Файл: Левенко, П. И. Поверхностноактивные вещества в кожевенной и меховой промышленности.pdf

показатели физико-механических свойств. Волосяной покров мехо­ вых шкурок приобретает блеск, рассыпчатость, равномерную ок­ раску.

На основе работ П. А. Ребиндера процесс обезжиривания можно объяснить следующим образом: частицы загрязнения и жир, обво­ лакивающие волос, имеют гидрофобный характер и удерживаются на нем в результате прилипания. Коэффициент прилипания этих загрязнений к волосу можно характеризовать краевым углом сма­ чивания. Моющий раствор с поверхностноактивным веществом, попадая на волос, уменьшает краевой угол смачивания и обеспе­ чивает полное смачивание загрязненной поверхности. Моющий рас­ твор снижает поверхностное натяжение и оказывает расклиниваю­ щее действие, изолируя гидрофобные частицы друг от друга, т. е. от поверхности волоса или волокон полуфабриката, и переводит их в раствор с образованием устойчивой водной эмульсии и сус­ пензии.

В кожевенной и меховой промышленности применяются в на­ стоящее время в большом количестве анионные поверхностно­ активные вещества. Свойства этих веществ рассмотрим более по­ дробно.

Соли первичных спиртов — ал к и л с у л ь ф ат ы н а т р и я — кристаллизуются без воды.

Соли щелочноземельных и тяжелых металлов содержат от 4 до 6 молекул кристаллизационной воды. Растворимость алкилсульфатов при повышении температуры раствора увеличивается, но с повышением молекулярной массы падает, например раствори­ мость натриевой соли додецилсульфата при 5° С — 5 г/л, при 25°С— 280 г/л; натриевой соли октадецилсульфата при 50° С — 1 г/л, при

60° С — 50 г/л.

Резко уменьшается растворимость кальциевых солей сульфатированных жирных спиртов с ростом числа углеродных атомов в цепи, поэтому сульфоэфиры нейтрализуют преимущественно едким натром с получением алкилсульфатов натрия, состав кото­ рых зависит от состава спирта. Например, при молекулярной мас'се бутилсульфата 176,13 в его состав входит 42,03% жирного спирта; с повышением молекулярной массы количество спирта увеличи­ вается. Так, эйкозилсульфат при молекулярной массе 400,38 содер­ жит 74,51% жирного спирта.

Растворимость вторичных алкилсульф'атов с возрастанием моле­ кулярной массы также понижается.

При действии минеральных кислот алкилсульфаты гидролизу­ ются с образованием жирных спиртов и кислой сернокислой соли.

При нагревании до температуры 100° С в течение 24 ч алкил­ сульфаты распадаются на углеводороды и кислый сернокислый натрий.

Поверхностноактивные свойства алкилсульфатов несколько по­ вышаются с увеличением числа атомов углерода. Поверхностное натяжение растворов алкилсульфатов концентрацией 10 г/л при температуре 60° С — 39,1 • 10“3 Н/м ( 39,1 дин/см).

59:

Снижение концентрации алкилсульфатов повышает поверхност­ ное натяжение. В табл. 12 приведены поверхностные натяжения алкилсульфатов при температуре 60° С в зависимости от концент­ рации.

Т а б л и ц а 12

Наибольшую моющую способность имеют алкилсульфаты на­ трия с С12 до Ск. Алкилсульфаты с Сш до Cie имеют меньшую моющую способность из-за пониженной растворимости кальциевых солей, образующихся в жесткой воде. Моющая способность вторич­ ных алкилсульфатов тем больше, чем ближе к концу углеродной цепи расположена полярная группа. Добавки электролитов к алкил-

получаются в виде кристаллов. Алкилбензолсульфонаты с короткой или разветвленной алкильной цепью кристаллизуются из спирта. Все сульфонаты с разветвленной алкильной цепью легко раство­ ряются в воде, растворимость сульфонатов с прямой алкильной цепью уменьшается с увеличением длины цепи.

Растворимость в воде сульфонатов увеличивается по мере пере­ мещения бензольного кольца к центру алкильной группы.

Лучшим моющим действием в жесткой воде обладают соеди­ нения с алкильной цепью, содержащей 11—12 атомов углерода. Прибавление электролитов улучшает моющие свойства сульфо­ натов.

При перемещении бензольного кольца к центру алкильной цепи смачивающая способность алкиларилсульфонатов повышается.

Данные изменения поверхностного натяжения сульфонола при температуре 60° С в зависимости от его концентрации (в пересчете на сульфокислоту), полученного из различных фракций грознен­ ской нефти, приведены в табл. 13.

Поверхностное натяжение сульфонола изменяется незначитель­ но, и только при увеличении концентрации его в 15 раз оно умень­ шается в 1,5 раза.

После омыления соответствующих сульфохлоридов получают алкилсульфонаты Д, Н и 30. (В ГДР их патентные названия мерзолат Д, мерзолат Н, мерзолат 30.)

60

А л к и л с у л ь ф о н а т ы по своим моющим свойствам уступают как алкилсульфатам, так и алкиларилсульфонатам, но имеют хоро­ шие смачивающие свойства.

В зависимости от условий сульфохлорирования получают алкил­ сульфонаты различного состава. Так, на 100 частей конечного про­ дукта сульфохлорирования алкилсульфоната Д приходится в не: сколько раз больше, чем алкилсульфонатов Н и 30. Поверхностное натяжение растворов алкилсульфонатов 3 0 и Д отличается мало.

Зная строение поверхностноактивных веществ, можно опреде­ лить способ их использования в зависимости от цели производ­ ственного процесса. Например, если жирные спирты с содержа­ нием атомов углерода Сю—Сю после сульфатирования и нейтра­ лизации дают алкилсульфаты с коротким гидрофобным остатком и одной гидрофильной группой на конце цепи, то такие вещества применяются как смачиватели при отмоке.

В то же время алкилсульфаты с длинным гидрофобным остат­ ком применяются как эмульгаторы или для обезжиривания полу­ фабриката в кожевенном и меховом производстве.

Большое значение для качества свиных кож имеет обезжири­ вание. Этот процесс можно проводить одновременно с отмокой. Сначала сырье промывают в баркасе проточной водой, в течение 3 ч. Далее в баркас добавляют 0,5 г/л сульфонола НП-1 или алкилсульфата и 15 г/л кальцинированной соды. Первые 30 мин барабан вращается непрерывно, затем — по 15 мин каждые 2 ч. Общая продолжительность обработки 6—8 ч.

Дополнительно обезжиривать свиное голье можно после мягче-

сливают, и голье промывают, пикелюют и дубят. Во втором случае через 30 мин после начала пикелевания в барабан заливают 2—3% ОП-10 от массы голья. ОП-Ю предварительно растворяют в пикельном растворе в соотношении 1:1. Продолжительность обработки после заливки ОП-Ю 1,5—2 ч.

61

На некоторых кожевенных заводах свиное голье обезжиривают смачивателем. НБ одновременно с обеззоливанием и мягчением. В баркас добавляют 1,5% от массы голья сульфата аммония. Одно­ временно заливают 1,5% от массы голья смачивателя НБ. После 30 мин вращения барабана проверяют степень обеззоливания голья и при отсутствии окрашивания среза голья фенолфталеином зали­ вают расчетное количество мягчителя (поджелудочную железу). Продолжительность мягчения 1,5—3 ч. Затем полуфабрикат про­ мывают в течение 1 ч проточной водой, снижая температуру ее с 30 до 20° С. Потом голье обрабатывают по единой методике.

На отдельных кожевенных заводах свиное голье обезжиривают в барабане после мягчения. По окончании мягчения мягчильную жидкость сливают до ж. к. = 0,4—0,6, в барабан заливают эмуль­ сию: ОП-Ю или сопаль 0,5% и скипидар 3,0% от массы голья. Продолжительность обезжиривания 1,5 ч.

Учитывая увеличение выработки свиных кож, рассмотрим более подробно применение ПАВ для улучшения технологии их произ­

повышенной жесткости, особенно огузочной части, рыхлости и тря­ пичности, а также плохой разделки периферийных участков (пол), неудовлетворительного внешнего вида и неформостойкости.

Особенности технологии производства свиных кож определя­ ются специфическим и неравномерным рисунком мереи шкур, на­ личием многочисленных повреждений лицевой поверхности, гисто­ логической структурой и химическим составом свиных шкур.

Особенность технологии производства свиных кож хромового дубления связана с созданием искусственной лицевой поверхности, имитирующей естественную поверхность кож ценных видов.

Свиные шкуры по сравнению с кожевенным сырьем других видов имеют высокое содержание жира. Это затрудняет воздей­ ствие химических веществ на ее структурные элементы. Так, в про­ цессе золения свиных шкур удаляется путем омыления около 25—30% природного жира, а по данным исследователей ГДР,— до 50%. Естественно, что при этом затрудняется воздействие золь­ ных жидкостей непосредственно на структурные элементы шкуры. Степень такого воздействия зависит от содержания жира в исход­ ном сырье, которое колеблется в пределах 4,3—19,8%. Это приво­ дит к нестабильности показателей качества готовых кож, выраба­ тываемых по одной и той же методике. Поэтому обезжиривание свиных шкур в процессе отмоки необходимо, чтобы усилить после­ дующие воздействия щелочных, ферментных и кислотных обрабо­ ток непосредственно на их структурные элементы и обеспечить стандартные показатели готовых кож.

Обезжиривание свиных шкур, проведенное в ЦНИИКП, а также чехословацкими исследователями, выполнялось с использованием различных поверхностноактивных веществ (керосина, мыла, соды) и ферментов.

62