Проанализированы экологические аспекты существующих технологий дубления кож. Показано, что альтернативой хромовому дублению может быть комбинированное органо-минеральное дубление. За счет внедрения технологий альдегид-алюмо-хромового или альдегид-таннидного дубления можно уменьшить в 2 раза или полностью исключить использование соединений хрома. Применение таких технологий даст возможность более эффективно использовать белковые отходы, которые не содержат соединений хрома.

Дисертація присвячена розробці засобу отримання маскованих дубителів з хромомістких відходів гальванічного та фармацевтичного виробництва і технології їхнього застосування, реалізація якого у виробничих умовах дозволить вирішити проблему утилізації хромомістких промислових відходів, розширити асортимент хромових дубителів та зекономити кошти від придбання їх за кордоном. За допомогою хімічних і фізико-хімічних методів досліджень вивчені склад і властивості маскованих хромових дубителів, досліджено характер їхньої взаємодії з колагеном. Доведено вплив природи і витрати відновників для синтезу маскованих дубителів на їхні властивості, динаміку процесу дублення, хімічний склад, фізико-механічні властивості готових шкір та показники їхнього об'ємного виходу.

Створено наукові засади ресурсоощадних технологій дублення та оздоблювання шкір шляхом використання поліфункціональних сполук, одержаних з природної вуглеводневої сировини та недублених відходів шкіряного виробництва. Теоретично та експериментально підтверджено гіпотезу щодо доцільності створення під час підготовки до дублення певної (щодо дубителів) активності функціональних груп, а також просторової структури колагену шляхом повнішого залучення активних центрів поліпептидних ланцюгів протеїну до взаємодії з застосовуваними матеріалами для того, щоб під час подальшої обробки формування та фіксації дерми відбувалися з наданням готовим шкірам необхідних властивостей. З урахуванням теоретичних уявлень про характер взаємодії нових поліфункціональних сполук (окиснених вуглеводнів, модифікованих похідних колагену та сірковмісних сполук) з колагеном та застосовуваними хімічними матеріалами, а також одержаних експериментальних даних розроблено шість ресурсоощадних технологій виробництва шкір хромового та безхромового дублення для верху взуття з використанням цих сполук. Відзначено, що запропоновані технології забезпечують підвищення якості готової продуції, а також більш раціональне використання сировини та хімічних матеріалів, покращання екологічного стану навколишнього середовища.

Розроблено спосіб поліпшення якості рекуперованих дубителів із хромовмісних відходів шкіряного виробництва. Коливальною й електронною спектроскопією досліджено вплив хімічної природи маскувальних додатків на властивості дубильних композицій. Вивчено природу взаємодії з колагеном маскувальних додатків із поліфункціональними властивостями триетаноламіна та сечовини. Запропоновано технологію дублення з високим ступенем відпрацювання сполук хрому. Визначено вплив поліфункціональних додатків на хімічний склад і фізико-механічні властивості готових шкір.

Розроблено спосіб одержання хромових дубителів шляхом відновлення Cr (VI) до Cr (III) з застосуванням як відновників хром-білоквмісних відходів шкіряного виробництва та способу застосування цих дубителів у шкіряному виробництві, який забезпечує максимальну фіксацію сполук хрому (III) дермою та мінімальний вміст його у відпрацьованих дубильних розчинах. Зазначено, що реалізація способу за виробничих умов дасть змогу раціонально використовувати ці відходи та зекономити кошти внаслідок обмежування придбання хромових дубителів за кордоном. Встановлено закономірність впливу природи різного типу відновників на властивості розчинів синтезованих дубителів та на підставі одержаних результатів дослідження складу, хімічних і фізико-хімічних властивостей комплексних сполук хрому (III) запропоновано можливу будову цих дубителів та вивчено природу їх взаємодії з колагеном дерми. Доведено, що присутність у внутрішній сфері хромових комплексів дубителів водночас аніонів аміно- та мурашиної кислот сприяє орієнтуванню колагенових пучків, підвищенню розривної міцності та збільшенню міцності у разі розтягування хромованого напівфабрикату.

На підставі теоретичного узагальнення сучасних способів перетворення колагену дерми на шкіру в процесах хромового дублення, жирування та фарбування створено комплекс моделей і технології виготовлення широкого асортименту шкір з заданими властивостями. Доведено, що негативний дзета-потенціал дерми сприяє одержанню шкіри з підвищеним виходом за площею, а позитивний - утворенню м'якого продукту. Розроблено оперативний спектральний метод визначення основності розчинів солей хрому, запропоновано новий спосіб регулювання даного процесу на волокні колагену дерми під час фарбування шкір з метою запобігання утворенню дефекту "садка" лицьової поверхні. Встановлено, що маса жирувальних речовин, які сорбуються шкірою, лінійно залежить від вмісту в ній основних солей хрому. Обгрунтовано доцільність використання нової технології, що дозволяє знизити витрати та застосовувати вітчизняні хімічні матеріали, зменшити забруднення стічних вод підприємства, знизити собівартість готової продукції.

  Скачати повний текст

Визначено квантово-хімічні особливості будови рослинних поліфенолів різних класів та їх вплив на взаємодію з мінеральними дубильними реагентами в ході органічно-мінерального дублення. Встановлено квантово-хімічний механізм процесу цього дублення з використанням рослинних поліфенолів різних класів і дубильних сполук алюмінію. Досліджено наявність кооперативного ефекту між силами слабкої взаємодії, які виникають завдяки водневим зв'язкам різних типів, що утворюються під час танідного дублення в значній кількості, та синергетичного ефекту у разі комбінованого дублення від застосування конденсованих танідів та органічних дубильних сполук. Доведено, що значне підвищення температури зварювання шкіри фосфонієвого дублення відбувається в результаті реакції конденсації внаслідок утворення ковалентних зв'язків між атомами вуглецю сполук фосфонію й азотом аміногрупи колагену дерми, а не тільки за рахунок водневих зв'язків.

Наведено методику оцінювання якості перебігу процесу хромового дублення шкір. Запропоновано шляхи вдосконалення процесу контролю за рахунок аналізу факторів, що впливають на можливість появи дефектів. Наведено класифікацію дефектів і розроблено алгоритм для запобігання появи різного роду дефектів на кожному з етапів технологічного процесу. Такий підхід підвищує якість контролю хромового дублення шкір і забезпечує якість готового виробу.

Рассмотрена многокритериальная оптимизация (МКО) хромового дубления кожевенного полуфабриката (ХДКП). Предложен критерий оптимальности в виде обобщенной аддитивной целевой функции для оптимизации процесса. Для решения задачи МКО использован комплексный метод Бокса, алгоритм которого положен в основу программного модуля. Решена задача оптимизации процесса сухого ХДКП и определены оптимальные значения параметров процесса дубления.

Увагу приділено розробці ресурсоощадних технологій виробництва шкіри з використанням поліфункціональних полімерних матеріалів на основі малеїнової й акрилової кислот. Встановлено, що завдяки своїй будові та властивостям досліджувані полімери здатні взаємодіяти з колагеном і розповсюдженими у шкіряному виробництві матеріалами. Досліджено можливість застосування полімерів на різних стадіях рідинної обробки шкіряного напівфабрикату. Створено нові технології дублення та рідинного оздоблення шкір сучасного асортименту з різних видів сировини, впровадження яких забезпечує випуск конкурентоспроможної продукції за раціонального використання сировинних, матеріальних та енергетичних ресурсів за зниження шкідливого впливу на навколишнє середовище.

Надано один із способів надання гідрофобних властивостей шкірам хромового дублення шляхом їх гідрофобізації на стадії додублювання-фарбування-жирування шкіряного напівфабрикату з використанням алкен-малеїнової композиції та фіксації алюмокалієвими галунами у дві стадії. До складу жирувально-гідрофобізуючої композиції входять алкен-малеїновий полімер, мурашина кислота та риб'ячий жир чи соняшникова олія.

Розв'язано задачу багатокритеріальної умовної оптимізації хромового дублення шкіряного напівфабрикату з застосуванням модифікованого методу Хука - Дживса. Критерій оптимальності сформульовано у вигляді узагальненої адитивної цільової функції. Локальні критерії цільової функції нормовано та приведено до безрозмірного вигляду. Вагові коефіцієнти одержано на основі експертних оцінок. Алгоритм модифікованого методу ХукаіДживса покладено в основу програмного модуля, який реалізовано за допомогою об'єктно-орієнтованої мови програмування Visual Basic for Application. У програмному модулі передбачено можливість роботи з явними і неявними обмеженнями. Розроблений програмний модуль використано для пошуку оптимальних значень узагальненої цільової функції. Для маловідходної технології дублення шкіряного напівфабрикату з використанням сухого хромового дубителя одержано її математичний опис і визначено обмеження на технологічні параметри процесу. Запропонований метод може бути використаний для оптимізації аналогічних технологічних процесів.

Досліджено ефективність застосування хром-модифікованих дисперсій монтморилоніту для стабілізації та формування колагенової структури дерми. Встановлено високий рівень поглинання сполук хрому та зменшення їх на 30 % у відпрацьованій рідині. Застосування дисперсій монтморилоніту забезпечує покращання показників формування структури дерми та фізико-механічних властивостей у випадку скорочення на 16 % витрат хромового дубителя.

Розроблено процес ензимної пластифікації напівфабрикату (ЕПНФ) хромового дублення в технології виробництва еластичних шкір. Технології ЕПНФ забезпечують формування шкір із підвищеними деформаційно-пластичними показниками, збільшення їх виходу за площею на 5,4 - 6,3 % і підвищення економічної ефективності на 1,20 - 1,86 і 3,35 - 4,45 тис. грн відповідно для шкіри з сировини великої рогатої худоби та крупних шкір свиней.

Оптимізовано показники якості натуральних шкір і параметри процесу їх дублення із використанням модифікованого монтморилоніту. Застосування методу багатокритеріальної оптимізації уможливило визначити раціональні параметри процесу дублення та окреслити оптимальні рівні показників якості отриманих шкір.

Індекс рубрикатора НБУВ: М520.323

Рубрики:

Алюмінієве (галунове) дублення шкіри

Шифр НБУВ: Ж25522 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Досліджено біокаталітичні процеси відмочування-зоління шкіряної сировини в технології виготовлення еластичних шкір. Мета дослідження - довести ефективність використання бактерій Bacillus subtilis і ензимів панкреатину та ChemizymBH (фірма "Chemipol", Польща) у підготовчих процесах формування шкіряних матеріалів. Для дослідження використано шкури кроля прісносухого методу консервування товщиною 1,2 - 1,4 мм на стадії зневолошування-зоління та сировину великої рогатої худоби і бичка мокросоленого методу консервування після зневолошування-зоління і двоїння на товщину 2,0 - 2,2 мм. Ефективність біохімічних реагентів визначено шляхом оцінювання хімічного складу і фізико-механічних властивостей сформованого шкіряного напівфабрикату. У результаті дослідження встановлено скорочення тривалості технологічного процесу відмочування шкіряної сировини вдвічі та зменшення на 20 % витрат екологічно небезпечних реагентів під час зоління. Розроблена біотехнологія відмочування-зоління шкіряної сировини надає змогу об'єднати виконання послідовних процесів лужного оброблення шкіряної сировини. Реалізацію технологій зневолошування-зоління з використанням ферментного препарату Chemizym BH за концентрації 0,3 % та витраті води 100 % маси золеного напівфабрикату впродовж 12 год з подальшим одногодинним м'якшенням за виробничих умов можна вважати перспективною для виробництва еластичних шкір хромового дублення і взуттєвих, у тому числі для робочого і військового взуття, одягових і галантерейних.

Досліджено напрями формування якості та безпечності натуральних шкір хромового дублення з використанням модифікованого монтморилоніту. Доведено ефективність модифікації монтморилоніту та встановлено доцільність використання мінеральних дисперсій для якісного формування структури та властивостей шкір під час дублення. Встановлено закономірності впливу складу та параметрів модифікації монтморилоніту за умов часткової заміни сполук хрому в дубленні шкір та доведено ефективну структурувальну дію монтморилоніту при зменшених витратах сполук хрому. Визначено оптимальні витрати матеріалів для забезпечення необхідного рівня показників якості та підвищення безпечності шкір. Проведено оцінювання рівня безпечності шкір й екологічності їхнього виробництва та показано ефективність використання модифікованого монтморилоніту в дубленні шкір для забезпечення безпечності та якості натуральних шкір на всіх етапах життєвого циклу.