«Введение в специальность» для студентов образовательной программы 5В072600 – «Технология и конструирование изделий легкой промышленности» Семей

Кожевенное и меховое сырье поступает на обработку в зажиренном виде. Содержание жира в свиных шкурах - 15-20%, в шкурах овец 30-40%, причем в волосяном покрове содержание жира может составлять до 50% от массы руна.

Не удаленный природный жир в значительной степени оказывает влияние на качество как кожи так и меха. Например, высокое его содержание в дерме влияет на равномерность окраски кожи и кожевой ткани шубной овчины, может вызвать неравномерное дубление кожевой ткани, образование розовых пятен за счет получения хромового мыла при дублении.

Высокое содержание жира в волосяном покрове меховых шкур влияет на равномерность его окраски, может быть причиной непрокраса и пятнистости волоса.

Кроме того, ферменты-липазы, присутствующие в природном жире, при благоприятных условиях могут вызвать его расщепление с образованием надмолекулярных органических кислот. Поэтому при хранении зажиренных меховых шкурок может происходить разрушение дермы и корней волос за счет образующихся органических кислот, а также за счет продуктов окисления природного жира при действии кислорода воздуха, солнечной радиации и химических веществ атмосферы.

Исходя из вышеизложенного, обезжиривание сырья является необходимым процессом технологии производства кожи (обезжиривание свиных шкур) и меха.

Обезжиривание кожевенного и мехового сырья или полуфабриката проводят широко применяемым эмульсионным методом с применением ПАВ (ОП-10, сульфонол, порошок “Новость”, превоцелл и др.) в слабощелочной среде, которая способствует омылению природного жира и лучшему его эмульгированию.

При обезжиривании мехового сырья в состав рабочей ванны входит кальцинированная сода. Поэтому для повышения устойчивости волоса к действию щелочной среды в обезжиривающую ванну добавляют формалин, который в щелочной среде проявляет активное дубящее действие, закрепляя структуру волоса и его корневую систему.

В обезжиривающей жидкости определяют: содержание карбоната натрия (до введения ПАВ), общую щелочность (после введения ПАВ), содержание формалина и пенистость. В конце процесса определяют степень обезжиривания волоса.

Исходные материалы для анализа обезжиривающей жидкости:

1. Обезжиривающая жидкость, по вариантам.

2. Конические колбы на 200-250 мл.

3. Мерные цилиндры на 10 и 20 мл.

4. Электроплитка.

5. Химический стакан.

6. Прибор для определения температуры

сваривания.

7. Ножницы.

8. Шило.

9. Термометр с ценой деления 10С.

10. Индикаторы: метиловый оранжевый, крахмал.

11. 0,1н раствор соляной кислоты.

12. 0,1н раствор йода.

13. 0,1н раствор едкого натра.

14. Часовое стекло.

15. 0,1н раствор гипосульфита.

Анализ обезжиривающей жидкости

Определение содержания карбоната натрия

20 мл. обезжиривающего раствора помещают в коническую колбу, добавляют 5-6 капель метилового оранжевого и титруют 0,1 раствором соляной кислоты до появления оранжево-красной окраски. Количество карбоната натрия определяют по формуле:

а * К * 0,0053 * 1000

Х =----------------------------- (2)

20

где а - количество 0,1 н раствора соляной кислоты, израсходованной на титрование, мл.

К- поправка к титру раствора соляной кислоты.

Определение содержания формальдегида

10 мл. обезжиривающей жидкости помещают в коническую колбу на 200-250 мл, добавляют точно 20 мл 0,1 н раствора йода и 10 мл 0,1 н раствора NaOH. Колбу закрывают часовым стеклом и ставят в темное место на 10 мин. В растворе происходит следующая реакция: HCOH + J2 + 3NaOH = HCOONa + 2NaJ + 2H2O

Затем добавляют 12 мл 0,1 раствора HСl для нейтрализации избытка щелочи. Выделившийся избыток йода оттитровывают 0,1 н раствором тиосульфата натрия до желтой окраски. Затем добавляют 1-2 мл раствора крахмала и продолжают титровать синий раствор до исчезновения окраски. Раствор крахмала добавляют в конце титрования, когда йода в растворе остается очень мало. Если крахмал прибавить раньше, при большом содержании йода в растворе, то образуется соединение йода с крахмалом, которое медленно реагирует с тиосульфатом натрия, поэтому раствор можно перетитровать.

Уравнение реакции при титровании:

J2 + 2Na2S2O3 = 2NaJ + Na2S4O6

Содержание формальдегида - Х, г/л, вычисляют по формуле:

(аК1-вК2) * 0,0015 * 1000

X =----------------------------------

10

где а - количество взятого 0,1 н раствора йода, мл

(а-в) - количество йода, прореагировавшего с формальдегидом в мл 0,1 н раствора

0,0015 - количество формальдегида, соответствующее 1 мл 0,1 н раствора гипосульфита натрия, г.

К1 - поправка к титру раствора йода

К2 - поправка к титру раствора гипосульфита натрия.
Контрольные вопросы:

1. С какой целью осуществляют обезжиривание

2. По какой формуле можно определить количетсво формальдегида
№8 практическая работа

Тема: Дубление
Цель: Ознакомиться с процессом дубления

Дубление является одним из важнейших процессов в производстве кожи и меха. Наибольшее применение при дублении в производстве кожи и меха нашли основные соли хрома. После дубления резко изменяются химические и физико-химические свойства дермы: повышается термостойкость, увеличивается прочность и т.д. Это является результатом важнейшей реакции хромового дубления - координации карбоксильных ионов структуры коллагена во внутренней сфере комплексов хрома (III). Дубление начинается с диффузии соединений хрома с структуру дермы по капиллярам. Из капилляров соединения хрома диффундируют к центрам непосредственного реагирования и связываются с функциональными группами белка. Диффузия дубящих соединений хрома в дерму зависит от степени предварительного разрыхления коллагена, размера дубящих частиц, концентрации дубящих веществ, температуры и др.

Частичное насыщение коллагена кислотой в процессе пикелевания увеличивает скорость диффузии дубящих соединений хрома в структуру дермы. Ускорение диффузии происходит благодаря уменьшению интенсивности связывания соединений хрома с белком в начале дубления за счет снижения основности дубителя действием кислоты. На свяывание дубящих соединений хрома с белками оказывают влияние следующие факторы: основность дубящего раствора, рН, состав хромовых комплексов, концентрация, температура, время дубления и др. С повышением основности раствора связывание соединений хрома с коллагеном увеличивается, с понижением - уменьшается. Максимальное связывание происходит в первые 2-4 часа дубления, затем уменьшается. Повышение концентрации дубящих веществ, как и повышение температуры раствора, приводит к ускорению диффузии. На производстве основные дубящие соли хрома можно получать одним из двух способов: 1) восстановлением таких солей, как дихромат калия К2Cr2О7, дихромат натрия Na2Cr2O7 * 2Н2О, реже хромат натрия Na2CrO4, сульфат калий хрома (III) KCr(SO4) * 12Н2О (алюминиевые квасцы); 2) растворением сухого хромового дубителя. Наибольшее распространение получил последний способ.

Сухой хромовый дубитель (основной сульфат хрома) Cr2(SO4)n(OH)6-2n (ОСТ 6-18-219-75) - порошок или гранулы зеленого цвета. Получают восстановлением дихроматов или монохроматов тиосульфатом натрия в присутствии серной кислоты и дисульфата натрия. Окончательное востановление проводят формалином с целью получения дубителя с маскирующими аддендами - формиатами.

Дубитель хромовый сухой выпускается трех основностей, %: 20-26, 27-35, 36-42.

Исходные материалы для приготовления водного раствора из сухого хромового дубителя:

1. Стеклянные палочки.

2. Фарфоровый стакан на 250 мл.

3. Электроплитка.

4. Химические стаканы.

5. Сухой хромовый дубитель.
Порядок работы

Приготовление водного раствора из сухого хромового дубителя.

Количество сухого хромового дубителя, МС.Д., необходимого для приготовления V, мл водного раствора с концентрацией Cr2O3, С, г/л определяется по формуле (10):

С * 100 * V

МС.Д. = -----------------------

1000 * n

V - объем приготовляемого раствора хромового дубителя, мл;

n - содержание оксида хрома в 100 г. сухого дубителя, г.

Рассчитанное количество сухого хромового дубителя растворяют в V мл воды, нагретой до 60-700С, при перемешивании до полного растворения.

Приготовленный раствор дубителя оставляют до следующего занятия.
Анализ жидких хромовых дубителей.

Исходные материалы для анализа жидкого хромового дубителя:

1. Водный раствор хромового дубителя.

2. Прибор для определения температуры

сваривания.

3. Ножницы.

4. Шило.

5. Термометр с ценой деления 10С.

6. Мерная колба на 250 мл .

7. Пипетки на 5, 10 мл.

8. Цилиндры на 10,20 мл.

9. Коническая колба .

10. 10%-ный раствор NaOH.

11. 30%-ный раствор перекиси водорода.

12. 5% -ный раствор NiSO4.

13. 20% -ный раствор H2SO4.

14. 10% -ный раствор KJ.

15. Часовое стекло.

16. 0,1 н раствор тиосульфата натрия.

17. 1% -ный раствор крахмала.

При определении содержания соединений хрома (III) в пересчете на его оксид титрованием сначала с помощью ареометра определяют плотность раствора исследуемого хромового дубителя.

Из мерной колбы с аналитическим раствором пипеткой отбирают 5 или 10 мл, переносят в коническую колбу на 250 мл и добавляют цилиндром 10 мл 10%-го раствора гидроксида натрия и 2 мл 30%-го раствора пероксида водорода.

Раствор кипятят на электроплитке в течение 5 минут, затем нагревание прекращают, в колбу добавляют 10 мл 5%-го раствора сульфата никеля (образуется осадок) и снова кипятят еще 3 минуты.

Колбу охлаждают до комнатной температуры, добавляют 20 мл 20%-го раствора серной кислоты, 10 мл 10%-го раствора йодистого калия. Колбу закрывают часовым стеклом, ставят на 10-15 минут в темное место. Выделившийся йод титруют 0,1 н раствором гипосульфита натрия в присутствии 4-5 капель 1%-го раствора крахмала. Титрование ведут до появления слабо-синей окраски.

При анализе протекают следующие реакции:

2Сr(OH)SO4 + 3H2O2 + 8NaOH → 2Na2CrO4 +2Na2SO4 + 8H2O;

NiSO4 + 2NaOH → ↓Ni(OH)2 + Na2SO4

Образующийся осадок гидроксида никеля является катализатором разложения избытка пероксид ионов:

2Н2О2 → 2Н2О + О2;

2Na2CrO4 + H2SO4 → Na2Cr2O7 + Na2SO4 + H2O;

Na2Cr2O7 + 6KJ+ 7H2SO4 → Cr2(SO4)8+ 3J2 + Na2SO4

+ K2SO4 + 7H2O;

Выделившийся йод титруют тиосульфатом натрия:

J2 + 2Na2S2O3 → 2NaJ + Na2S4O6

Для определения содержания оксида хрома, Х,

г/л, в жидком хромовом дубителе используют формулу:

а * К * 0,002533 * V2 * 1000

Х = -------------------------------------

W * V1

W - объем аналитического раствора , взятый для титрования, мл (5 или 10);

V1 - объем жидкого хромового дубителя, взятый для разбавления, мл;

V2 - объем аналитического раствора из жидкого хромового дубителя, мл.

К - поправка к титру раствора тиосульфата натрия.

0,002533 - количество хрома (III) соответствующее 1 мл 0,1 н раствора тиосульфата натрия, г.

Различают степень основности и число основности раствора хромового дубителя. Степень основности показывает процентное содержание гидроксильных групп, связанных с ионом хрома:

ОНСr

а = -------------- * 100% (12)

где ОНСr - число валентных электронов хрома, связанных с гидроксильными группами;

NCr - общее число валентных электронов хрома в комплексном ионе.

Степень основности можно также определить по количеству связанной с хромом кислоты. Для этого из 100 вычитают процентное содержание связанной с хромом кислоты (Кcr):

а = 100 - ------------ * 100% (13)

NCr

Число основности растворов соединений хрома определяется с учетом кислоты свободной (Кс) и связанной с хромом (КCr).

ч.о. = 100 - ------------------ * 100% (14)

NCr
Если раствор соединений хрома не содержит свободной кислоты, то число основности равняется степени основности. В дубильных растворах соединений хрома это часто наблюдается, поэтому в практике кожевенного и мехового производства применяется только один термин - основность. В практике при анализе растворов хромовых дубителей определяют число основности. Для расчета величины числа основности раствора хромового дубителя необходимо определить содержание хрома, считая на оксид, и общее количество кислоты в растворе.

Для определения содержания общего количества кислоты берут 10 мл аналитического раствора жидкого хромового дубителя, помещают в коническую колбу на 250 мл, приливают около 10 мл дистиллированной воды, нагревают до кипения и быстро титруют горячий раствор 0,1 н раствором гидроксида натрия в присутствии фенолфталеина до получения бледно-розового цвета жидкости над осадком. Число основности рассчитывают по формуле:

2а - в

ч.о. = -------------- * 100% ,

где а - объем 0,1 н раствора гипосульфита натрия, израсходованный на определение оксида хрома в 10 мл раствора, мл;

в - объем 0,1 н раствора гидроксида натрия, израсходованный на определение кислотности, мл.
Контрольные вопросы:

1. С какой целью производят дубление

2. По какой формуле рассчитывают число основности
№9 практическая работа

Тема: Крашение
Цель: Уметь производить крашение в лабораторных условиях

Красителями называются цветные органические соединения, обладающие способностью окрашивать различные материалы.

Для крашения кожи применяют анионные (прямые и кислотные) и катионные (основные) красители.

По современным воззрениям в крашении кож, как и других животных волокон, нет принципиального различия между прямыми и кислотными красителями. И те и другие являются анионными красителями, т.к. в процессе крашения кож анион красителя взаимодействует с основными группами кожи. В случае катионных красителей катион взаимодействует с кислотными группами кожи.

Прямые красители отличаются от кислотных большей величиной молекул, коллоидным характером и склонностью к агрегации, особенно в присутствии электролитов. Прямые красители обладают большим сродством к хромовой коже, чем кислотные, они слабее проникают во внутренние слои кожи и более интенсивно окрашивают лицевой слой. Поэтому в тех случаях, где требуется интенсивная окраска кожи, применяют прямые красители; их можно применять и в одной ванне с килотными. Ввиду того, что большинство их чувствительно к кислоте, они неравномерно красят кожу растительного дубления и мало применяются для ее крашения. Кислотные красители, благодаря меньшей молекуле, глубже проникают во внутренние слои кожи, красят ровнее, но дают менее сытые оттенки. Кислотные красители применяют для крашения кожи хромового и растительного дубления. Катионные (основные) красители применимы для крашения кожи растительного дубления; хромовая кожа окрашивается основными красителями лишь по растительной протраве или во второй ванне после крашения кислотными красителями.

Анализ красителей, которые представляют собой сложные органические вещества, крайне труден. Наиболее точной их характеристикой является спектрофотометрическое исследование. Но применение этого метода для массового заводского контроля ограничено ввиду сложности прибора и самого метода исследования. Наибольшее распространение в заводской практике имеет метод сравнительного окрашивания, при котором стандартным или типовым способом окрашивают в одних условиях с испытуемым и затем невооруженным глазом сравнивают окраску. Опытный колорист устанавливает разницу в концентрации + 0,5%, что является вполне достаточным. Колориметр может быть применен только для прозрачных растворов, большая же часть прямых красителей дает мутные растворы. Разделение красителей в смесях возможно хроматографическим методом с последующим определением концентрации их в фотоколориметре.

Принцип построения наименования красителей

Наименование красителя согласовывается со словом “краситель”, ставится в мужском роде, единственном числе, именительном падеже и составляется следующим образом:

1. Первое слово в наименовании красителя определяет его технические свойства: прямой, кислотный, основной и пр.

2. В отдельных случаях для выделения особых технических свойств красителя ставят следующие условные обозначения:

а) диазо - для красителей, диазотирующихся на волокне и сочетающихся затем с нафтолом;

б) пара - для красителей, сочетающихся на волокне с диазопаранитроанилином;

в) хром - для красителей, хромирующихся на волокне;

г) однохром - для кислотных красителей, применяющихся в крашении с хромовой протравой;

д) М - для обозначения кислотных красителей, содержащих в ядре металл (хром, медь и др.).

3. Второе слово в названии красителя указывает его цвет, причем в случае необходимости перед названием цвета для дополнительной характеристики ставят

следующие обозначения:

а) чисто; б) светло; в) ярко; г) темно.

4. Оттенок красителя определяется следующими сокращенными буквенными обозначениями:

Г - для голубоватого;

С - для синеватого;

З - для зеленоватого;

Ж - для желтоватого;

К - для красноватого;

Ч - для черноватого.

5. Вслед за указанием оттенка иногда дается характеристика химического состава красителя или его прочность в той или ином отношении, например, антрахиноновый, светопрочный. Для некоторых красителей сохранены индивидуальные названия, например: хризоидин, везувин, урзол и др.

Исходные материалы:

1. Скальпель (нож).

2. Фильтровальная бумага.

3. Дистиллированная вода.

4. Электроплитка.

5. Мерные колбы на 100 мл - 6 шт.; на 250 мл -1 шт

6. Химический стакан.

7. Соляная кислота (1:10).

8. Раствор таннина и уксуснокислого натрия.

9. Кальцинированная сода (10%-ный р-р).

10. Шерсть.

11. Хлопок (или х/б ткань).

12. Цилиндр на 50 мл.

13. 5-миллиметровые кюветы

14. Пипетка на 10 мл.

15. Прибор - фотоколориметр.

Порядок работы

Определение однородности красителя

Испытуемый образец красителя сдувают с кончика скальпеля (ножа) на находящуюся на расстоянии 10 см предварительно смоченную горячей дистиллированной водой фильтровальную бумагу. Краситель считается однородным, если в нем нет инородных включений. Если испытуемый краситель представляет собой смесь из нескольких красителей, то на бумаге получаются растеки или точки различного цвета. Фильтровальную бумагу высушивают, определяют цвет и оттенок красителя и прикладывают к отчету.

Распознавание прямых, кислотных и основных красителей

Чтобы определить класс красителей, готовят раствор красителя с концентрацией 10г/л. Для анализа достаточно приготовить раствор 1 г на 100 мл. К раствору красителя приливают несколько капель готовой смеси, состоящей из 10 г таннина, 10 г ацетата натрия и 200 мл воды. Если испытуемый краситель основной, то при этом выпадает осадок. Основные красители дают осадок и в том случае, если к их раствору прилить раствор кислотного или прямого красителя.

Для отличия кислотных красителей от прямых прибегают к колористическому методу. Для этого делают пробные выкраски шерсти и хлопка. Кислотные красители не окрашивают хлопок в нейтральной ванне и хорошо окрашивают шерсть в кислотной ванне. Прямые красители хорошо окрашивают хлопок в нейтральной ванне.

Интенсивность окрашивания увеличивается при добавлении раствора соды.

В стакан или чашку наливают 25-35 мл раствора красителя и погружают шерстяную пряжу (шерсть) и хлопок (или х/б ткань). Стакан с раствором кипятят в течение 3-х минут, вынимают пряжи и тщательно ополаскивают в холодной воде. В случае окрашивания шерсти ее снова опускают в этот же раствор красителя, в который предварительно добавить несколько капель соляной кислоты (1:10). При этом замечают усиление интенсивности окрашивания шерсти. В случае окрашивания хлопка, его снова погружают в раствор красителя, в который предварительно добавлено несколько капель кальцинированной соды (10%-ный р-р). Замечают усиление интенсивности окрашивания хлопка.

Определение концентрации красителей фотометрическим методом

Построение калибровочной кривой

0,1 г красителя растворяют в горячей дистиллированной воде, переносят в мерную колбу емкостью 100 мл пробы по 5, 10, 15, 20 мл и доливают до метки дистиллированной водой. Таким образом получают стандартные растворы. Измеряют оптическую плотность стандартных растворов, наливая их в 5-миллиметровую кювету. Измерения для черных, коричневых и серых красителей проводят с нейтральным светофильтром. Светофильтры для красителей с чистыми цветами подбирают как можно ближе к длинам волн.

При настройке прибора в кювету для сравнения наливают дистиллированную воду. Калибровочную кривую строят, откладывая на оси абцисс концентрации стандартных растворов в г/л, на оси ординат – оптическую плотность.

Концентрации стандартных растворов рассчитывают по формуле:

Н * V1 * 1000

C = --------------------- (16)

V * V2

Н - навеска красителя, взятого для раствора, г.;

V1 - объем концентрированного раствора красителя, взятого для разбавления, мл;

V2 - объем разбавленного раствора, мл.

0,1 * 20 * 1000

С = --------------------- = 0,04 г/л

500 * 1000

1. На какие две основные группы можно разделить красители

2. Расскажите принцип наименования красителей
№10 практическая работа

Тема: Анализ красителей для кожи и кожевой ткани меха
Цель: Ознакомиться с методикой распознавания красителей

1.Определение однородности красителя

Испытуемый образец красителя сдувают с кончика скальпеля на находящуюся на расстоянии 10 см предварительно смоченную теплой дистиллированной водой фильтровальную бумагу. Краситель считается однородным, еслив нем нет инородных включений. Фильтровальную бумагу высушивают, определяют цвет и оттенок красителя и прикладывают к отчету.

2. Распознавание кислотных, прямых и основных красителей

Чтобы определить класс красителей, готовят раствор красителей с концентрацией 10 г/л. Для анализа достаточно приготовить раствор 1 г красителя на 100 мл дистиллированной воды. К 10 мл раствора красителя приливают несколько капель смеси, состоящей из 10 г таннина,10 г ацетата натрия и 10 мл воды. Если испытуемый краситель основной, то при этом выпадает осадок. Основные красители дают и осадок в том случае, если к их раствору прилить раствор кислотного или прямого красителя. Для отличия кислотных красителей от прямых в их раствор добавляют несколько капель серной кислоты. При этом прямые красители осаждаются, кислотные - нет. Можно отличить их и с помощью пробных выкрасок хлопка и шерсти. Прямые красители хорошо окрашивают хлопок в нейтральной среде, кислотные - не окрашивают хлопок в той же среде и хорошо окрашивают шерсть в кислой среде.

Таблица 1 - Распознавание красителей

Чашку или стакан с 30 мл раствора красителя и пряжами кипятят при помешивании в течении 3 минут, вынимают пряжи и тщательно ополаскивают в холодной воде . в случае окрашивания шерстяной пряжи ее снова опускают в тот же раствор красителя, в который предварительно добавлено несколько капель соляной кислоты (1:10). При этом отмечают усиление интенсивности окрашивания пряжи. В случае окрашивания хлопчатобумажной пряжи ее снова погружают в раствор красителя, в который предварительно добавлено несколько капель раствора кальцинированной соды (10%-ной), замечают усиление интенсивности окрашивания.

Контрольные вопросы:

1. Как производиться определение однородности красителя