Крашение кожевенного полуфабриката с применением плазмы высокочастотного емкостного разряда пониженного давления
Диссертация
Автор: Вознесенский, Эмиль Фаатович
Название: Крашение кожевенного полуфабриката с применением плазмы высокочастотного емкостного разряда пониженного давления
Справка: Вознесенский, Эмиль Фаатович. Крашение кожевенного полуфабриката с применением плазмы высокочастотного емкостного разряда пониженного давления : диссертация кандидата технических наук : 05.19.05 Казань, 2006 165 c. : 61 07-5/131
Объем: 165 стр.
Информация: Казань, 2006
Содержание:
Список сокращений и обозначений
Введение
Глава 1 Обзор состояния красильно- жировальных процессов при производстве натуральных кожевенных материалов
11 Значение и сущность красильно- жировальных процессов при производстве натуральных кожевенных материалов
12 Красители, применяемые при крашении волокнистых материалов легкой промышленности
13 Новые материалы в красильно- жировальных процессах при производстве натуральных кожевенных материалов
14 Методы интенсификации красильно- жировальных процессов в производстве натуральных кожевенных материалов
15 Применение плазменных методов в процессах производства материалов легкой промышленности
16 Постановка задачи
Глава 2 Описание плазменной установки для модификации кожевенных материалов, объектов исследования и методик проведения эксперимента
21 Методика проведения экспериментальных исследований взаимодействия низкотемпературной плазмы с кожевенными материалами
22 Описание экспериментальной высокочастотной плазменной установки
23 Выбор объектов исследования
24 Характеристика исходных материалов
25 Методы статистической обработки результатов экспериментов
Глава 3 Экспериментальные исследования влияния плазменной 70 обработки на красильно- жировальные процессы при производстве натуральных кожевенных материалов
31 Влияние плазменной обработки на красильно- 70 жировальные процессы при производстве кож из шкур КРС
32 Проведение крашения- жирования кожевенного 85 полуфабриката из свиных шкур, обработанного плазмой высокочастотного емкостного разряда
33 Влияние плазменной обработки на красильно- жировальные 91 процессы при производстве хромовых кож из сырья овчины
34 Структурные изменения в дубленом кожевенном 98 полуфабрикате под воздействием обработки в высокочастотной плазме пониженного давления
Глава 4 Разработка рекомендаций по промышленному применению 118 плазменной обработки в процессах жидкостной отделки натуральных кож
41 Разработка экономичного метода получения кожевенных 118 материалов повышенной эластичности
42 Разработка технологических процессов жидкостной отделки 124 при производстве хромовых кож пониженной эластичности из разных видов сырья
43 Влияние обработки кожевенных материалов в потоке 125 высокочастотной плазмы пониженного давления на характеристики готовой кожи из сырья КРС, овчины и свиного
Выводы
Введение:
Проблемой отечественной кожевенной отрасли является низкий спрос на готовые кожи, прошедшие процесс отделки. Это связано с высокой стоимостью и несоответствием качества вырабатываемых кож растущим требованиям современного рынка кожевенных материалов. Проблемной, в частности, является стадия жидкостной отделки кожи или стадия красильно- жировальных процессов. Недостаточная эффективность производства, низкий уровень механизации и технологии приводит к высокой продолжительности производственных циклов и повышенному расходу дорогостоящих химических материалов и красителей. Это не может не сказаться на себестоимости продукции. Таким образом, с экономической точки зрения актуальна разработка способов повышения качества кож, прошедших стадию отделки, а также методов интенсификации красильно- жировальных процессов.
Из анализа литературы известно о разработке методов интенсификации технологических процессов кожевенного производства, которые имеют целью комплексное улучшение свойств получаемых материалов, а также сокращение потребления и рациональное использование дорогостоящих химических препаратов, рециркуляцию обрабатывающих растворов. Однако большинство исследованных методов требуют внедрения нового громоздкого и энергоемкого оборудования и обладают ограниченной применимостью на большинстве предприятий отрасли. Интенсификация процессов данными методами сочетается только с общим улучшением качества получаемых материалов, без регулируемого изменения свойств материала в заданном направлении. В качестве альтернативного пути модификации материалов и интенсификации производства представляет интерес применение плазменных методов.
Одним из перспективных способов повышения качества кожевенных материалов на стадии жидкостной отделки является обработка некрашеного полуфабриката в потоке высокочастотной плазмы пониженного давления.
Использование данной обработки также способствует интенсификации красильно- жировальных процессов.
Работа направлена на решение актуальной проблемы создания технологий жидкостной отделки с применением потока высокочастотной плазмы пониженного давления для получения кожевенных материалов с улучшенными потребительскими и эксплуатационными показателями.
Работа выполнена в Казанском государственном технологическом университете в рамках научно-исследовательской работы 1.01.03Д по теме «Взаимодействие высокочастотного разряда с капиллярно-пористыми структурами» 2003г., при поддержке гранта АН РТ по теме «Высокочастотная плазменная струйная обработка твердых тел сплошной и капиллярно-пористой структур» 2003-2004гг.
Цель и задачи исследования. Целью работы является разработка технологий жидкостной отделки кож хромового дубления из разных видов сырья с применением плазменной обработки, позволяющей повысить потребительские показатели кожи и интенсифицировать технологические процессы.
Для достижения поставленной цели последовательно решались следующие задачи: анализ существующих способов повышения качества кожевенных материалов на стадии красильно- жировальных процессов, а также обзор существующих способов интенсификации жидкостных обработок. Обоснование возможности модификации некрашеных хромовых полуфабрикатов в потоке высокочастотной плазмы пониженного давления; экспериментальное исследование влияния высокочастотной плазмы пониженного давления на свойства хромовых кож из разных видов сырья на стадии красильно- жировальных процессов производства; разработка физической и графической модели взаимодействия высокочастотной плазмы пониженного давления с микроструктурой кожевенных материалов; разработка технологий жидкостной отделки при производстве хромовых кож из сырья КРС, овчины и свиного разного назначения с применением высокочастотной плазмы пониженного давления.
Методы исследования. Для изучения свойств кожевенных полуфабрикатов с целью установления механизма воздействия потока плазмы высокочастотного емкостного разряда пониженного давления применяли методы исследования химических и физико-механических свойств. Для установления закономерностей влияния плазменной обработки на копиллярно-пористую структуру кожевенного материала использовался рентгеноструктурный анализ и сканирующая электронная микроскопия. Влияние плазменной обработки на качество проведения красильно-жировальных процессов определялось с помощью стандартных методов контроля.
В качестве объектов исследования использовали некрашеные кожевенные полуфабрикаты хромового дубления вет-блю КРС и свиной, некрашеные сухие полуфабрикаты овчины, а также красители четырех классов: кислотный (кислотный синий 2К), металлокомплексный (совелан черный М), прямой (прямой черный 2С) и активный (активный фиолетовый).
Результаты измерений и исследований обрабатывались с применением методов математической статистики.
Научная новизна работы.
1. На основании результатов исследования влияния высокочастотной плазмы пониженного давления на кожевенные материалы, впервые показана возможность использования данной обработки для комплексного улучшения технологических и эксплуатационных характеристик хромовых кож разного назначения из разных видов сырья за счет модификации микро и наноструктур материала.
2. Определена зависимость структурных изменений в кожевенных материалах от параметров высокочастотной плазменной обработки.
3. Построена графическая модель, описывающая процессы модификации фибриллярных структур кожевенного материала под воздействием обработки в плазме высокочастотного емкостного разряда пониженного давления.
4. Определено, что под воздействием плазменной обработки происходит перераспределение макро и микропор в кожевенном материале, а также происходит уплотнение наноструктур коллагеновых волокон.
5. Установлено, что плазменная обработка некрашеных кожевенных полуфабрикатов приводит к интенсификации красильно- жировальных процессов на 20-25%, при производстве кож из разных видов сырья.
6. Установлено, что влияние параметров плазменной обработки на процессы барабанного крашения кож не зависит от природы применяемых красителей.
7. Установлено, что варьирование режимов плазменной обработки позволяет получать кожи из разных видов сырья разного назначения с улучшенными технологическими, эксплуатационными свойствами и регулируемой эластичностью.
Практическая значимость работы.
1. Установлено, что варьирование входных параметров высокочастотной плазменной обработки позволяет регулировать технологические и эксплуатационные свойства кожевенных материалов и получать материалы с новыми, улучшенными технологическими и эксплуатационными свойствами.
2. Разработаны технологии жидкостной отделки хромовых кож из разных видов сырья с предварительной модификацией некрашеных полуфабрикатов в потоке высокочастотной плазмы пониженного давления, позволяющей комплексно улучшить технологические и эксплуатационные свойства получаемых материалов и целенаправленно регулировать их эластичность и прочность.
3. Установлены параметры плазменной обработки, позволяющие получать кожи из разных видов сырья после стадии жидкостной отделки с улучшенной эластичностью (для полуфабрикатов КРС и свиных- Wp= 1,2 кВт, Р= 13,3 Па, GAr-0,04 г/с, t = 5 мин.; для полуфабрикатов овчины- Wp= 1,6 кВт, Р= 13,3 Па, GAr=0,04 г/с, t = 5 мин.). При этом жидкостные процессы отделки кож после плазменной обработки интенсифицируются на 20-25%, относительное удлинение при растяжении получаемых материалов увеличивается на 11-17%.
На защиту выносятся следующие научные положения и выводы:
1. Результаты исследований влияния плазменной обработки на качество проведения красильно- жировальных процессов при производстве хромовых кож из разных видов сырья. Сокращается продолжительность жидкостных отделочных процессов на 20-25% и расход химматериалов на 10%.
2. Результаты экспериментальных исследований влияния режимов плазменной обработки на показатели эластичных и прочностных свойств кож из разных видов сырья после красильно- жировальных процессов.
3. Экспериментальные данные исследований воздействия плазмы высокочастотного емкостного разряда на структуру кожевенного полуфабриката.
4. Физическая модель процессов модификации пор в кожевенном материале при варьировании параметров плазменной обработки.
5. Графическая модель структурных изменений в кожевенном полуфабрикате под воздействием обработки в высокочастотной плазме пониженного давления.
6. Технологии проведения красильно- жировальных процессов с применением высокочастотной плазменной обработки при производстве хромовых кож из сырья КРС, овчины и свиного.
Личный вклад автора в опубликованных в соавторстве работах состоит: в выборе и обосновании методик экспериментов; непосредственном участии в проведении экспериментов; анализе и обобщении полученных экспериментальных результатов, в разработке технологических процессов с применением высокочастотной плазмы пониженного давления.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и выводов. В тексте приведены ссылки на 153 литературных источников. Работа изложена на 150 стр. машинописного текста, содержит 46 рисунков, 36 таблиц.
