЧЕ-разряда пониженного натуральный мех.

В работе [1] показана эффектавносгъ использования плазменной обработки для модификации натуральной кожи. Данная работа является ее продолжением и посвящается исследованию влияния НТП на натуральный мех.

Целью работы было показать возможность регулирования физико-механических и физико-химических характеристик кожевой ткани и волосяного покрова натурального меха.

Объектом исследования являлись шкуры меховой полутонкорунной пол у шерстной овчины (ГОСТ 28509-90) с непмгментнрованным волосяным покровом, 1-сорта% мокрккхшеного (м/с) и су-хосоленого (с/с) способов консервирования, одного места заготовки (ООО «Прогресс Дагестан РФ) и одной породы («мери* Обработка проводилась на шм тановке, описание которой приведено в (2], Входные параметры плазменной установки изменялись н следующих диапазонах: расход (шазмообра-зующего газа О от 0 до 0,3г/с, мощность в разряде Рр от ОД до 4 кВт, давление Р от 25 до плазмообразующего газа - аргон.

ные так и специальные методы. Результаты экспериментов сравнивались и сопоетавлялись с известными теоретическими и экспериментальными

104

V.*

менного воздействия определяли такие показатели как:

- на кожевую ткань: содержание температура сваривания, содержание обшего та, выплавляемость желатина, кислотная и щеп ная емкости, содержание несвязанных веществ, золы* прочностные характеристики,

- на волос: растворимость в щелочах и слотах, содержание общего азота, кисдо1 щелочная емкости, содержание несвязанных ровых веществ, золы.

В таблице I представлены результаты следовании содержания влаги в кожевой

ОО

ки

жи

ис

/

Влияние плазменной тртткн на содержание ги ш кожевой ткани шкуры меховой овчины

(GapnH-0,04 г/с, Р-133 П»,

Table L Effect of plasma treatment on water leather fabric of sheep skin. (G argon - 0t®4 g/s, P

Как видно из таблицы I, влагосоде кожевой ткани шкуры после плазменной оо ки меняется незначительно - на 2-5 %. Увеличе ние продолжительности плазменной обработ способствует большему снижению количеп

Температуру сваривания коллагена коже' вой ткани меховой овчины определяли в завис и-мости от мощности ВЧЕ- обработки (рис.

2

¡3

1 Влияние мощности разряда плазменной обрабо!

иературу сваривания кожс&ой ткани сырья меховой мокротяают (1) и сухоеоясного (2) способов т ротпт (О^^ОДМг/е, t-5мин, Р-13,30а) :ig, L Effect of plasma treatment di^fwge capacity on perature of boiling of leather fabric of sheep skm of we {I) and dry salting (2) conservation

P-13

тем мы

Из рис. 1 видно ния кожевой ткани cyxocoi личении мощности снижается. Снижение может свидетельствовать

ей ого сырья при у ее-a Pp. от 0 до 1Л кВт мпературы сваривания об ослаблении межмо-

лекулярных связей коллагена и его разрыхлении. Плазменная обработка не вызывает измс-

Температура сваривания ножевой ткани мокросо- нений содержания общего азота, а следовательно,

деструкции коллагена с развязен не происходит» а имеют место ко н форм а 11 и о и н ы е изменения коллагена

СЫПЬ:

ч

(S

с достаточно оолыиим содержанием влаги в мокросоленом сырье (40-50

обработки часть энергии не вызывая изменения струк-мокросоленого сырья в той

¿•'■-''f.J'b

1ри увеличении мощности разряда более

мин

аботки более увеличение температуры свар на 1 -2°С что связано

с

должительнои обработке в вакууме и увеличением

к*

сваривания коллагена кожевои ткани свидетельст-

вует об изменении его структуры под воздействи

Плазменная обработка мехового сырья вызывает уменьшение предела прочности тяжеиии кожевои ткани и относил нения при разрыве на 15 % (табл. 2). Это об изменении структуры дермы, пучковых связей.

Увеличение кислотной и сти коллагена после плазменной

ных групп кислотного и основного характера: например, карбоксильных и амннных, за счет разрыва части водородных связей.

Таблиц® 2

Влияние плазменной обработки на хара§стернегнки кожевои ткани еухоеоленого сырья мехшш овчины

Table 2, Effect of plasma treatment on characteristics of leather fabric of sheep skin of dry salting, (G=0,04g/s,

P,=lf7KVtf Wlmiii)

Tfl—Tift П" ТЛ"*--м^..-.....................................................

ИС ШШУШГСЛ^

шшшашй! плазменной

После плазменной обработки наблюдается

О/.

веществ на 1% (табл. 2), что может оыть словлено их удалением во время ВЧЕ~ обработки, Ошоситеяыше снижение содержания золы, характеризующей минеральные вещества шкуры, на 7,5% свидетельствует об удалении щих веществ и грязи во время плазменной ботки.

Элементный анализ кожевой ткани шкуры {рис. 2) показал, что плазменная обработка не приводит к существенному изменению химического состава консервированной шкуры.

I •$ .Щ ■

, ж*.,

'у'',:-\

i't

■' j * гj » iiimi 'f ill < '1Ш

mJ*

m*.

• Stfffi ¿UtS

fii

; t * ■ a

i г, * s »ш**

.. ?.

5 frl ill t i li.4-? 4 4

< ei it

* &<* 43*.

i......

J.

.........

n*

*iM0 ^ .■ t 4

, , " • ( ¿Nm*-»! ilwf > . . i > Мч«

f , »«I,

-...............................

,4 -....

vmti, tgt. ! f fte*- < : ■ .

a

'o4

шргоднепереиониые спеюры зде^еитного

плазменной обработки и режиме * sperskm speccm of clemeniai composition

кожевой ткани сухосоленога сырья мехошй овчнн^ до (а) и после <1,04г/с, Р-13,3Па Рр -t JkВт. i^? мин (6) of leather fabric of dry saltmg before (a) and after treatment with plasma.

Таким образом, плазменная обработка ж вызывает деструкции и конфигурационных изме-

не не, а

которая выражается в разрыве слабых межфибрюшярных водородных связей в при-

слоях, прилегающих к норам, и й активности коллагена за счет образования свободных групп основного и

влияние плазменной отфго&ткн на волосяном покров меховой овчины (CaDrml^Ö4r/i% Р=13*!

P„ä!,7icBt, t«7 ми

р

Table 3. Effect of plasma treatment on hair cover of sheep skin. (G (M33P&* P&=IJk\% i-1 ш!йЛ

.................................мм ■м.Ч1'"Ц|<.М.а»И.Ц.(f|'| .....^jbtfiA^..........................

снование показателя I Значение тюжтля

Растворимость в щелочи, % Растворимость в кислота, % Содержание общего жюп, % Кислотная емкость, ы'тшг Щелочная емкость, тжп/г ъ^екфохимичсский жшШ1 Щ&КРШОЙ ^СЮрОХИМИЧОСКИН эквивалент Содержание жировых веществ* % Зола, %

После плазменной обработки увеличения показателя растворимости волоса в щелочах не наблюдается {табл.3) [2]. Небольшое относительно е снижение данного показателя на 8,5% может служить доказательством модификации дисуль-фидных связей, например, протекании реакций дисульфидно-сульфгидрильиого обмена, которые

дисульфидиых связен в межцепочечные.

Показатель содержания общего азота не

изменяется, это, прежде всего, говорит оо отсутствии процессов дезаминироваиия и разрыва ко

у» vj '

Деструкции волоса во время плазменной о б рабе

ки не

Относи

волоса в 4н (табдЗ

увеличение раств соляной кислоть об

'и на

что обусловлено осла родных связей.

Увеличение сти после воздействия разряда пониженного

о и и

потока плазм давления (табл

hi

ним свободных полярных групп кислотного и ос-

»гия ионов в емкост-

ном разряде при давлении О.Ыторр и мощности.

3 кВт, составляет 50-70 зВ. Этой энергии достаточно для осуществления коиформационных изменений (разрыва водородных межфибриллярных связей; частичного удаления примесей и нспро-реагированных химических веществ, оставшихся

недостаточно для разрыва ковалеитной связи [2]„ Данное обстоятельство делает кератин во лоса более реакциош1оспосо6ным. Повыше! активности волоса способствует интенсивному взаимодействию его с веществами, применяемыми в последующих процессах крашения и обеспечивает надлежащий

i У ;

Ч

О,. OÖO

... г

•,JJ - ".......-ur^ni,----^.х^-г®

V*

f

NWWlllUYrt

*f.

| .......

a

tf $ StMi ДЕ4"? ü* ***

m j ßjußj

i i ¡ИМ.*

»■лит,.. JI

«•*£ x л 4

.......1.

■¿v

s,n-i tn ж* hiMi

i

5 л?-*«**

- i { iiste^t У ifrmf< , x ify*- - и-^ъ^А , " f : * i &

Рис 3. Энергодисиср€ио1ШУе спектры элементного соетам полоса сырья меховой о»чниы ло и после плазменной

в режиме СлшртшОМПс, ЛкВт, И? мин (§)

fig.3. EnergynJispcrsion s|>eclm ofelemenui! com}K>siHon of sheep skin hair cover before (a) and after Plasma

lions Р-ВЗГЧ W.-l JkVi, t-7 mm (6)

Известно [2], что плазменная обработка в потоке плазмы ВЧЕ-разряда пониженного давления увеличивает сорбционные характеристики волоса: выбнраемость красителя из ванны увеличивается на 20 - 50%, а скорость сорбции выше на 70 - 75%.

После плазменной обработки наблюдается относительно« снижение содержания жировых веществ на 39% (табл.3), что может быть обусловлено их удалением во время ВЧЕ- обработки.

Незначительное относительное снижение содержания золы на 3% (табл.3) говорит об уда-лении минеральных веществ при плазменной обработке.

Как показали исследование плазменная обработка включает совокупность воздействий ряда факторов. При этом т долю излучения приходится около 5% от мощности разряда, примерно 30% из которых составляет УФ. Поэтому УФ воздействие во время плазменной обработки незначительно (около 30Вт) в не вызывает ухудшения характеристик меха и его старение.

Результаты элементного анализа волоса сырья меховой овчины приведены на ржхЗ> Спек-

тральные картины для контрольного и опытного образцов идентичны, что свидетельствует о том, что плазменная обработка не приводит к существенному изменению химического состава волоса.

Таким образом» полученные результаты показывают возможность регулирования физико-механических и физико-химических характеристик кожевой ткани и волосяного покрова сырья меховой овчины за счет модификации исходного сырья путем его обработки в потоке плазмы ВЧЕ-разряда пониженного давления.

ЛИТЕРАТУРА

!, Абдуллни ИДИ** Крштнш И.В* // Ит нуюв. Химия и

хны. гтюзтгт, 2003. Т* 46. Вып< Ь,

2. АИдуллим ИДЦЦ Желтухи» К&шздиш И>Ф. Высокочастотна?! шшзменно-сгруиная обработка материалов при пониженных давлениях» Теории и практика применения, - Казань: Из/ыю Казамск. ун-та. 2ШШ, - 348 с.

3. Аэшнова А.АИ Абдуллн« ИШТ Влияние шшзмешюй обработки на коллаген и кератин сырьй меховой о типы // И Респ. школа стул, и аашр, «Жить в XXI веке«. Тезисы дошшлов, ■■■» Казань. 2(ЮЗ, ™ €\ 15.

4. Азшнти АЛ* Влияние потока тпг.мы ВЧЕ-разряда пониженного дштттп на меховое сырье. - Казанский гос. тех ноя« ун-т. - Кзшнк 2UÖ3,.....24с, - Препринт.

УДК 677.027,513.2:667.014,44

Н*С. Дым никона* А*В. Баранов

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СМЕСИ KSCN - NaOH - КАРБАМИД В КАЧЕСТВЕ РАСЩЕПИТЕЛЯ ЗЕРЕН КРАХМАЛА И ННТЕНСИФИКАТОРА ПЕЧАТИ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

АКТИВНЫМИ КРАСИТЕЛЯМИ

(Институт химии растворов РАН, Иваново)

Изучен® влияние KSCN и NaOH на состояние и реологические свойства крахмального гидрогеля* Показаны преимущества использования смеси KSCN - NaOH - карбамид при приготовлении крахмальной загустки для печати хлопчатобумажных тканей активными красителями.

Анализ практики получения узорчатой расцветки на тканях показывает, что на отечественных предприятиях в настоящее время, наряду с дорогими импортными загустителями печатных составов, широко используется немоднфшшро-ванный крахмал. Использование крахмала в качестве тагу жителя обусловлено низкой стоимостью

данного текстильного вспомогательного вещества, однако, в то же время, сама технология получения загусток на основе крахмала является весьма тепло- и энергозатратной» требует использования специального оборудования и не всегда обеспечивает получение продукта с воспроизводимыми свойствами. Значительный рост стоимости энер-