close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Исследование влияния плазмы ВЧИ-разряда пониженного давления на физико-механические характеристики меховой овчины в процессе осветления..pdf

код для вставкиСкачать
УДК 675.06.014
И. М. Нуриев, Ф. С. Шарифуллин, И. Ш. Абдуллин
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПЛАЗМЫ ВЧИ-РАЗРЯДА
ПОНИЖЕННОГО ДАВЛЕНИЯ НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕХОВОЙ ОВЧИНЫ В ПРОЦЕССЕ ОСВЕТЛЕНИЯ
Ключевые слова: меховая овчина, низкотемпературная плазма, отбеливание, крашение.
В данной статье исследуется возможность использования ВЧИ плазменной обработки для повышения физико-механических свойств полуфабриката и интенсификации процесса отбеливания меховой овчины.
Keywords: fur a sheepskin, the low temperature plasma, bleaching, dyeing.
In given article possibility of use induction of plasma processing for increase
of physicomechanical properties of a semifinished product and an intensification of
process of bleaching of a fur sheepskin is investigated.
В производстве мехового полуфабриката после процесса дубления проводят процесс
крашения, который позволяет получать меховую продукцию с высокими эстетическими,
эксплуатационными и потребительскими свойствами. Одним наиболее существенным недостатком мехового сырья является пигментированность волосяного покрова. Около 1720% от всего объема сырья метисовых пород овец имеют «пёструю» или тёмный окрас волосяного покрова, что сильно затрудняет процесс получения равномерно окрашенного
светлого тона волосяного покрова из данного сырья. Поэтому в технологию выделки меховой овчины вводят процессы осветления и отбеливания волосяного покрова [1].
В традиционной технологии для осветления волосяного покрова используют достаточно концентрированные растворы пероксида водорода. Процесс ведут в щелочной среде в присутствии катализатора, что снижает физико-механические свойства волосяного покрова и кожевой ткани. Для снижения негативного воздействия окислителя на кожевую ткань и волосяной покров в процессе осветления, необходимо снизить концентрацию пероксида водорода в
рабочих растворах. Достичь максимального результата осветления при сниженных концентрациях окислителя позволяет применение плазменной модификации сырья, которая является
одним из эффективных методов интенсификации жидкостных процессов [2].
Для решения данной задачи наибольший интерес вызывает исследование возможности применения плазмы высокочастотного индукционного (ВЧИ) разряда пониженного
давления [3]. Данный вид разряда позволяет проводить объёмную и поверхностную обработку капиллярно-пористых высокомолекулярных материалов. В процессе модификации
участвуют процессы ионной бомбардировки и рекомбинация ионов [4, 5].
Принцип работы ВЧИ-плазменной установки основан на ионизации плазмообразующего газа под действием электромагнитного поля индуктора. При подаче на индуктор
ВЧ напряжения в разрядной камере образуется плазменный сгусток, при продуве через который плазмообразующий газ создает плазменную струю – инструмент обработки.
Входные параметры плазменной установки изменялись в следующих диапазонах:
расход плазмообразующего газа G=0,04-0,12 г/с, мощность разряда Wp=0,4-1,2 кВт, часто579
W, %
та генератора f=1,76 МГц ± 10%, давление в вакуумной камере Р=13,3-26,6 Па, время обработки t=1-5 мин, плазмообразующий газ - аргон.
Для определения цветовых характеристик волосяного покрова использовали спектрофотометр Х-Rite Color Digital Swatchbook. Микропроцессорная часть Digital
Swatchbook вычисляет спектральную информацию, используя технологию 16-точечного
измерения в видимой части спектра, и отправляет значения, интерпретируя эти значения в
31-точечное измерение, программному обеспечению в ПЭВМ.
Изменение показателя осветления (W,%) в зависимости от расхода плазмообразующего газа и времени плазменной обработки представлены на рисунке 1. Показатель осветления контрольного образца составило 45,5%.
65
60
55
50
45
40
35
30
1
2
3
4
5
t, мин
G = 0,04 г/с;
G = 0,08 г/с;
G = 0,1 г/с;
G = 0,12 г/с.
Рис. 1 - Изменение показателя осветления волосяного покрова меховой овчины, обработанных ВЧ плазмой пониженного давления с варьированием расхода газа и времени обработки (Wp=0,5 кВт, Р=26,6 Па)
Показатель осветления образцов, обработанных ВЧ-плазмой пониженного давления
в режиме Wp=0,5 кВт, Р=26,6 Па, Gar= 0,12 г/с; t = 3 мин выше контрольных на 15,8%.
Плазменная обработка перед процессом осветления способствует раскрытию чешуек кутикулы волоса и приводит к разрушению водородных и Ван-дер-Ваальсовых межмолекулярных связей меланокератинов. Меланины связываются с кератином волоса посредством
прочных поперечных связей, которые невозможно полностью разрушить, применяя традиционные способы осветления. Обработка ВЧ-плазмой пониженного давления приводит к
активному взаимодействию меланинов с пероксидом водорода, что позволяет получить
меховой полуфабрикат с более высоким показателем осветления.
Для проведения исследования влияния плазмы ВЧ-разряда на физико-механические
характеристики меховой овчины использовали образцы прошедшие процесс пикелевания.
Образцы обрабатывали плазмой ВЧ-разряда в режиме Gar=0,12 г/с; Wp=0,5 кВт, Р=26,6 Па.
Как видно из таблицы 1, температура сваривания опытных образцов выше чем у
контрольных на 4-10%, а удлинение повышается на 2-6%, что свидетельствует о более интенсивном взаимодействии дубителя с функциональными группами коллагена. Это приводит к увеличению показателя прочности кожевой ткани меха на 7-16%.
580
Таблица 1 – Изменение физико-механических характеристик контрольных и опытных образцов меховой овчины
Время обработки, мин
Температура сваривания, 0С
Массовая
Массовая
доля влаги доля влаги
волосянокожевой
го покроткани, %
ва, %
Напряжение при
разрыве,
МПа
Удлинение
полное при
напряжении
9,8 МПа, %
t=1
81
9,2
12,1
13,6
40
t=2
t=3
t=4
t=5
83
84
9,2
8,7
13,3
12,3
40
42
86
85
9,0
9,2
12,6
12,5
13,2
14,5
12,4
12,1
38
36
Контрольный
образец
78
10,1
14,5
11,3
36
Таким образом, в результате проведенных исследований установлен режим плазменной обработки: Wp=0,5 кВт, Р=26,6 Па, Gar= 0,12 г/с; t = 3 мин, при котором достигается показатель осветления волосяного покрова меховой овчины на 15,8% выше чем у контрольных образцов при одновременном повышении прочностных характеристик кожевой
ткани.
Литература
1. Хердт Х., Хердт Н. Основы выделки, крашения и отбеливания меха с химическими материалами компании «Lowenstein». – Новосибирск: «Агенство «Сибпринт», 2004. – 227 с.
2. Антонова М.В. Применение НТ плазмы пониженного давления в процессе депигментирования
волосяного покрова шубной овчины/ М.В.Антонова, Г.Н.Кулевцов, И.Ш.Абдуллин // Кожевеннообувная промышленность.- 2009.- №1.- С.32-33.
3. Абдуллин И.Ш. Высокочастотная плазменно-струйная обработка материалов при пониженных
давлениях. Теория и практика применения/ И.Ш.Абдуллин, В.С.Желтухин, Н.Ф.Кашапов.- Казань: Изд. Казанск. Ун-та., 2000. – 348 с.
4. Ивановский Г.Ф., Петров В.И. Ионно-плазменная обработка материалов. – М.: Радио и связь, –
1986. – 232с.
5. Митчнер М., Кругер И. Частично-ионизированные газы. – М.: Мир, – 1976. – 496с.
_______________________________________
© И. М. Нуриев – асп. каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КГТУ, r332co@mail.ru; Ф. С. Шарифуллин – канд. техн. наук, доцент той же кафедры,
sharifullin80@mail.ru; И. Ш. Абдуллин – д-р техн. наук, проф., зав. каф. плазмохимических и нанотехнологий высокомолекулярных материалов КГТУ.
581
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа