Методи розробки складу і технології отримання зворотних емульсій. Дослідження їх основних фізико-хімічних властивостей. Характеристика особливостей технології знежирення і знежирення-вибілювання хутра з використанням емульсійних систем зворотного типу.
Аннотация к работе
Для знежирення хутрового напівфабрикату і виробів із хутра досить активно використовують перхлоретилен (ПХЕ), який іноді замінюють "вологим" знежиренням, що є екологічно більш безпечним у порівнянні з традиційним "сухим". Представляє великий практичний інтерес розроблення таких емульсійних систем, які дозволяють поєднати переваги “сухого” знежирення (легкість видалення жирових речовин) і позитивні сторони “вологого” (видалення водорозчинних забруднень). У звязку з цим для підвищення ефективності процесів знежирення хутрової сировини і напівфабрикату та чищення хутрових виробів є актуальним застосування водних емульсійних систем зворотного типу, що також дає можливість використовувати існуюче обладнання. Мета роботи полягає в розробленні емульсійних систем зворотного типу і технологій їх використання для знежирення та знежирення-вибілювання хутра. Практична значимість роботи полягає у встановленні закономірностей знежирення та вибілювання хутра з використанням емульсійних систем зворотного типу та розробці технологій емульсійного знежирення і знежирення-вибілювання хутрових шкур, що дозволяє: - підвищити ефективність знежирення хутрової сировини та напівфабрикату шляхом видалення з волосяного покриву і шкірної тканини одночасно жирових і водорозчинних забруднень;Дослідження змін фізико-механічних характеристик шкірної тканини та волосу напівфабрикату овчини хутрової до експлуатації та після експлуатації у вигляді виробу показали, що оброблення хутра в емульсійному середовищі забезпечує збереження властивостей шкірної тканини та волосу, ніж обробка у чистому ПХЕ (табл. Термічні дослідження волосяного покриву та шкірної тканини хутрового напівфабрикату показали, що хімічні обробки в процесі його знежирення та знежирення-вибілювання суттєво впливають на термостійкість волосу і шкірної тканини (рис. Обробка хутрового напівфабрикату зворотними емульсіями менш деструктивно впливає на волос і шкірну тканину порівняно з обробкою органічним розчинником, що відображається у вищій температурі початку термодеструкції, меншій втраті маси при цьому та у вищій енергії активації їх термодеструкційного процесу. Зниження енергії активації термодеструктивних процесів хутра свідчить про попереднє руйнування певних хімічних звязків у напівфабрикаті, внаслідок чого енергетичні зусилля термодеструкції волосу та шкірної тканини зменшуються. Відомо, що дія пероксиду водню на дисульфідний звязок полягає в попередньому гідролізі та наступному окисненні утворених похідних цистеїну та сульфенової кислоти до кінцевого продукту - цистеїнової кислоти (5, 6): Окиснювальне розщеплення дисульфідних звязків і окиснення сірковмісних залишків до похідних цистеїнової кислоти сприяє гідролітичній деструкції кератинів по місцю пептидних звязків, оскільки гідроліз протікає значно легше й інтенсивніше при їх локалізації безпосередньо біля залишків цистеїнової кислоти (7): Однак, присутній в емульсіях ЗЕВ перхлоретилен, взаємодіючи з кератином за схемою (2), запобігає руйнуванню пептидних і дисульфідних звязків, а МЕА, сповільнює деструктуруючу дію пероксиду водню шляхом утворення на поверхні волосу гідрофобізуючої плівки, як і в попередньому випадку при знежиренні.Це спонукало до розробки водних емульсійних систем зворотного типу, що вміщують поверхнево-активну речовину, здатну стабілізувати зворотні емульсії, помякшити деструктивний вплив перхлоретилену на волос і шкірну тканину та підвищити ефективність знежирення хутрового напівфабрикату. Доведено, що присутність у складі зворотних емульсій 0,75-1,25 % моноетаноламіду синтетичних жирних кислот дозволяє отримати стабільні емульсійні системи з оптимальним співвідношенням фаз розчинник/вода = 7/3, що забезпечує ефективне видалення жирових речовин та водорозчинних забруднень з волосу й шкірної тканини хутрового напівфабрикату. Аналіз результатів фізико-механічних, термічних та ІЧ-спектроскопічних досліджень хутрового напівфабрикату після знежирення та знежирення-вибілювання показав, що оброблення зворотними емульсіями більш ефективно забезпечує збереження міцності волосу та мякості й еластичності шкірної тканини хутра у порівнянні з традиційними обробленнями перхлоретиленом.
План
2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Вывод
1. Аналіз сучасних тенденцій обробок хутрового напівфабрикату визначив необхідність створення і впровадження нових ефективних технологій, здатних інтенсифікувати оброблення і покращити якість готової продукції. Це спонукало до розробки водних емульсійних систем зворотного типу, що вміщують поверхнево-активну речовину, здатну стабілізувати зворотні емульсії, помякшити деструктивний вплив перхлоретилену на волос і шкірну тканину та підвищити ефективність знежирення хутрового напівфабрикату.
2. Доведено, що присутність у складі зворотних емульсій 0,75-1,25 % моноетаноламіду синтетичних жирних кислот дозволяє отримати стабільні емульсійні системи з оптимальним співвідношенням фаз розчинник/вода = 7/3, що забезпечує ефективне видалення жирових речовин та водорозчинних забруднень з волосу й шкірної тканини хутрового напівфабрикату.
3. Аналіз результатів фізико-механічних, термічних та ІЧ-спектроскопічних досліджень хутрового напівфабрикату після знежирення та знежирення-вибілювання показав, що оброблення зворотними емульсіями більш ефективно забезпечує збереження міцності волосу та мякості й еластичності шкірної тканини хутра у порівнянні з традиційними обробленнями перхлоретиленом. Запропонований механізм стабілізації кератину волосу завдяки присутньому в емульсіях моноетаноламіду, що запобігає тим самим деструкції кератину.
4. На підставі проведених досліджень розроблено ресурсозберігаючі технології знежирення та знежирення-вибілювання хутрових овчин у зворотних емульсійних системах, які передбачають регенерацію складів та направлення компонентів емульсії на повторне використання.
5. Застосування розроблених технологій дає можливість підвищити ефективність видалення зі шкур жирових речовин та водорозчинних забруднень і покращити якість хутрового напівфабрикату за рахунок підвищення міцності волосу та еластичності шкірної тканини при знежиренні хутра на 25-30 % і 15-20 % відповідно у порівнянні з традиційними обробленнями, та на 30-35% і 10-12% при знежиренні-вибілюванні.
6. Ефективність розроблених технологій знежирення та знежирення-вибілювання шкур овчини хутрової доведена в умовах ВАТ “Оксамит”. Очікуваний економічний ефект від впровадження розроблених технологій становитиме 2838,9 та 2901,0 грн на 100 кг хутрового напівфабрикату відповідно, знежирених та знежирених і вибілених хутрових овчин, за рахунок зменшення вартості і економії хімічних матеріалів та підвищення якості готової продукції, а величина відверненого екологічного збитку - 122,8 грн. на 100 кг хутрового напівфабрикату.
Список литературы
1. Тарасова Г. І. Вплив емульсійної обробки на фізико-механічні властивості шкіри / Г. І. Тарасова, О. В.Смачило, І. В. Романова // Вісник Хмельницького національного університету. - 2005. - № 1. - С. 152-155.
2. Тарасова Г. И. Влияние эмульсионной обработки на механические свойства кожи и меха / Г. И. Тарасова, И. Г. Брюхова, О. В. Смачило // Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины. - 2005. - №1. - С. 232-234.
3. Смачило О. В. Вплив емульсійної обробки на характеристики міцності та деформації шкірної тканини / О. В. Смачило // Вісник Хмельницького національного університету. - 2006. - № 6. - С. 257-260.
4. Смачило О. В. Термічні дослідження впливу емульсійної обробки на структуру колагену та кератину / О. В. Смачило, Е. Є. Касьян // Вісник КНУТД. -2007. - № 6. - С. 88-95.
5. Смачило О. В. ІЧ-спектроскопічні дослідження впливу емульсійної обробки на структуру кератину / О. В. Смачило, Е. Є. Касьян // Вісник КНУТД. - 2008. - № 1 (спеціальний випуск). - С. 349-354.
6. Пат. 23197 А Україна, МПК С14С1/00. Склад для знежирення хутрового напівфабрикату / Смачило О. В., Касьян Е. Є., Тарасова Г. І.. - № 200613915; Заявл. 27.12.2006; Опубл. 10.05.2007; Бюл. № 6. - 4 с.
7. Пат. 25392 А Україна, МПК С14С1/00. Склад для вибілювання хутрового напівфабрикату / Смачило О. В., Касьян Е. Є.. - № 200702683; Заявл. 14.03.2007; Опубл. 10.08.2007; Бюл. № 12. - 4 с.
8. Смачило О. В. Емульсійна обробка шубної овчини в умовах хімічної чистки / О. В. Смачило // Збірник наукових праць ювілейної міжнародної конференції “Інноваційні технології - майбутнє України” / Вісник КНУТД. - 2005. - № 5 (спеціальний випуск). - С. 156-159.
9. Сендель А. П. Перспективи застосування мікроемульсій у хімічній чистці / А. П. Сендель, О. В. Смачило // Тези доповідей IV Всеукраїнської ювілейної наукової конференції молодих вчених та студентів “Наукові розробки молоді на сучасному етапі”. - К.: КНУТД. - 2005. - С. 156.
10. Смачило О. В. Використання емульсійних систем в опоряджувальному виробництві хутра / О. В. Смачило // Тези доповідей V Всеукраїнської ювілейної наукової конференції молодих вчених та студентів “Наукові розробки молоді на сучасному етапі”. - К.: КНУТД. - 2006. - С. 183.
11. Смачило О. В. Використання зворотних емульсій для знежирювання та вибілювання хутрового напівфабрикату / О. В. Смачило, Е. Є. Касьян // Тези доповідей VI Всеукраїнської ювілейної наукової конференції молодих вчених та студентів “Наукові розробки молоді на сучасному етапі”. - К.: КНУТД. - 2007. - С. 308.
Особистий внесок автора у працях, опублікованих у співавторстві: [1, 3, 4] - постановка експерименту, обробка та аналіз результатів, виведення аналітичних залежностей; [5, 6] - обґрунтування та розробка запропонованого способу; [8, 9] - постановка експерименту, аналіз результатів та виведення аналітичних залежностей.