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

Мерой смачивания твердой поверхности является косинус крае­ вого угла смачивания cosQ (метод гидрофильности). Для гидро­ фильных поверхностей 0<9О° и cos0>O, т. е. положителен. Для гидрофобных поверхностей 0>9О° и cos 0<0, т. е. отрицателен.

При смачивании уменьшается свободная энергия в системе со­ прикасающихся фаз, сопровождающееся выделением тепла.

Теплота смачивания 1 см2 поверхности колеблется от 10~3 до 10-5 кал. Теплота смачивания служит характеристикой способ­ ности жидкости смачивать поверхность данного тела. При сопри­ косновении двух не смешивающихся жидкостей с твердым телом, каждая из них будет стремиться смочить поверхность, между ними происходит конкуренция. Очевидно, из двух жидкостей сма­

она обладает большим избирательным смачиванием. Избиратель­ ное смачивание было подробно исследовано П. А. Ребиндером. Смачивание является условием успешного протекания процессов дубления, отделки и других операций изготовления кож. Для улучшения смачивания применяются ПАВ, понижающие поверх­ ностное натяжение на границе твердое тело — жидкость. Природу твердой поверхности можно изменить: превратить гидрофильную поверхность в гидрофобную, и наоборот. Для этого на твердой поверхности создают адсорбционный слой поверхностноактивного вещества. Например, поверхность кожи гидрофильна, т. е. до­ вольно хорошо смачивается водой. Такую кожу можно гидрофобизировать, обработав ее раствором жирной кислоты. Молекулы жирной кислоты, адсорбируясь на поверхности кожи, образуют ориентированный слой, в котором полярные группы молекул об­ ращены к поверхности кожи, а углеводородные цепи — в воздух. На такой коже капли воды*образуют тупые краевые углы. Гидро­ фобные поверхности жира можно гидролизовать слоями поверх­ ностноактивных веществ и добиться их смачивания водой и т. п.

Значение проницаемости и смачивания проявилось при ком­ бинированном дублении жестких кож, прокрашивание которых было закончено в растворе дубового экстракта и синтетических

обеззоливания составляла 4 мм.

Мылонафт натрия до недавнего времени ограниченно приме­ нялся в кожевенном производстве по сравнению с другими анионактивными и особенно неионогенными поверхностноактив­ ными веществами. Но как показали исследования под руковод­ ством автора, мылонафт натрия представляет значительный инте­ рес для производства кож, особенно если требуется получить кожи с высокой водостойкостью.

75

В отличие от других поверхностноактивных веществ гидро­ фильные группы мылонафта натрия легко перевести в гидрофоб­ ные. Это объясняется тем, что поверхностноактивными свойствами обладают только мыла щелочных металлов нафтеновых кислот,

в кожу, играют роль гидрофобных наполнителей, повышающих

ееводостойкость.

Используя мылонафт натрия, например при танидном дубле­

нии кож для низа обуви, можно значительно ускорить процесс, если добавить его в дубящий раствор или обработать им голье перед дублением. При наполнении после дубления кожи обраба­ тываются сернокислым алюминием и сернокислым магнием, в ре­ зультате обменной реакции в структуре кожи образуются нафте­ наты алюминия и магния, которые играют роль гидрофобных на­ полнителей, повышающих водо- и износостойкость кожи.

Особенно эффективным для этой цели оказался мылонафт нат­ рия, используемый при хромалюмосинтанном «бестанидном» ме­ тоде дубления кож для низа обуви (на второй фазе дубления в дубящий раствор добавляют алюминиевые квасцы).

Для опыта брали вороток яловки тяжелой. Все операции об­ работки, включая хромирование, выполняли по типовой методике производства кож для низа обуви из шкур крупного рогатого скота. После хромирования голье разрезали по линии хребта на половинки.

В последующем дублении танидами использовали синтетиче­ ский дубитель СПС из расчета 28% от массы необеззоленного голья (в пересчете на таниды). Кожи дубили двухфазным методом по типовой методике производства кож для низа обуви. Перед дуб­ лением опытных кож в дубящий раствор первой и второй фаз добавляли мылонафт натрия из расчета 4% от массы хромирован­ ного голья, а в дубящий раствор контрольных кож — в соот­ ветствии с типовой методикой сульфированный рыбий жир из расчета 0,5% от массы хромированного голья. Через 8 ч после начала дубления во второй фазе добавляли алюминиевые квасцы из расчета 8% от массы голья как для опытных, так и для конт­ рольных кож в два приема с интервалом 4 ч.

Отмечено, что опытные кожи через 8 ч дубления в первой фазе полностью прокрасились танидами; контрольные кожи прокраси­ лись лишь спустя 14 ч дубления в первой фазе. Толщинаголья после обеззоливания была 5 мм.

При проведении опыта исходили из того, что в первой и второй фазах дубления до добавления алюминиевых квасцов мылонафт натрия будет поглощаться кожей и равномерно распределяться в ее структуре. При этом, поскольку мылонафт натрия является поверхностноактивным веществом, будет ускоряться • диффузия дубящих в структуру кожи, а следовательно, и дубление, что в действительности и наблюдалось. После добавления алюминие­ вых квасцов в дубящий раствор второй фазы в результате взаи­

76

модействия мылонафта натрия с сернокислым алюминием и алюмосинтанными комплексами в структуре кожи должны образоваться соответствующие нафтенаты алюминия.

После дубления опытные кожи были более стойкие, чем конт­ рольные. Дальнейшую обработку проводили по типовой методике производства кож для низа обуви, за исключением наполнения. Опытные кожи не наполняли.

В готовом виде опытные и контрольные половинки кож были удовлетворительного качества и свойства их заметно не отлича­ лись (табл. 18).

на 40% больше износостойкости контрольных; влагоемкость же опытных кож значительно ниже влагоемкости контрольных кож.

Таким образом, можно сделать вывод, что мылонафт натрия, введенный в дубящий раствор в начале дубления, ускоряет диф­ фузию танидов в коже и ускоряет дубление. Когда мылонафт натрия выполнил функции поверхностноактивного вещества, при воздействии алюминиевых квасцов натриевые соли нафтеновых кислот переводятся в водонерастворимый нафтенат' алюминия, который сообщает коже повышенную водо- и износостойкость.

Таким образом, поверхностноактивные вещества могут быть использованы для ускорения дубления кож в сочетании с различ­ ными «букетами» дубителей.

Поверхностное натяжение дубильных растворов на разных фазах находится в пределах 50-10-3 Н/м (50 дин/см), а при до­

в оптимальных количествах в дубильный раствор на первой и вто­ рой фазах дубления. Дальнейшие опыты показали, что поверх­ ностноактивные вещества можно добавлять только на второй фазе, если для первой фазы дубления используется отработанный раствор второй фазы.

Эффективность дубления при добавлении поверхностноактив­ ных веществ определялась по прокрасу и числу продуба полу- / фабриката за одно и то же время (табл. 19).

77

П р и м е ч а й и е. Данные лаборатории завода имени Радищева (Ленинград^.

водства ряда поверхностноактивных веществ дает значительный эффект.

При обработке кож «букетами» с использованием синтетиче­ ских дубителей обычно применяются неионогенные и аниоиактивные ПАВ. Для более глубокого и быстрого проникания в голье минеральных дубителей, особенно при дублении кож повышен­ ных толщин из среднего и тяжелого сырья, можно использовать ПАВ катионные или неионогенные. При использовании анионактивных ПАВ голье должно дубиться хотя бы в первой фазе анионными комплексами хрома и во второй фазе — катионными комплексами хрома.

При предварительной преддубильной обработке дермы ПАВ осуществляется блокировка активных функциональных 'групп белка.

При таком дублении уменьшается усадка, увеличиваются вы­ ход площади и содержание хромовых солей в коже (табл. 20).

Следовательно, можно сделать вывод, что использование ПАВ дает возможность совместить преддубильные и дубильные про­ цессы, сократить сроки обработки голья и получить плотные кожи с эластичной лицевой поверхностью.

Приводим методику контактного метода производства кож хромового дубления для верха обуви из сырья средних и тяже­ лых развесов, применяемую на Москожкомбинате.

Распиловка производится в голье. Толщина лицевого спилка

3—3,2 мм.

Голье после промывки поступает в барабан на обеззоливание:

78

кислоты в пикель раствор нейтрализуют. Расход серной кислоты 0,6% в расчете на 100% от массы голья, поваренной соли — 3%

мового экстракта 38—40%. Через 3 ч вращения барабана добав­ ляют 5%-ный раствор сульфита натрия (0,4% от массы голья) и после 8 ч дубления производят пробу на «кип». Если кожи не выдерживают на «кип», производят корректировку и продолжают дубление. По окончании дубления отработанные хромовые соки

30 мин, затем в ту же ванну заливают катионный эмульгатор из расчета 5% от массы голья. Через 20 мин после начала жирова­ ния заливают 3% от массы голья, считая на сухой остаток поли­ меров, водной дисперсии полимеров. Через 30 мин добавляют синтан БНС из расчета 3% танидов от массы голья. Продолжитель-

74