close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

mu tehnolkogi 2013

код для вставкиСкачать
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна»
ХИМИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ КОЖИ И МЕХА
Методические указания к лабораторным работам
по дисциплине «Технология изделий легкой промышленности
(в соответствии с профилем подготовки)»
для студентов всех форм обучения
для направления 262000.62 – Технология изделий легкой промышленности,
профиль – Технология кожи и меха
Составители:
П. А. Попов
Н. Б. Павлов
Санкт-Петербург
2013
УТВЕРЖДЕНО
на заседании кафедры
технологии кожевенного,
мехового и обувного
производств
12.12.2012 г.,
протокол № 3
РЕЦЕНЗЕНТ
А. В. Просвирницын
Оригинал-макет подготовлен составителями и издан в авторской редакции.
Подписано в печать 10.04.2013 г.
Усл. печ. л. 1,9. Формат 6084 1/16. Тираж 100 экз. Заказ 143/13.
Электронный адрес: http:/publish@sutd.ru
Отпечатано в типографии ФГБОУ ВПО «СПГУТД»
191028, Санкт-Петербург, ул. Моховая, 26
2
1. Химический анализ кожевенного и мехового сырья
Лабораторная работа 1
Определение строения белковых веществ
Белками называются высокомолекулярные органические соединения,
образующиеся в живых организмах и являющиеся их важнейшей составной
частью.
Они построены из остатков -аминокислот, которые соединены между
собой пептидными связями (–NH–CO–). Образование пептидных связей происходит в результате взаимодействия карбоксила одной аминокислоты с аминогруппой другой. Если в образовании пептида участвует много аминокислот, то его называют полипептидом.
Основными белками шкур животных являются коллаген, эластин, ретикулин, кератин, муцины, мукоиды, альбумин, глобулин. Качественные реакции позволяют установить наличие определенных групп, характерных для
различных аминокислот, из остатков которых построены белки. Почти всем
белкам присуще цветные реакции.
Приборы и реактивы: набор пробирок и химических реактивов, 2%-е
растворы яичного альбумина и желатина.
1.1. Биуретовая реакция. Является указателем на пептидную связь (Реакция Пиотровского). В щелочной среде ионы меди образуют с этой группой
окрашенной комплекс. Цвет комплекса зависит от длины полипептидных цепей: длинные образуют фиолетовый комплекс, короткие – красный.
Ход работы
К пяти каплям раствора белка добавляют три капли 10%-го раствора
едкого натрия и смешивают с одной каплей 1%-го раствора сернокислой меди.
При интенсивном взбалтывании смеси появляется сине-фиолетовое или
красно-фиолетовое окрашивание.
Нельзя добавлять избыток сернокислой меди, так как синий осадок гидрата оксида меди (II) мешает получению фиолетовой окраски!
1.2. Нингидриновая реакция. Характерна для аминогрупп, находящихся в -положении. При нагревании с нингидрином аминогруппы окисляются,
переходя в альдегид с выделением аммиака.
Выделившийся аммиак конденсируется с нингидрином и продуктом его
восстановления. Аммонийная соль энольной формы этого соединения окрашена в интенсивной синий цвет.
3
Ход работы
К пяти каплям раствора белка доставляют три капли 0,1%-го спиртового раствора нингидрина и нагревают на кипящей водяной бане 1–2 мин. Раствор окрашивается в фиолетовой цвет.
Через некоторое время раствор синеет.
Специфические реакции, указывающие на присутствие определенной
аминокислоты или определенной химической группы.
1.3. Ксантопротеиновая реакция. Характеризует присутствие в белковых препаратах циклических аминокислот (тирозина, триптофана), содержащих в своем составе бензольное ядро.
При нагревании раствора белка с концентрированной азотной кислотой
возникает желтое окрашивание за счет образования нитросоединения.
Ход работы
К пяти каплям раствора белка добавляют три капли концентрированной
азотной кислоты и нагревают на кипящей водяной бане. Получается осадок,
окрашенный в желтый цвет. После охлаждения по стенке пробирки приливают 1–2 капли концентрированного гидроксида натрия, в результате чего желтый цвет становится оранжевым.
1.4. Реакция Петенкофера на триптофан. Триптофан легко вступает
в реакцию с альдегидами. Сущность этой реакции заключается в том, что под
влиянием серной кислоты сахароза переходит в оксиметилфурфурол, который во взаимодействии с триптофаном дает окрашенное соединение.
Ход работы
К пяти каплям раствора белка добавляют две капли 20 %-го раствора
сахарозы, взбалтывают и по стенке пробирки (осторожно!) добавляют 10 капель концентрированной серной кислоты. Через несколько минут на границе
раздела жидкостей образуется кольцо малинового цвета.
1.5 Реакция Адамкевича на триптофан.
При добавлении к белку нескольких капель глиоксиловой кислоты
(H–O–CO–OH), которая всегда присутствует в концентрированной уксусной
кислоте, на границе с концентрированной серной кислотой появляется красно-фиолетовое окрашивание.
Ход работы
В пробирку наливают пять капель раствора белка и 10 капель ледяной
уксусной кислоты. Затем, наклонив пробирку, на дно ее осторожно добавляют 10 капель концентрированной серной кислоты так, чтобы образовались
два слоя.
4
При стоянии на границе этих слоев образуется красно-фиолетовое
кольцо.
1.6. Реакция Паули на гистидин.
Эта реакция обусловлена присутствием в белке имидозольной группы
гистидина.
Ход работы
К пяти каплям раствора белка добавляют две капли 10%-го раствора
Na 2 CO 3 и три капли диазореактива (диазобензолсульфоновая кислота). Через
несколько минут происходит вишнево-красное окрашивание.
1.7 Реакция Фоля на цистеин и цистин.
Реакция Фоля выявляет присутствие в белке аминокислот цистина и
цистеина, содержащих слабосвязанную серу.
Метионин такой реакции не дает, так как сера в нем связана более
прочно. При кипячении в щелочной среде они разрушаются с образованием
сероводорода.
Если в растворе присутствуют ионы Pв2 , сероводород дает черный осадок сульфида свинца (PbS).
Ход работы
К 10 каплям 2 %-го раствора уксуснокислого свинца добавляют 15 капель 10 %-го раствора едкого натра до растворения образовавшегося осадка.
Затем прибавляют 1см3 раствора белка и нагревают до кипения.
Раствор темнеет из-за выпадения сульфида свинца.
1.8. Реакция на серосодержащие аминокислоты – цистин и цистеин.
Эти кислоты с нитропруссидом натрия дают красно-коричневое окрашивание.
Ход работы
К пяти каплям раствора белка добавляют пять капель 10 %-го раствора
гидроксида натрия и осторожно нагревают в течение 3 мин. После охлаждения добавляют две-три капли раствора нитропруссида натрия. Появляется
красно-коричневое окрашивание.
Лабораторная работа 2
Определение содержания влаги в сырье
Анализ кожевенного и мехового сырья должен обязательно сопровождаться определением влажности методом высушивания пробы при постоянной температуре (ГОСТ 13104–77).
5
Содержание воды в парной шкуре составляет 65–75 % и зависит от вида, пола, возраста животного, топографических участков шкуры, слоя шкуры.
Наибольшее количество воды содержится в шкуре самок, молодых животных
в области шеи. В эпидермисе содержится около 10 % воды (чем больше развит эпидермис и его придатки, тем меньше воды в шкуре). Вода входит в состав коллагена, и часть ее химически связана с его активными центрами –
влага гидратации, которая составляет 40 % от общего количества влаги в
шкуре. Мало воды содержится в подкожной клетчатке (чем больше жира, тем
меньше воды).
Приборы и реактивы: весы технические и аналитические, стеклянный
или алюминиевый бюкс, сушильный шкаф, образцы сырья.
Ход работы
Образцы шкур с волосом разрезают над предварительно взвешенным
алюминиевым или стеклянным бюксом. В каждом бюксе навеска должна
быть 3–4 г, которую взвешивают с абсолютной погрешностью не более
0,0002г, затем измельчают на кусочки шириной 2–3 мм и длиной 4–5 мм.
Бюкс с измельченным сырьем помещают в сушильный шкаф при температуре
170–180 °С на 1 ч (шкуры крупного рогатого скота и конские) и при температуре 135–137 °С на 7 ч (шкуры коз, овец, свиней). Бюкс охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Дополнительное контрольное высушивание проводят в
первом случае в течение 30 мин, во втором – в течение 21 ч.
Массовую долю влаги вычисляют по формуле
W
m  m1   100,
m
где W – массовая доля влаги, %;
m – масса навески до сушки, г;
m 1 – масса навески после сушки, г.
Лабораторная работа 3
Определение содержания минеральных веществ
в шкуре животного
Шкура, только что снятая с животного, называется парной. Количество
минеральных веществ в парной шкуре невелико – 0,3–0,8 % и зависит от вида
и возраста животного. К минеральным веществам относятся соли натрия, калия (содержание хлорида натрия – 0,4 %), железа, никеля, фосфора, меди,
кальция, кремния (0,01–0,001 %).
Железо попадает в шкуру из гемоглобина крови и ряда клеточных элементов. Медь участвует в пигментации кожного и волосяного покровов.
6
Фосфор и кремний в большей мере содержатся в сосочковом слое дермы. Серебро, кальций и магний содержатся в основном в эпидермисе.
Большая часть минеральных веществ удаляется из шкуры в процессах
промывки, обводнения-отмоки.
Приборы и реактивы: весы технические и аналитические, муфельная
печь, сушильный шкаф, фарфоровый тигель, образцы шкур.
Ход работы
Определение минеральных веществ проводят на образцах шкур после
их высушивания.
Около 4 г шкуры измельчают, помещают в фарфоровый тигель, предварительно доведенный до постоянной массы и взвешенный с точностью до
0,0002 г. Тигель с навеской шкуры взвешивают на аналитических весах с абсолютной погрешностью не более 0,0002 г, помещают в сушильный шкаф и
высушивают до постоянной массы (лабораторная работа 2).
Затем тигель с сухой шкурой помещают в холодную муфельную печь и
включают ее.
Начальную стадию сжигания – обугливание – проводят очень осторожно и заканчивают прежде, чем муфельная печь раскалится во избежание улетучивания части минеральных веществ, что может отрицательно сказаться на
результатах анализа. После обугливания навески шкуры нагревание постепенно усиливают, но не более, чем до слабо-красного каления в нижней части
тигля (примерно 500–600 °С). Сжигание при более высокой температуре может привести к улетучиванию некоторой части минеральных веществ и, кроме того, разрушению фарфора. Сжигание считают законченным, когда в тигле
исчезнут частички угля, при этом цвет золы должен быть серым.
После прокаливания тигель с минеральными веществами (золой) охлаждают в эксикаторе и взвешивают на аналитических весах. Прокаливание,
охлаждение и взвешивание тигля с золой повторяют до достижения постоянной массы.
Содержание минеральных веществ вычисляют по формуле
Х1 
а
 100,
Н
где Х 1 – содержание минеральных веществ, %;
а – масса золы, г;
Н – масса навески влажной шкуры, г.
Зола сохраняется для определения хлорида натрия.
7
Лабораторная работа 4
Определение содержания хлорида натрия в
консервированном сырье
Парная шкура является благоприятной средой для размножения бактерий (около 20 видов) и действия ферментов, что приводит к снижению качества сырья и выхода кожи. Это вызывает необходимость консервирования
шкур.
Цель консервирования – создание условий, неблагоприятных для действия бактерий и ферментов, что достигается удалением влаги и воздействием химических веществ.
Существует несколько способов консервирования шкур, но для кожевенного сырья самым распространенным способом является мокросоление,
т. е. обработка шкур хлоридом натрия в целях удаления влаги и создания насыщенного раствора соли в толще шкуры. Расход хлорида натрия составляет
40–60 % от массы сырья.
Приборы и реактивы: рефрактометр, стеклянный химический стакан
вместимостью 250 см3, электроплитка, мерный цилиндр, зола.
Ход работы
Для определения количества хлорида натрия используют золу, полученную в лабораторной работе 3. Тигель с золой помещают в стеклянный химический стакан вместимостью 250 см3, на который предварительно наносят
метку, соответствующую объему 10–15 см3. Используя мерный цилиндр, в
стакан с тиглем добавляют 80–100 см3 горячей дистиллированной воды и кипятят в течение 5 – 10 мин. Затем тигель обмывают над стаканом дистиллированной водой и вынимают из стакана.
После удаления тигля из стакана его содержимое упаривают до метки и
охлаждают. Затем мерным цилиндром уточняют объем упаренного раствора и
определяют показатель преломления (n) раствора хлорида натрия на рефрактометре. Концентрацию хлорида натрия в растворе рассчитывают по формуле
С = 6,0164 п – 8,0191,
где С – концентрация хлорида натрия, г/дм3;
n – показатель преломления раствора хлорида натрия.
Содержание хлорида натрия в сырье вычисляют по формуле
Х2 
С V
100,
Н
где Х 2 – содержание хлорида натрия, %;
8
С – концентрация хлорида натрия, г/дм3;
С – объем раствора, см3.
Н – масса навески сырья, г.
Лабораторная работа 5
Определение содержания жировых веществ в сырье
Жировые вещества расположены в жировом слое эпидермиса и сальных
железах, в сосочковом и сетчатом слоях дермы, но наиболее значительная
часть жировых отложений находится в жировых клетках подкожной клетчатки. Величина жировых отложений зависит от вида животного, времени убоя,
степени упитанности и колеблется от 2 до 40 % от сухого остатка.
Разработанный в ЦНИИКП новый рефрактометрический экспрессметод позволяет ускорить анализ определения содержания жировых веществ
в сырье в пять-шесть раз. Сущность этого метода заключается в экстрагировании жировых веществ из шкуры монобромнафталином при нагревании с
последующим определением показателя преломления полученного раствора
жировых веществ. Этот показатель находится в прямой зависимости от содержания жировых веществ в растворе.
Высокая температура кипения монобромнафталина (281 °С) позволяет
проводить извлечение жировых веществ из шкуры при температуре 100 °С.
Приборы и реактивы: рефрактометр, алюминиевый бюкс, весы технические и аналитические, плитка, сушильный шкаф, образцы сырья, монобромнафталин.
Ход работы
Около 1 г измельченного сырья (навеску берут на аналитических весах)
равномерно распределяют пинцетом по дну алюминиевого бюкса, доведенного до постоянной массы и тарированного. Из пипетки по каплям заливают
1см3 монобромнафталина так, чтобы вся проба оказалась омытой растворителем. Бюкс закрывают крышкой и помещают в сушильный шкаф, нагретый до
100 °С. Через 30 мин стеклянной палочкой сдвигают навеску к одному краю
бюкса (палочку оставляют в бюксе) и ставят его в сушильном шкафу в наклонном положении, стеклянной палочкой наносят две-три капли раствора на
призму рефрактометра определяют показатель преломления, по которому
рассчитывают, содержание жировых веществ. Расчет ведут по формуле
Х3 
V  d nm  nрж 
Н  nрж  nж
 100,
где Х 3 – содержание жировых веществ, %;
V – объем монобромнафталина, см3;
9
d – плотность монобромнафталина, г/см3(при 20 С d = 1,482);
n m – показатель преломления монобромнафталина (при 20 С n m = 1,6582);
n рж – показатель преломления раствора жировых веществ в монобромнафталине при температуре 20 °С;
п ж – показатель преломления жира при температуре 20 °С;
Н – навеска сырья, г.
Показатель преломления жира п ж определяют заранее. Величина этого
показателя зависит от вида шкур. Например, при температуре 20 °С для говяжьего жира п ж =1,4566, для свиного жира п ж = 1,4677.
Лабораторная работа 6
Определение растворимости волоса в кислотах и щелочах
Кератины представляют собой основные вещества, из которых образован волосяной покров шкур. Кератины характеризуются значительным содержанием аминокислот: серина, циклических аминокислот – триптофана,
фенилаланина, тирозина и цистина. Присутствие этих аминокислот существенно влияет на химические свойства кератина. Особое влияние на свойства и
особенности кератина оказывает наличие аминокислоты – цистина, которая
характеризуется содержанием –S–S– связей.
Кератины слабо набухают в воде, но при повышении температуры и
добавлении кислот и щелочей набухание возрастает. Кератины выдерживают
действие кипящей воды, но с увеличением продолжительности кипячения
снижается прочность волоса на разрыв. Кислоты даже при повышенной температуре не вызывают существенного повреждения кератинов. Щелочные
обработки быстро гидролизуют кератины. Гидролиз цистиновой связи протекает с образованием цистеина и сульфеновых кислот.
Сульфеновые кислоты в щелочной среде разрушаются, образуя, например, альдегидные соединения и сероводород.
Кератины различного происхождения по-разному относятся к воздействию щелочей.
Приборы и реактивы: весы технические и аналитические, химический
стакан вместимостью 200–250 см3, бумажный фильтр, сушильный шкаф, 0,1 г
раствор NaOH, 4 г раствор НСl, волос.
Ход работы
6.1. Определение растворимости волоса в щелочах
3 г испытуемого волоса, взвешенного на аналитических весах с точностью до 0,0002 г, помещают в химический стакан, заливают теплым раствором точно 0,1 г гидроксида натрия (65 °С) в количестве 150 см3 и выдержи10
вают в течение часа при этой же температуре в сушильном шкафу. После этого раствор щелочи отделяют от волоса фильтрованием через предварительно
взвешенный с точностью до 0,0002 г широкопористый бумажный фильтр, а
волос в стакане отмывают от оставшейся в нем щелочи горячей дистиллированной водой (60–70 °С) методом декантации. Отмытый волос (отрицательная реакция с фенолфталеином) переносят количественно на фильтр и высушивают вместе с фильтром до постоянной массы при 105 °С. Потеря массы
волоса в результате обработки, отнесенная к массе волоса перед испытанием,
служит мерой поврежденности волоса, %
П
m0  m1
 100,
m0
где П – мера поврежденности волоса, %;
т 0 – масса волоса перед испытанием, г;
т г – масса сухого волоса после испытания, г (находят по разности между
массой высушенного до постоянной массы фильтра с волосом и массой
фильтра).
6.2. Определение растворимости волоса в кислотах
Определение растворимости волоса в кислотах проводят после его щелочной обработки. Методика определения будет такая же, как и у определения растворимости волоса в щелочах, но вместо 0,1 г гидроксида натрия используют 4 г раствора соляной кислоты. Соотношение между массой волоса,
подвергающегося испытанию, и объемом 4 г соляной кислоты берут такое же
(1:50). Степень отмывки волоса от кислоты контролируют по метилоранжу
или метилроту.
2. Изучение технологии выработки кожи (меха)
Студент получает методику выработки кожи определенного назначения
или методику выделки меха. Проведение любого жидкостного процесса начинают с определения содержания основного вещества (товарной концентрации) химического материала, используемого в конкретном жидкостном процессе. Например, для проведения отмоки определяют концентрацию обострителей – веществ, ускоряющих отмоку.
Лабораторная работа 7
Отмока
Процесс отмоки кожевенного и мехового сырья проводят в присутствии
таких обострителей, как хлорид натрия, сульфит и гидросульфит натрия,
сульфид натрия, гексафторсиликат натрия, поверхностно-активные вещества.
11
Приготовление отмочной жидкости
В лаборатории жидкостные обработки проводят в неподвижной аппаратуре, поэтому жидкостной коэффициент (ж. к.) устанавливают выше, чем
приведено в типовой методике, предусматривающей проведение жидкостных
обработок в подвижной аппаратуре. Однако концентрация обострителя в отмочной жидкости должна соответствовать концентрации, приведенной в методике. Например, при отмоке шкур крупного рогатого скота (КРС) при выработке велюра в качестве обострителя используют карбонат натрия в количестве 1,4–1,6 % от массы мокросоленого сырья, ж. к. в подвесном барабане
1,3–1,5. Концентрацию карбоната натрия в отмочной жидкости рассчитывают
следующим образом: допустим, что у нас отмачивается 100 г мокросоленого
сырья, при ж. к. = 1,5 см3г, объем отмочной жидкости составит 150 см3, т. е.
100 г1,5 см3/г = 150 см3. В этом количестве жидкости должно содержаться
карбоната натрия (100 % -го): 100 г1,5/100 = 1,5 г карбоната натрия при расходе 1,5 %, тогда концентрация карбоната натрия составит
1,5 г содержатся в 150 см3,
Х4 г
–
в 1 000 см3,
Х
1,5  1000
3
 10 г/дм .
150
Далее студент получает образец мокросоленой шкуры, который взвешивает на технических весах с точностью до 0,01 г. Допустим, масса образца
– m, тогда, например, при ж. к. – 5 (неподвижная аппаратура) объем отмочной
жидкости должен составлять (m 5) см3.
Рассчитанная концентрация карбоната натрия составляет 10 г/дм3, тогда
для приготовления (5 m) см3 раствора потребуется 100 % -го карбоната натрия
(Х 5 ), г:
1 000 см содержат 10 г Na 2 СОз,
(5 m) см3 – X 5 г Na 2 C0 3 ,
Х5 
5  m  10
.
1000
Далее следует учесть содержание основного вещества в техническом
продукте (Т), и тогда требуемое количество Na 2 CО 3 составит:
100 г технического продукта содержат.
Т г 100 % -го Na 2 C0 3 ,
Y
–
Х 5 г 100 % -го Na 2 C0 3 ,
откуда Y 
12
100 X 5
100  5m   10
, г. или Y 
.
1000T
T
Приборы и реактивы: технические весы, мерный цилиндр, пипетки,
емкость для приготовления отмочной жидкости, стеклянная палочка, карбонат натрия, сульфид натрия, сульфит натрия и др.
Ход работы
Для приготовления отмочной жидкости объемом (5m) см3 необходимо
взвесить на технических весах с точностью до 0,01 г Y технического продукта
и растворить его в небольшом количестве горячей воды. Объем после охлаждения довести до значения (5m 5т) см3. Раствор хорошо перемешать.
Если в типовой методике расход обострителя выражен в г/дм3, то задача
студента упрощается. Он получает образец шкуры и далее поступает, как
описано выше.
Аналогично проводят приготовление отмочной жидкости с использованием других обострителей.
После проведения отмоки консервированного сырья студент отмечает
изменения, произошедшие с образцом, и определяет привес сырья (W),%, по
формуле
W
m1  m
 100,
m
где m, m 1 – масса образца до и после отмоки, г.
После выполнения отмоки студент в соответствии со своей типовой методикой выработки кожи определенного назначения переходит к выполнению
обезволашивания-золения.
Лабораторная работа 8
Обезволашивание-золение
Обезволашивающее золение заключается в обработке шкур в растворе
гидроксида кальция и сульфида натрия. Общая щелочность зольной жидкости
имеет большое значение для получения кожи хорошего качества. Повышенная щелочность вызывает неравномерный нажор голья, а следовательно, и
зольную стяжку полуфабриката.
Приготовление зольной жидкости
Расчет необходимого количества компонентов зольной жидкости проводят в соответствии с типовой методикой аналогично расчету количества
обострителя в отмочной жидкости, причем расчет ведут по отношению к массе образца, взятого для отмоки (m).
Порядок приготовления зольной жидкости аналогичен приготовлению
отмочной жидкости.
После проведения обезволашивания-золения органолептически определяют состояние образца: волос должен легко отделяться с поверхности образца, при надавливании на лицевую сторону образца пальцем не должно оставаться следа, что свидетельствует о достаточной степени его упругости.
13
Затем проводят удаление подкожной жировой ткани (мездрение промывают голье, взвешивают (m 2 ) и оставляют в воде до проведения обеззоливания. Гольем называется шкура, освобожденная от волоса, эпидермиса. Расход химических материалов в последующих преддубильных и дубильных
процессах проводится по отношению к массе голья (m 2 ).
Лабораторная работа 9
Обеззоливание
Обеззоливание голья проводят с помощью сульфата аммония. Применение аммонийных солей для обеззоливания имеет то преимущество, что при
их гидролизе серная кислота образуется по мере ее расходования. Кроме того,
гидроксид аммония частично остается в голье, поддерживая щелочную среду
и препятствуя образованию нажора.
Приготовление раствора для обеззоливания
Расчет необходимого количества сульфата аммония проводят в соответствии с методикой выработки кожи аналогично расчету количества химматериалов, используемых при выполнении предшествующих жидкостных
обработок. Следует обратить внимание, что для расчета берут массу голья,
равную массе образца после золения (m 2 ). Порядок приготовления раствора
аналогичен приготовлению отмочной и зольной жидкостей. Конец обеззоливания определяют по отсутствию окрашивания среза голья в розовый цвет
при пробе на фенолфталеин, что соответствует pH = 8,3.
Лабораторная работа 10
Мягчение
Один из важных процессов в производстве кожи заключается в кратковременной обработке голья ферментными препаратами в водной среде при
повышенной температуре. В результате мягчения достигается мягкость, пластичность, гладкость лицевого слоя голья и кожи.
Приготовление мягчильной жидкости
Приборы и реактивы: технические весы, ферменты.
Ход работы
Мягчение проводят в отработанной обеззоливающей жидкости. Количество фермента (поджелудочной железы, панкреатина), добавляемого в отработанную обеззоливающую жидкость, рассчитывают по таблице, приведенной в справочнике кожевника. В соответствии с методикой выработки кожи, где указана активность мягчильной ванны, и с учетом активности мягчителя по таблице устанавливают его количество, добавляемое на 1 дм3 обеззоливающего раствора. Далее рассчитывают количество фермента, добавляемо14
го на имеющийся объем (V) обеззоливающей жидкости. Например, по методике выработки кожи для верха обуви из козлины активность мягчильной
ванны – 0,2–0,25 см3 0,1 г NaOH (хлебная козлина). При активности фермента
– поджелудочной железы, например, 0,6 см3 0,1 г NaOH расход ее на 1 дм3 по
таблице составит 0,32–0,40 г. Тогда на объем обеззоливающей жидкости (V,
см3) потребуется фермента, г
1000 см3 –
V см3
–
0,32–0,40 г,
Х 6 г,
Х6 
0,32  0,40  V .
1000
Мягчение должно тщательно контролироваться, особенно его продолжительность и активность мягчильной ванны. Слишком высокая активность
мягчильной жидкости может привести к получению тряпичной и отдушистой
кожи.
Контроль полуфабриката в процессе мягчения проводят органолептически. Лицевая поверхность голья после мягчения должна быть скользкой и
шероховатой, а после надавливания на нее пальцем должен оставаться отпечаток. Конец процесса мягчения для мелкого полуфабриката определяют
также пробой «на пузырь», т. е. на воздухопроницаемость: голье складывают
в виде пузыря и затем его сжимают. На поверхности нормально промягченного голья должны появиться пузырьки воздуха.
Лабораторная работа 11
Пикелевание-солевание
Пикелевание – обработка в растворе кислоты и средней соли (пикеля) –
применяют для подготовки кожевенного и мехового полуфабрикатов к минеральному дублению и для разрыхления волокнистой структуры дермы.
11.1 Приготовление пикеля
Расчет необходимого количества кислоты и средней соли для приготовления пикеля проводят в соответствии с методикой выработки кожи аналогично расчетам, выполняемым ранее. Порядок приготовления также описан
выше (лабораторная работа 7).
Если содержание основного вещества в технической кислоте и соли неизвестны, то их определяют заранее.
Степень пропикелеванности голья контролируют путем определения
pH среза полуфабриката в конце процесса с помощью различных индикаторов. При сквозном пикелевании (pH 4,0–4,5) метиловый красный окрашивает
наружные слои голья в красный а внутренние – в желто-розовый, бром – кре15
золовый зеленый наружные – в желтый, внутренние – в голубовато-синий
цвета.
11.2.Солевание
Солевание – обработка голья раствором обезвоживающих солей (сульфата аммония, хлорида натрия). Также используется вместо пикелевания в
качестве подготовительного процесса к хромовому дублению. При солевании
так же, как при пикелевании, резко возрастает проницаемость голья.
Приготовление раствора для солевания аналогично приготовлению никеля. Контроль солевания проводят по содержанию солей в растворе.
Лабораторная работа 12
Дубление
Дубление – один из важнейших процессов при выработке кожи и меха.
Эффект дубления достигается введением дубящих веществ в дерму и волос и
взаимодействием их с функциональными группами белка с образованием
прочных поперечных связей. Дубление – сложный химический процесс, и
своевременный контроль этого процесса способствует получению кожи или
меха высокого качества.
Дубление пропикелеванного образца проводят с использованием сухого
хромового дубителя с известным содержанием Сr 2 О 3 и степенью основности.
Расчет необходимого количества дубителя проводят аналогично расчетам, проводимым при других жидкостных процессах (лабораторная работа 7),
который вводят в отработанный пикель. Дубление ведут в соответствии с методикой выработки кожи определенного назначения, не забывая в конце дубления добавить щелочной агент для повышения степени основности хромовых комплексов и усиления их связывания с коллагеном.
Продубленность полуфабриката хромового дубления оценивают по
пробе на КИП. Для этого отрезают кусочек образца и обводят его на миллиметровой бумаге, затем подвешивают на проволоке и на 3 мин помещают в
сосуд с кипящей водой. После кипячения площадь образца не должна уменьшаться, т. е усадка образцов не допускается. Если усадка имеет место, дубление корректируют добавлением щелочного агента, а в случае низкой концентрац хрома ( 2 – 3 г/дм3 Сr 2 О 3 ) в растворе добавляют еще сухого дубителя.
Дубление продолжают пока проба на КИП не будет соответствовать установленной норме.
При выработке жестких кож применяют комбинированное дубление,
первой стадией которого является обработка образца после солевания дубящими соединениями хрома. Расчет необходимого количества сухого дубителя
аналогичен расчету при дублении пикелеванного голья. Однако конец дубления определяют по температуре сваривания, которая должна соответствовать
температуре сваривания, указанной в методике выработки.
16
Температурой сваривания называют температуру, при которой начинается уменьшение размеров испытуемого образца полуфабриката, кожи, меха.
Для определения температуры сваривания вырезают полоски голья (полуфабриката) шириной 2–3 мм, длиной 60 мм и закрепляют на термометре
при помощи узкой резинки. К термометру можно прикрепить одновременно
два образца. Нижние концы образцов должны находиться на одном уровне с
шариком термометра. Термометр с образцами опускают в сосуд с водой, закрепляя верхний конец термометра в штативе. Воду нагревают со скоростью
2 °С в мин.
За температуру сваривания принимают температуру, при которой образец начинает изгибаться.
Вторая стадия комбинированного дубления может включать дубление
смесью растительных и синтетических дубителей. Например, при выработке
кож для рантов и шорноседельных соотношение их составляет 50:50. По методике выработки их общий расход составляет 23–24 % от массы голья, считая на танниды и дубящие при ж. к =1,6–1,8. Одной из смесей растительных
дубителей (процент от общего количества таннидов) может быть: дубовый
экстракт – 25, еловый – 75, а синтетических – СПС – 50, № 12 – 25, № 2 – 25.
Тогда расчет каждого дубителя выполняется следующим образом: на массу
голья 100 г при расходе 24 % требуется 24 г таннидов и дубящих, а при их соотношении 50:50 соответственно 12 г таннидов и 12 г дубящих. Дубового
экстракта при содержании в нем 43 % таннидов потребуется, г – 120,25/0,43
= 6,98; а елового при содержании в нем 38 % таннидов – 120,75/0,38 = 23,7.
Аналогично рассчитывается количество каждого синтетического дубителя, г
М СПС 
12  0,5
12  0,25
12  0,25
 35,7; М N 12 
 7,25; M N2 
 6,24.
0,168
0,414
0,481
При ж. к. = 1,7, согласно методике выработки, объем обрабатывающего
раствора при массе голья 100 г составит 170 см3 (100 г × 1,7 см3/г). Таким образом, рассчитанное количество каждого дубителя должно входить в состав
этого объема раствора.
Тогда при массе голья m 2 (лабораторная работа 8) и ж. к., равном 5 в
неподвижной аппаратуре, объем обрабатывающей жидкости составит
5×m 2 ,см3, а расход каждого дубителя, г на этот объем соответственно
6,98  5m2
23,7  5m2
;
;
М ел 
170
170
35,7  5m2
7,25  5m2
6,24  5m2

; М N 12 
; M N2 
.
170
170
170
М дуб 
М СПС
17
Разваривание дубильных экстрактов проводят при температуре
7090°C, и расходе воды 200 % от массы дубителей (из расчета получения
раствора нужной концентрации, обычно 120–150 г/дм3 таннидов или дубящих). При разваривании растительных экстрактов добавляют 3–6 % от массы
экстракта сульфита натрия.
Продубленность образца растительными и синтетическими дубителями
определяют путем обработки его уксусной кислотой.
Делают три-четыре среза толщиной 1 мм и помещают их в бюкс с
20 %-й уксусной кислотой на 15 мин. О степени продубленности судят по характеру просвечивающейся на свет средней части среза. Просвечивающаяся,
но не набухшая полоска свидетельствует о неполном дублении, разбухшая
полоска (не только отдельные ее волокна) – о непродубленности, степень которой характеризуется толщиной разбухшей полоски.
Лабораторная работа 13
Нейтрализация
Процесс нейтрализации неотделим от процесса хромового дубления.
Нейтрализация полуфабриката после дубления заключается в снижении его
кислотности и подготовке полуфабриката к последующим процессам крашения и жирования. В процессе нейтрализации продолжается связывание хромовых комплексов с белком и упрочняются связи уже фиксированных белком
комплексов. Для нейтрализации могут применяться вещества, растворы которых имеют 7 < pH < 9. Чаще всего такими веществами являются кальцинированная сода (Na 2 C0 3 ) и гидрокарбонат натрия (NaHC0 3 ).
Расчет необходимого количества щелочного агента проводится в соответствии с методикой выработки аналогично расчетам, проводимым при выполнении предшествующих жидкостных процессов. Готовность полуфабриката определяют по pH его разреза, величина которого в зависимости от характера последующих процессов (крашения и жирования) устанавливается в
пределах 4,5–5,5.
В конце нейтрализации допускается окрашивание метиловым красным
в красный цвет среднего слоя на 20–30 % толщины полуфабриката. После
нейтрализации обязательна промывка водой и сразу же крашение и жирование.
Лабораторная работа 14
Крашение
В технологии кожи, меха и шубной овчины крашение является очень
важным процессом и в значительной степени влияет на качество готового полуфабриката. Крашение преследует цели:
18
– придать окрашиваемому объекту определенный цвет;
– исправить и улучшить естественную окраску ценных видов меха;
– облагородить окраску дешевых видов мехового сырья путем их имитирования под более ценные виды;
– устранить недостатки природной окраски шкурок (красноватость
шкурок черного каракуля, пестроту шкурок мерлушки и т. д.).
Расчет необходимого количества красителя проводится в соответствии
с методикой выработки кожи аналогично расчетам, проводимым при выполнении предшествующих жидкостных процессов.
Порядок приготовления красильного раствора и режим крашения также
приводятся в методике выработки кожи определенного назначения.
За процессом крашения обязательно следуют промывки для удаления
незафиксированного красителя.
Лабораторная работа 15
Жирование
Введение жирующих веществ в кожу и мех обеспечивает повышение
прочности, мягкости, пластичности и водостойкости. Имеются два основных
способа жирования: в виде эмульсии (эмульсионное жирование) и расплавами
жиров.
Расход компонентов жирующей смеси, способ и режим жирования приводятся в методике выработки. Расчет количества компонентов жирующей
смеси для жирования в неподвижной аппаратуре аналогичен ранее приводимым расчетам (лабораторная работа 12).
Приготовление эмульсии осуществляют следующим образом: компоненты жирующей смеси, нагретые до жидкого состояния, тщательно перемешивают и постепенно при перемешивании добавляют двух-, трехкратное количество воды при температуре 65–70 °С. pH готовой эмульсии регулируется
аммиаком, если требуется, до 7,8–8,2. Эмульсия должна быть устойчивой в
течение не менее 20 мин. Для повышения устойчивости эмульсии рекомендуется добавление неионогенного ПАВ в количестве 0,5–5,0 % от массы жирующей смеси.
При жировании расплавами жирующие смеси готовятся расплавлением
жирующих материалов при температуре не ниже 70 °С.
После жирования поверхность кожи не должна быть осаленной. Капли
воды, выступающие на ее лицевой стороне при отжатии, должны сразу же
впитываться в кожу. В противном случае добавляют 0,1 % от массы образца
неионогенного ПАВ или раствора технического аммиака в десятикратном количестве воды.
19
Лабораторная работа 16
Наполнение
Процесс наполнения широко используется в производстве кожи, преследуя различные цели: повышение устойчивости к внешним воздействиям,
выравнивание толщины и плотности топографических участков.
В соответствии с действующими методиками выработки кож хромового
дубления для верха обуви для наполнения полуфабриката рекомендуют применять дисперсии полимеров (МХ–30, МБМ–3).
Расчет количества дисперсии аналогичен ранее выполняемым расчетам.
Перед применением дисперсию полимерных наполнителей разбавляют водой
в соотношении 1:1, pH дисперсии корректируют раствором технического аммиака до 8–8,5.
Можно проводить совмещенное жирование-наполнение.
Контроль полной отработки полимера осуществляют добавлением 2 см3
концентрированной серной кислоты к 50 см3 отработанной жидкости. При
наличии полимера через некоторое время образуется коагулюм.
Кожевенный полуфабрикат для низа обуви наполняют веществами, повышающими термо-, потостойкость и эластичность кож, предохраняющими
их от пересыхания, а также осветляющими – сульфатом магния, алюмокалиевыми квасцами, патокой. Возможно совмещение жирования, наполнения и
осветления полуфабриката. Далее следуют сушильно-увлажнительные процессы и операции.
Лабораторная работа 17
Додубливание
Додубливанию полуфабриката сопутствует его наполнение полимерами. Основное назначение – дополнительное формирование структуры дермы,
уменьшение тягучести, уплотнение лицевой поверхности, подготовка полуфабриката к сушке, а при необходимости – к шлифованию.
Расчет необходимого количества химических материалов прежний. Порядок проведения процесса додубливания приводится в методике выработки
кожи определенного назначения. При неправильном проведении додубливания может возникнуть образование грубой лицевой поверхности кожи. Возможны варианты совмещения крашения, додубливания, жирования.
20
Лабораторная работа 18
Гидрофобизация
Гидрофобизация – повышение водостойкости кожи – обычно достигается при ее жировании. Однако в процессе эксплуатации изделий из кожи до
50 % и более жиров может теряться. Поэтому для повышения водостойкости
кожи используют специальные вещества – гидрофобизаторы, которые можно
вводить в процессах жирования, наполнения, додубливания, особенно при
выработке велюра.
При необходимости выполнения гидрофобизации в соответствии с методикой выработки кожи расчет необходимого количества химических веществ прежний. Порядок проведения процесса указан в методике.
3. Анализ отделочных материалов
Лабораторная работа 19
Анализ полимерных пленкообразователей
Полимерными пленкообразователями называют вещества (полимеры),
образующие на поверхности различных материалов в определенных условиях
сплошной тонкий слой – пленку. Кроме пленкообразователя, в пленке могут
содержаться пигменты и различные добавки, придающие ей определенные
свойства. В кожевенном и меховом производствах полимерные пленкообразователи используют в покрывном крашении.
Назначение покрывного крашения – нанесение на лицевую поверхность
кожевенного полуфабриката покрытия для защиты поверхности от влаги, механических и химических воздействий, выравнивания неоднородности лицевой поверхности, а также нанесение покрытия на кожевую ткань мехового
полуфабриката в целях расширения ассортимента меховых изделий.
19.1. Определение устойчивости дисперсии полимеров к действию
электролитов
Приборы и реактивы: химические стаканы вместимостью 50 см3, стеклянные палочки, технические весы, конические колбы вместимостью 100 см3,
пипетки на 2 см3, дисперсии полимеров, 25 %-й раствор аммиака, 1г раствор
хлорида натрия.
Ход работы
Перед отбором пробы для анализа дисперсии полимеров тщательно перемешивают.
21
Для определения устойчивости дисперсии к введению концентрированного раствора аммиака их смешивают в равных объемах (по 10 см3) в стакане,
перемешивают стеклянной палочкой и оставляют на 2 ч при комнатной температуре. Отсутствие загущаемости и коагуляции свидетельствует о стабильности дисперсии по отношению к аммиаку.
Для определения устойчивости дисперсии к воздействию хлорида натрия навеску испытуемой дисперсии, содержащей 4 г сухого остатка, взвешивают с погрешностью не более 0,01 г, помещают в коническую колбу и добавляют по каплям 2 см 3 раствора хлорида натрия концентрацией 1 моль/дм3.
Отсутствие коагуляции определяет устойчивость дисперсии к воздействию
хлорида натрия.
19.2. Определение гшенкообразующей способности дисперсии полимеров
Приборы и реактивы: образцы кожи из разного сырья с подшлифованно поверхностью, дисперсии полимеров.
Ход работы
На образцы кожевенного полуфабриката с подшлифованной поверхности с помощью пипетки наносят по 0,04 см3 различных дисперсий полимеров,
разбавленных до 20 %-й концентрации. После полного высыхания капель
(24ч) осторожно снимают пленку и определяют диаметр следа. Чем больше е
диаметр, тем выше пленкообразующие свойства дисперсии для данного полуфабриката.
19.3. Определение физико-механических свойств свободных пленок и
дисперсий полимеров
Получение свободных пленок
Приборы и реактивы: дисперсии одного полимера разной концентрации ил дисперсии разных полимеров одинаковой концентрации, мерные пробирки, чашки Петри, ножницы.
Ход работы
Из каждой дисперсии отливают по две пленки. Для приготовления одной пленки в мерную пробирку отбирают 20 см3 дисперсии и переливают из
пробирки в чашку Петри. После этого чашку Петри с дисперсией помещают в
сушильный шкаф. Сушку пленок ведут постадийно.
Первая стадия – сушка при температуре 70–75 °С до полного удаления
влаги из пленки.
Вторая стадия – термообработка готовых пленок при температуре
140°С в течение 7 – 1 0 мин.
Готовые и термообработанные пленки помещают в эксикатор для охлаждения. Для получения более равномерных и однородных пленок первую
22
стадию сушки можно вести при комнатной температуре, продолжительность
сушки пленок в этом случае колеблется от 24 до 48 ч. После естественной
сушки пленки выдерживают в течение 24 ч при температуре 20  2 °С и относительной влажности 65  5 % (кондиционируют). Охлажденные пленки аккуратно снимают с помощью ножниц. Для лучшего отслоения пленок от
стекла на некоторое время можно в чашку Петри налить водопроводной воды.
Испытание свободных пленок
Приборы и реактивы: образцы пленок, разрывная машина.
Ход работы
Метод определения механических свойств свободных пленок дисперсий полимеров предусматривает испытание образцов пленок на растяжение
под действием равномерно возрастающей нагрузки до разрыва пленки. Испытание пленок после их кондиционирования проводят на разрывных машинах
РМ–З, РЭМ–30, РМИ–5 или 2001 Р–05 при скорости движения нижнего зажима 100 мм/мин.
Образцы пленок размером 10×30 мм вырезают лезвием бритвы по шаблону или линейке, отступив от края свободной пленки не менее чем на 10 мм.
Толщина пленок должна быть 0,2 ± 0,02 мм, длина рабочей части образца –
10 мм.
Для устранения разрушения и выскальзывания образцов из зажимов
разрывной машины на нерабочую часть пленки наклеивают полоску миллиметровой бумаги или лейкопластыря. Испытания проводят при температуре
20 ± 2 °С и относительной влажности воздуха 65 ± 5 %.
Предел прочности при растяжении для каждого образца вычисляют по
формуле

Р
,
DE
где  – предел прочности при растяжении, МПа;
Р – нагрузка при разрыве образца, Н;
D – средняя толщина образца, мм;
Е – ширина образца, мм.
За результат испытания принимают среднее арифметическое значение
предела прочности при растяжении пяти параллельных определений, допустимые расхождения, между которыми не превышают 0,5 % при доверительной вероятности 0,95.
Приращение длины рабочей части образца L замеряют по диаграмме
напряжение-деформация с учетом масштаба записи.
23
Относительное удлинение при разрыве каждого образца вычисляют по
формуле

L  100
,
L0  K
где  – относительное удлинение при разрыве, %;
L – приращение длины рабочей части каждого образца, мм;
L 0 – начальная длина рабочей части каждого образца, мм;
К – масштабный фактор.
За результат испытания принимают среднее арифметическое значение
относительного удлинения при разрыве пяти параллельных определений, допустимые расхождения между которыми не должны отклонятся от среднего
значения более чем на ± 15 %.
19.4. Набухаемость пленок в органических растворителях и воде
Приборы и реактивы: технические весы, чашки Петри, образцы пленок,
органические растворители.
Ход работы
При определении набухаемости пленок в органических растворителях
используют образец площадью 4 см2 после кондиционирования. Образец
пленки взвешивают на технических весах с погрешностью не более 0,01 г и
помещают в чашку Петри с соответствующим растворителем (этанол, бутилацегат, ацетон) на 2 ч. Затем образец пленки слегка обсушивают на воздухе
и взвешивают. О набухании пленки судят по увеличению массы образца.
Степень набухания рассчитывают по формуле
Н
m2  m1
 100,
m1
где Н – степень набухания, %;
m 1 , m 2 – масса образца пленки соответственно до и после выдерживания в
растворителе, г.
Для определения набухаемости в воде используют образцы пленки
площадью от 20 до 30 см2. Далее поступают гак же, как описано выше, только
образцы выдерживают в воде 1 ч. Расчет проводят по формуле, указанной
выше.
Лабораторная работа 20
Анализ пигментных концентратов
Пигментные концентраты (концентраты покрывных красок) представляют собой пастообразные продукты, состоящие из смеси связующего, пиг24
ментов или органических красителей, пептизаторов, пластификаторов, диспергаторов и антисептиков. Пигментные концентраты применяют как красящую часть рабочих растворов при покрывном крашении кож и кожевой ткани
меха. Они должны иметь текучую или пастообразную консистенцию, хорошо
смешиваться с водой, не иметь гнилостного запаха и соответствовать по показателям физико-химических свойств нормам действующих технических условий.
20.1. Определение массовой доли сухого остатка
Приборы и реактивы: инфракрасная лампа мощностью 500Вт, металлический бюкс, пигментный концентрат.
Ход работы
Студент готовит пигментный концентрат по типовой рецептуре, приведенной в табл. 1.
Таблица 1. Состав пигментного концентрата на основе казеина
Компонент
Количество, мас. ч.
Сухой пигмент
14,5–60,0
Казеин (20 %-й)
3,8–8,6
Ализариновое масло
2,4–4,0
Триэтаноламин-ализариновое мыло
0,4–0,8
Аэросил
0,0–0,3
ОС–20(ОП–10)
0,1–0,2
Фенол
0,5–0,9
Вода
До 100,0 мас. ч.
Технология изготовления: сухие пигменты – нерастворимые в воде тонкодисперсные красящие порошки – смешивают последовательно с воднощелочным раствором казеина, ПАВ и остальными добавками. Полученную
смесь тщательно перемешивают.
Под лампу на расстоянии 10–12 см от основания устанавливают металлический бюкс высотой 10 мм и диаметром 70 мм с навеской концентрата
2–3 г, взвешенной с погрешностью не более 0,01 г. Сушка длится 1 0 – 1 2 мин
и заканчивается, когда на стеклянной пластинке, наложенной в конце сушки
на бюкс, не образуются капельки влаги. Бюкс с навеской переносят в эксикатор, охлаждают и взвешивают.
Массовую долю сухого остатка рассчитывают по формуле
Х
m1  100
,
m
где m 1 , m – масса сухого остатка и навески концентрата соответственно, г.
25
20.2. Определение укрывистости
Приборы и реактивы: стеклянные пластины, беличья кисть, пигментный концентрат, этиловый спирт.
Ход работы
Укрывистость пигментных концентратов характеризуется числом
граммов сухого концентрата, необходимого для укрытия 1 м2 гладкой стеклянной поверхности. Стеклянную пластину размером 9×12 см промывают
этиловым спиртом, высушивают до постоянной массы и взвешивают с погрешностью не более 0,0001 г. Концентрат разбавляют в стакане теплой
(25–30 °С) водой в соотношении 1:1, тщательно перемешивают и плоской беличью кистью наносят на стеклянную пластину. Избыток концентрата снимают с кисти нажатием на край стакана. Каждый последующий слой наносят
перпендикулярно предыдущему и высушивают над электроплиткой на расстоянии 10–15 см. Пластина считается укрытой, когда при наложении ее на
двухцветный грунт не просматривается разница между квадратами черного и
белого цветов.
Двухцветный грунт представляет собой черно-белую подложку, изготовленную в виде шахматной доски на белой мелованной бумаге, наклеенной
на деревянную или стеклянную пластину.
Укрывистость концентратов покрывных красок вычисляют по формуле
Y
m2  m1
,
S
где Y – укрывистость, г/м2;
m 1 , m 2 – масса неокрашенной и окрашенной стеклянных пластин соответственно, г;
S – площадь стеклянной пластины, м2.
Расхождение между двумя параллельными определениями допускается
не более 5 %, считая максимальную укрывистость за 100 %.
4. Операция, предшествующая покрывному крашению
Лабораторная работа 21
Определение скорости проникания непигментированного
грунта в кожевенный полуфабрикат
Отделочное покрытие создают на коже и кожевой ткани меха путем нанесения на их поверхность грунта, покрывной краски и закрепителя, т. е. покрытие представляет собой многослойную композицию и формируется в не26
сколько приемов. Это позволяет достичь высокой адгезии, т.е. чем тоньше
слой (пленка), тем выше его адгезия.
Каждый слой имеет свое назначение и свойства. Грунтование – это нанесение непигментированного и пигментированного грунтов. При выработке
облагороженных кож (с искусственной лицевой поверхностью из полимерных материалов) на подшлифованную лицевую поверхность после очистки ее
от пыли наносят непигментированный грунт, который называют пропитывающим, так как он должен проникать в кожу и кожевую ткань на определенную глубину. Пропитывающий грунт наносят для снижения отдушистости,
устранения отмина, создания подложки для последующих слоев покрытия.
Он не образует пленки на поверхности кожи или кожевой ткани.
При выработке кож с естественной лицевой поверхностью непигментированный грунт проникает только в крупные поры и механически заклинивается, создавая подложку для последующих слоев покрытия.
Приборы и реактивы: технические весы, химический стакан, стеклянная палочка, секундомер, медицинская пипетка, дисперсии полимеров, пенетраторы, образцы кожевенного полуфабриката.
Ход работы
В соответствии с заданием преподавателя студент готовит пропитывающий грунт, например, по предлагаемой ниже рецептуре, приведенной в
табл. 2.
Таблица 2. Состав непигментированного грунта
Компонент
Состав, масс. ч.
вариант 1
вариант 2
Дисперсия ДММА–6–ГП(20 %-ая)
400
–
Дисперсия МБМ–3 (20 % -ая)
Дисперсия МХ–30(10 %-ая)
–
200
400
200
Пенетратор (любой) или этилцеллюлоза
60–100
60–100
Пенетратор – гомогенная смесь органического растворителя с водным
раствором ПАВ. Понижая поверхностное натяжение, пенетратор улучшает
смачивание поверхности, регулирует пропитку кожи.
Грунт такого состава используют при выработке кожи хромового дубления из свиного сырья для верха обуви типа OJI (облагороженное лицо), его
готовят путем введения в дисперсию полимера или в смесь дисперсий полимеров, предварительно разбавленных до 20 %-й концентрации, пенетратора.
Образец полуфабриката площадью 80×50 мм размечают на клетки размером 15×15 мм. В штативе на высоте 50 мм от образца устанавливают медицинскую пипетку с диаметром 1,0–1,5 мм. Каплю пропитывающего грунта
27
наносят в центр клетки и по секундомеру отмечают время с момента попадания фунта на поверхность полуфабриката до полного впитывания. Вычисляют среднее значение всех определений. Грунт считается пригодным, если
продолжительность впитывания 3–5 с.
Параллельно измеряют диаметр пятна, оставшегося после впитывания
капли грунта. Он характеризует смачивающую способность пропитывающего
грунта.
Скорость проникания и смачивающая способность грунта в первую
очередь зависят от присутствия в нем пенетратора, а также от характера поверхности полуфабриката.
Студенту предлагается изучить влияние одного из следующих параметров на скорость проникания пропитывающего грунта: например, влияние содержания пенетратора в грунте, которое может изменяться от 30 до 100 % от
объема дисперсии полимера; влияние химической природы пенетратора при
постоянном его расходе и одной дисперсии полимера; влияние химической
природы дисперсии полимера при постоянном расходе одного пенетратора,
влияние поверхности полуфабриката (естественной и подшлифованной).
5. Определение физико-механических свойств полимерных
покрытий на коже и кожевой ткани меха
Результаты физико-механических испытаний покрытий на коже и кожевой ткани необходимы для характеристики эксплуатационных свойств покрытий.
Лабораторная работа 22
Определение толщины покрытия на коже
Приборы и реактивы: образцы кожи с покрытием, стеклянная пластина, химические стаканы, аналитические весы, сушильный шкаф, электроплитка, ацетон, 5 %-й раствор формалина, 0,25 %-й раствор мыла.
Ход работы
Толщину покрывной пленки определяют на кожах хромового дубления
для верха и подкладки обуви, а также на галантерейных кожах.
Образцы кож размером 20×100 мм с эмульсионным и нитроэмульсионным покрытиями с помощью ватного тампона смачивают со стороны бахтармы ацетоном или бутилацетатом и помещают на 3–5 мин на стеклянную пластину, также смоченную растворителем. Набухшую покрывную пленку с помощью скальпеля осторожно снимают с поверхности кожи (без нарушения
кожи), выдавливая из пор до полного очищения лицевого слоя, а затем помещают в предварительно взвешенный стакан (бюкс) и высушивают в сушильном шкафу при температуре 130 °С до постоянной массы в течение 1–2 ч.
28
Образцы кож с казеиновым покрытием помещают в 5 %-й раствор формалина на 1 мин, затем свертывают и помещают в 0,25 %-й раствор мыла на
30 мин при температуре 50 °С. Покрывную пленку полностью снимают
скальпелем, который периодически обмывают водой. Содержимое стакана
выпаривают и высушивают при температуре 100–105 °С до постоянной массы (3–5 ч ).
Толщину покрывной пленки вычисляют по формуле
Т
m
,
S
где Т – толщина покрывной пленки, мг/дм2;
m – масса высушенного покрытия, мг;
S – площадь образца, дм2.
Лабораторная работа 23
Определение устойчивости покрытия
к многократному изгибу
Приборы и реактивы: прибор ИПК–2М, образцы кож с покрывным
крашением.
Ход работы
Метод определения устойчивости покрытия к многократному изгибу
применяется для испытания покрытий на коже хромового дубления для верха
обуви с покрытиями, составленными на основе эмульсионных пленкообразователей с закреплением нитроэмалями, нитролаками и нитроэмульсионными
лаками, а также с лаковым покрытием на основе полиуретановых смол. Для
кож с казеиновым и эмульсионно-казеиновым покрытиями устойчивость покрытия к многократному изгибу не определяется.
Испытания проводят на приборе ИПК–2М, измеряя число изгибов кожи
до появления дефектов покрытия. Прибор ИПК–2М (рис.1, а) состоит из корпуса 1, нижних 4 и верхних 3 зажимов, счетчика импульсов 2. Установка
верхних зажимов в горизонтальное положение осуществляется ручкой вала
электродвигателя 5. Испытание проводят при частоте изгибов 100 мин-1.
Для испытания в продольном направлении вырезают два образца размером 80×45 мм и кондиционируют их в течение 24 ч в эксикаторе над серной кислотой. Затем образцы укрепляют последовательно в подвижном и неподвижном зажимах прибора (рис.1, б), счетчик прибора устанавливают на
ноль, подвижные зажимы приводят в исходное положение, соответствующее
наибольшему сближению с неподвижными зажимами, затем включают прибор.
29
Контроль лицевой поверхности образцов кож производят при включенном приборе и дополнительном электрическом освещении. Испытания заканчивают при 500 изгибах для кож из свиного сырья, при 800 изгибах – для кож
из козлины, при 1500 изгибах – для кож из шкур КРС. Испытания лаковых
кож заканчивают при появлении трещин, а в случае их отсутствия – при
15000 изгибах.
Рис. 1. Прибор ИПК–2М для определения устойчивости покрытия на коже к
многократному изгибу: а – схема прибора; б – схема закрепления образцов
Контроль лицевой поверхности лаковых кож производят первый раз
после 3000 изгибов. При отсутствии нарушений покрытия испытания продолжают, проверяя образцы через каждые 500 изгибов. При отсутствии нарушений покрытия через 7000 изгибов испытания продолжают, проверяя образцы через каждые 1000 изгибов, и заканчивают после 15 000 изгибов. За результат анализа лаковых кож принимают среднее арифметическое результатов испытаний всех образцов кожи, округленное до 500 изгибов.
Результаты испытаний кож других видов, кроме лаковых, оцениваются
в баллах: 4 балла – отсутствие трещин, 3 балла – мелкая сетка, 2 балла – мелкие трещины без разрушения поверхности кожи и осыпания покрытия, 1 балл
– явно выраженные трещины с разрушением поверхности кожи или осыпанием покрытия. За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов испытаний всех образцов кож, округленное до целого числа.
30
Лабораторная работа 24
Определение устойчивости покрытия
к сухому и мокрому трению
Приборы и реактивы: образцы кож с покрывным крашением, прибор
ИПК–1.
Ход работы
Устойчивость покрытия к мокрому трению определяют на кожах хромовою дубления для верха обуви с покрытиями на основе эмульсионных
пленкообразователей при закреплении нитроэмалями, нитролаками и нитроэмульсионными лаками.
Метод определения устойчивости покрытия к мокрому (или сухому)
трению заключается в истирании лицевой поверхности образцов кожи до нарушения покрытия. Испытания проводят на приборе ИПК–1 с ручным приводом или на приборе ИПК–4 с автоматической регулировкой.
Прибор ИПК–1 (рис. 2) состоит из корпуса 1, на передней нижней панели которого расположены кнопки управления 4 – «стоп», 3 – «пуск» с вращением шпинделя 10 по часовой стрелке и 5 – «пуск» с вращением шпинделя
против часовой стрелки. На верхней панели корпуса прибора расположены
счетчик 8, а также ручки 7 и 9 для установки нулевого положения счетчика. В
нижней части корпуса расположено зажимное устройство 2 для закрепления
образца кожи. С внутренней стороны в паз 6 шпинделя 10 вставляют истирающий диск. Для создания дополнительных нагрузок на шпиндель можно
установить груз массой от 0,7 до 2,5 кг.
31
Рис. 2. Прибор ИПК–1
Шпиндель поднимают и опускают, поворачивая ручку 12. В качестве
истирающего материала применяют белый тонкосуконный войлок, из которого вырубают диски диаметром 25 мм и толщиной до 5–8 мм.
Для испытания образцы кож вырезают в форме круга диаметром 40 мм.
Войлочные диски перед испытанием выдерживают в воде при комнатной
температуре не менее 4 ч. В 200 см3 воды вымачивают не более 10 образцов
войлока. Намокший войлок подсушивают фильтровальной бумагой и вставляют в паз шпинделя. Образец кожи закрепляют и, установив счетчик в нулевое положение, включают прибор. Истирающий материал можно вместо паза
6 поместить в зажимное устройство 2, а образец кожи в паз 6, при этом необходимо диаметр диска из войлока увеличить до 40 мм, тогда как диаметр круга из испытуемой кожи уменьшить до 25 мм.
Испытания проводятся без дополнительной нагрузки на шпиндель. Образцы проверяют через каждые 100 оборотов (в случае эмульсионного покрытия – через каждые 20 оборотов), периодически меняя направление вращения
шпинделя. Испытание заканчивается при появлении первого признака нарушения (сдира) покрытия.
Испытания с нитроэмульсионным покрытием прекращают после 500
оборотов и кож с эмульсионным покрытием – после 200 оборотов при отсутствии нарушения (сдира) покрытия.
За результат испытания принимают среднее арифметическое результатов испытаний всех образцов кож.
32
Библиографичесий список
1. Головтеева, А. А. Лабораторный практикум по химии и технологии
кожи и меха: учеб. Пособие /А. А. Головтеева, Д. А. Куциди, Л. Б. Санкин. –
М.:Легкая и пищевая пром-сть, 1982. – 312 с.
2. Еременко, И. А. Технический анализ и контроль кожевенного производства: учебник для техникумов /И. А. Еременко, Р. А. Иванова. –М.: Легпромбытиздат, 1989. – 240 с.
3. Справочник кожевенника (отделка) /сост. В. П. Бабоян, Н. А. Балберова, И. А. Еремина и др. – М.: Легпромбытиздат, 1987. – 256 с.
4. Справочник кожевенника (технология) /сост. Н. А. Балберова, А. Н.
Михайлов и др. – М.: Легпромбытиздат, 1986. – 272 с.
5. Справочник кожевенника (сырье и материалы) /сост. Р. Я. Афанасьева и др. – М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1984. – 384 с.
33
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
7
Размер файла
637 Кб
Теги
tehnolkogi, 2013
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа