Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора
технических наук: 05.17.06 - Технология и переработка полимеров и
композитов. — Московский государственный университет дизайн и
технологии, Кабардино-Балкарская государственная
сельскохозяйственная академия им. В.М. Кокова. — Москва, 2010. — 37
с.
Научный консультант: доктор химических наук, профессор Андрианова
Г.П.
Целью работы является создание научных основ и
разработка системного подхода и способов направленной модификации
поверхностных свойств кожевенных волокон и выбора проклеивающих
полимерных дисперсий в производстве жестких искусственных кож типа
картонов для интенсификации основных технологических процессов,
расширения сырьевой базы, решения экологических проблем и получения
материалов с высокими показателями комплекса физико-механических и
гигиенических свойств.
Научная новизна работы
предложены и обоснованы различные способы обработки кожевенного волокна, полученного в результате водного размола отходов кож хромового дубления, и доказана принципиальная возможность получения из них однородных и усредненных по составу волокон с регулируемыми поверхностными свойствами и структурой;
предложены и экспериментально обоснованны такие способы модификации кожевенных волокон как гидротермическая обработка, химические способы дехромирования, обработка синтанами и показана возможность их применения для получения требуемых поверхностных свойств и структуры волокон при подготовке их суспензии к проклеиванию;
установлены характер и степень влияния гидротермической обработки на поверхностные свойства волокон кож хромового дубления и технологических условий получения кожевенных картонов с малой усадкой;
впервые показана и выявлена степень влияния различных способов частичного дехромирования на содержание хрома (ΙΙΙ) на поверхности волокон, применяемых в производстве жестких искусственных кож, и, как следствие, изменение их состава, электрокинетических и гидрофильных свойств, химической активности и сорбционной емкости;
установлены основные закономерности изменения поверхностных свойств хромовых волокон и коллоидно-химических свойств дисперсий, в том числе неионогенных, при взаимодействии с синтанами различной химической природы и действия; найдены дозировки синтанов, при которых проявляется флокулирующее, стабилизирующее и красящее действие на кожевенные волокна и дисперсии полимеров;
выявлено влияние различных способов модификации волокон и модифицирующих добавок на особенности взаимодействия в системе дисперсия полимеров – суспензия кожевенных волокон и предложен механизм их модифицирующего действия, состоящий в осуществлении регулирования степени ассоциации волокон в суспензии, целенаправленном выделении полимера дисперсии на волокне в процессе проклеивания, влиянии на скорость отлива, и, как следствие, изменении структуры волокнистого проклеенного материала, увеличения его пористости и удельной поверхности;
предложен способ размола отходов кожевенного производства с предварительным набуханием их в растворе синтанов для получения картона с высокими показателями гигиенических свойств;
на основании разработанных способов модификации кожевенных волокон и проклеивающих дисперсий предложены составы композиций и технологические решения, позволяющие интенсифицировать технологический процесс, снизить расход проклеивающих материалов, повысить экологичность картонного производства за счет удержания компонентов в картонном листе и уменьшения их количества в сточных водах, для получения жестких искусственных кож обладающих высокими показателями эксплуатационных свойств.
Практическая значимость
Разработаны и предложены к практическому применению способы модификации кожевенных волокон и проклеивающих полимерных дисперсий, а также условия их реализации в производстве, позволяющие повысить качество размола, проклеивания и отлива волокнистой массы, интенсифицировать эти процессы и получать материалы с регулируемой структурой и свойствами в зависимости от способа модификации. Разработанные подходы к модификации и технологические решения позволяют кроме того расширить сырьевую базу, сократить количество вводимых полимерных связующих, понизить степень загрязненности сточных вод, а полученные новые материалы способствуют расширению ассортимента конкурентоспособных современных волокнисто-пористых материалов.
Научная новизна работы
предложены и обоснованы различные способы обработки кожевенного волокна, полученного в результате водного размола отходов кож хромового дубления, и доказана принципиальная возможность получения из них однородных и усредненных по составу волокон с регулируемыми поверхностными свойствами и структурой;
предложены и экспериментально обоснованны такие способы модификации кожевенных волокон как гидротермическая обработка, химические способы дехромирования, обработка синтанами и показана возможность их применения для получения требуемых поверхностных свойств и структуры волокон при подготовке их суспензии к проклеиванию;
установлены характер и степень влияния гидротермической обработки на поверхностные свойства волокон кож хромового дубления и технологических условий получения кожевенных картонов с малой усадкой;
впервые показана и выявлена степень влияния различных способов частичного дехромирования на содержание хрома (ΙΙΙ) на поверхности волокон, применяемых в производстве жестких искусственных кож, и, как следствие, изменение их состава, электрокинетических и гидрофильных свойств, химической активности и сорбционной емкости;
установлены основные закономерности изменения поверхностных свойств хромовых волокон и коллоидно-химических свойств дисперсий, в том числе неионогенных, при взаимодействии с синтанами различной химической природы и действия; найдены дозировки синтанов, при которых проявляется флокулирующее, стабилизирующее и красящее действие на кожевенные волокна и дисперсии полимеров;
выявлено влияние различных способов модификации волокон и модифицирующих добавок на особенности взаимодействия в системе дисперсия полимеров – суспензия кожевенных волокон и предложен механизм их модифицирующего действия, состоящий в осуществлении регулирования степени ассоциации волокон в суспензии, целенаправленном выделении полимера дисперсии на волокне в процессе проклеивания, влиянии на скорость отлива, и, как следствие, изменении структуры волокнистого проклеенного материала, увеличения его пористости и удельной поверхности;
предложен способ размола отходов кожевенного производства с предварительным набуханием их в растворе синтанов для получения картона с высокими показателями гигиенических свойств;
на основании разработанных способов модификации кожевенных волокон и проклеивающих дисперсий предложены составы композиций и технологические решения, позволяющие интенсифицировать технологический процесс, снизить расход проклеивающих материалов, повысить экологичность картонного производства за счет удержания компонентов в картонном листе и уменьшения их количества в сточных водах, для получения жестких искусственных кож обладающих высокими показателями эксплуатационных свойств.
Практическая значимость
Разработаны и предложены к практическому применению способы модификации кожевенных волокон и проклеивающих полимерных дисперсий, а также условия их реализации в производстве, позволяющие повысить качество размола, проклеивания и отлива волокнистой массы, интенсифицировать эти процессы и получать материалы с регулируемой структурой и свойствами в зависимости от способа модификации. Разработанные подходы к модификации и технологические решения позволяют кроме того расширить сырьевую базу, сократить количество вводимых полимерных связующих, понизить степень загрязненности сточных вод, а полученные новые материалы способствуют расширению ассортимента конкурентоспособных современных волокнисто-пористых материалов.