Изучение механических свойств кожи обработанными полимерными композициями

АННОТАЦИЯ

В работе изучено влияние комбинированных полимеров на изменение свойств наполняющих композицией на прочностные и выравниванию свойств кожи по топографическим участкам. 

Показано, что использование полимерной композиции в различных комбинациях приводит к значительному повышению прочностных свойств кожи. Также при использовании полимерной композиции происходит небольшое снижение относительного удлинения, что также является преимуществом, так как кожи хромового дубления  отличаются  повышенной тягучестью.

ABSTRACT

We investigated the influence of combined polymers to modify the properties of the filling composition on the strength and alignment properties of the skin on topographic plots.

It is shown that the use of polymer compositions in different combinations leads to a significant increase of the strength properties of the skin. Also, when using the polymer composition occurs a slight decrease of the elongation, which is also an advantage, as the leather is chrome tanned are characterized by high viscosity.

Ключевые слова: полимер, наполнитель, композиция, прочность, упругость, пластичность, растяжение, относительно удлинение, дубитель, эластичность.

Keywords: polymer, filler, composition, strength, elasticity, plasticity, tensile strength, relative elongation, tanning agent, elasticity.

Введение

В настоящее время кожевенная промышленность испытывает определённый дефицит химических материалов. Это связано с обострением экологических проблем, дефицитом и дороговизной синтетических материалов, истощением запаса минеральных веществ. Поэтому поиск новых источников химических веществ, пригодных для производства кожи и получения новых химических материалов на их основе, имеет большое значение.

Проведённые исследования по модификации разработки наполняющих полимерных композиций на основе крахмалофосфата, полиакриламида и серицина позволили сделать вывод о перспективности их использования в технологии производства кожи. Однако для внедрения новых материалов необходимо определить оптимальные условия обработки и установить влияние  их на свойства готовой кожи. Исходя из состава, строения и свойств модифицированных полимерных композиций, наиболее обоснованным представляется оценить возможность их применения в качестве дубящих и наполняющих материалов [1].

Характеристика материалов и методы исследований

В связи с этим на первом этапе исследования мы изучали влияние полимерных композиций на процесс дубления соединениями хрома и титана. В качестве объектов исследования использовалось гольё яловки легкой после двоения на толщину 2,2-2,4 мм. Обработку проводили в опытных барабанах объёмом 3 литра в вакер-шкафу. Процесс дубления проводили на отработанном пикельном растворе. Обработка дубителями в присутствии полимерных композиций проводилась при соотношениях дубители полимерных композиции добавляли в барабан одновременно с дубителем. В качестве контрольного варианта проводили хромовое дубление по типовой методике [2]. Варианты проведения процесса дубления представлены в табл. 1. Дубление осуществляли при Ж.К. 1,0 , температуре 20°С, в течение 8 часов. Спустя 4 часа после начала процесса дубления для повышения основности добавляли 0,3% карбоната натрия. В качестве дубителя нами выбраны сухой хромовый дубитель (СХД), сульфатотицилат аммония (СТА)

Таблица 1.

Варианты проведения процесса дубления

Из представленных данных следует, что в опытных вариантах на температуру сваривания дубленого полуфабриката большое влияние оказывает пролежка. Этот эффект можно объяснить дополнительным связыванием дубящих соединений с дермой, в том числе с образованием связей дубитель-полимерная композиция-коллаген. Чуть меньшая температура сваривания у варианта хромового дубления с полимерной композицией (по сравнению с контрольным хромовым дублением), объясняется, вероятно, взаимной конкуренцией карбоксильных групп коллагена и полимерной композиции. Образцы титанового дубления с полимерными композициями имеют удовлетворительные значения температуры сваривания, присущие этому виду дубления [3].

Полученные результаты и обсуждение

На основании полученных результатов можно сделать вывод, что дубление СХД в присутствии полимерной композиции способствует получению образцов полуфабриката, характеризующихся повышенной эластичностью. Можно предположить, что, отлагаясь на поверхности структурных элементов дермы, полимерные композиции обеспечивают эффект пластификации, которая предотвращает склеивание волокон и способствует получению эластичных кож. Также применение полимерной композиции позволяет получать полуфабрикат с более светлой окраской, что дает возможность снизить расход красителей в последующем процессе барабанного крашения. Учитывая наполняющую способность полимерной композиции, представляется возможным сократить расход дорогостоящих синтетических и растительных наполняющих материалов в красильно-жировальных процессах.

Из представленных данных следует, что наибольший прирост температуры сваривания (7-8°С) наблюдается в контрольном варианте и в варианте с системой СХД- полимерная композиция. Наполняющая же способность составов с полимерной композицией оказалась выше во всех опытных вариантах. Несколько более высокие значения степени наполненности образцов с контрольным дублением СХД связаны с тем, что структура образцов продубленных с использованием полимерных композиций, как было показано ранее, более плотная, что сказывается на диффузии наполнителей в красильно-жировальных процессах (рис. 1).

Рисунок 1. Диффузия красителя в образцы кож, выработанные по различным методикам

Полученные данные показывают, что применение дубителя полимерной композиции значительно улучшает диффузию красителя в образцах кожи. Это способствует  более  равномерному  прокрашиванию образца, а также позволяет снизить расход красителя в процессе барабанного крашения и проводить крашение без использования вспомогательных материалов.

Результаты физико-механических данных подтверждают выводы, сделанные на основании электронной микроскопии срезов образцов кожевенного полуфабриката. Как следует из представленных данных, использование полимерной композиции в различных комбинациях приводит к значительному повышению прочностных свойств кожи. Также при использовании полимерной композиции происходит небольшое снижение относительного удлинения, что также является преимуществом, так как кожи хромового дубления отличаются повышенной тягучестью, что является недостатком при производстве обуви [4-5]. В вариантах, где полимерные композиции использовали на стадии наполнения, наблюдается снижение коэффициента анизотропии (отношение предела прочности в продольном направлении к пределу прочности в поперечном направлении), что говорит о выравнивании свойств кожи по площади.

Выводы Таким образом, исследования технологических свойств комбинированного дубителя и наполнителя показали, что наполнение полимерной композиции на основе крахмалофосфата, полиакриламида и серицина по своим технологическим характеристикам не только не уступает отечественному, но и имеет ряд технологических и экологических преимуществ, а именно: меньший расход наполнителя, более быстрая диффузия наполнителя в толщу дермы. Разработаны технологические режимы применения полимерной композиции в процессах наполнения и додубливания соединениями хрома и титана. Установлено, что применение полимерной композиции способствует получению наполненной кожи с высокой эластичностью, мягкостью и устойчивостью к биоповреждениям.

Список литературы:

1. Маллашахбанов Ш.А. Совершенствование технологии подготовительных процессов кожевенного производства с использованием химических материалов целевого назначения [Текст]: дисс. ... канд. техн. наук: 05.19.05 / - М. : МГУДТ, 2005.-150 с.
2. Методика производства кож хромового дубления разных толщин и ассортимента для верха обуви и подкладки обуви из шкур крупного рогатого скота. - М. : ЦНИИКП, 1983. - 186 с.
3. Страхов, И. П. Химия и технология кожи и меха [Текст] : учебн. для вузов / И.П.Страхов и др. - М.: Легпромиздат, 1985. - 486 с.
4. Чурсин, В. И. Влияние растительных дубителей на упруго-пластические свойства кожи [Текст] / В. И. Чурсин, О. В. Дормидонтова // КОП. - 2002. -№1.- С. 36-38.
5. ГОСТ 939-88. Кожа для верха обуви. Технические условия [Текст]. - Введ. 1990-01 -01. - М.: Изд-во стандартов, 2002. - 12 с.