Былғары және мех өҢдеу технологиясы

Былғары жартылай фабрикатын илеу үшін әдетте натрий сульфатцирконатын Na₂ SO₄ ZrUSO₄ nH₂O пайдаланады. Бұл тұз - ақ немесе сұр түсті кристалл. Натрий сульфатоциркондтындағы цирконий (IV) мөлшерін, оның тотығын есептей, анықтау. Сыналатын цирконий қосылысының орташа өлшемін (10-15 г жуық) келіде майдалап, оны қақпағы бар бюкске салады. Бюкстен 3-5 г өлшемді өлшеп стаканға салады. Өлшемді 100-150 см³ суда қайната отырып, ерітеді (егер ерітіндінің құрамында механикалық қоспалар болса, онда оларды сүзеді) де, сыйымдылығы 250 мл шыны ыдысқа салады. Содан кейін тазартылған сумен көлемдік белгіге дейін жеткізеді (1 ерітінді). 10-20см³ 1-ші ерітіндіні стакан немесе колбаға құйып, оған 5 см³ жуық тұз қышқылы ерітіндісін (1:5) қосады да, тазартылған сумен араластырып, қайнағанға дейін қыздырады. Содан соң цирконийді аммиактың судағы ерітіндісімен тұнбаға түсіреді (аммиакты артық мөлшерде, кетпейтін иіс пайда болғанға дейін қосады). Тұнбаны сүзеді, 3-4 рет ыстық сумен жуады, содан кейін сүзгідегі тұнбаны қышқылдың ыстық ерітіндісіменен (1:5) тұндыру жүргізілген стаканға шаяды. Стаканды ішіндегілерімен қайнағанға және цирконий гидраты толық ерігенге дейін қыздырады. Егер ерітіндіде темір (III) болса, оған ерітіндінің түрі сары болса, онда оған 0,1 н. қола (Ш хлориді ерітіндісін қосып, темірді тотықсыздандырады. Оның нәтижесінде ерітінді түссізденеді. Ары қарай ерітіндіні қайтадан қайнағанға дейін қыздырады да, 0,5г ксиленді қызғылт индикаторды қосады, содан кейін ыстық ерітіндіні комплексон (III) (трилон Б) ерітіндісіменен титрлейді. Титрлеудің соңында, сыналатын ерітіндінің бастапқы қызыл түсі, сарғыш қоңыр түске ауысады, сол кезде сынақты тағы да қайнағанға дейін қыздырады. Егер ертіндінің түсі тағы да қызыл түске енсе, онда 0,05М комплексон (III) ерітіндісімен тұрақты сарғыш қоныр түс пайда болғанға дейін қосымша титрлейді.

Цирконий (IV) мөлшері, %.

мұнда: а - титрлеуге кеткен 0,05 М комплексон (Ш) ерітіндісінің көлемі, см³;

Комплексон (III) титрін 0,05 М цирконийдің хлортотығының ерітіндісін комплексон (III) ерітіндісімен титрлеу арқылы анықтайды. ZrOCl₂8H₂O молекулалық салмағы - 322.14 г, 0,05 М ерітіндіні даярлау үшін 16,107 г тең химиялық таза цирконий хлортотығының нақты мөлшерін алады да, тазартылған суда ерітіп ерітіндінің көлемін 1 л дейін жеткізеді.

Негіздік %

мұнда: а - цирконий (IV) тотығының мөлшерін анықтау кезіндегі сыналатын

ерітіндіні титрлеуге кеткен 0,05 н. комплексон (Ш) ерітіндісінің

көлемі, см³;

кеткен 0,1 н. сілті ерітіндісінің көлемі, см³.

мұнда: а - цирконий тұзы ерітіндісіндегі цирконий (IV) тотығы мөлшері, г/л;

керекті натрий карбонатының мөлшері, кг;

Цирконий тұзы ерітіндісінің негізділігін төмендету үшін күкірт қышқылын қолданады. 1000 см³ ерітіндінің негізділігін керекті деңгейге дейін төмендету үшін керекті техникалық күкірт қышқылының мөлшерін мына формуламен есептейді, кг;

мұнда: 1,58 - 1000 см³ цирконий тұзы ерітінідісінің негіздігін 1% төмендету

үшін керекті 100% күкірт қышқылының мөлшері, кг;

К - 100% қышқылды берілген техникалық қышқылдың

концентрациясын есептеу коэффициенті:

мұнда: с - техникалық қышқылдағы күкірт қышқылының (салмақтық үлесі)

мөлшері, %;

d - техникалық қышқылдықтың тығыздығы, мг/см³.

Титанмен илеу

Өндірісте титан илегіші ретінде аммоний сульфатотитанилаты (NH₄)₂ TiO (SO₄) Н₂О қолданылады. Техникалық шарт бойынша илегіште титан (IV) оксидінің мөлшері 19 % кем болмау керек, темір (Ш) тотығы 0,05 % көп болмау керек, кальций тотығы - 0,1 %, негізділік - 42-48 %.

Құрамында 3 мг/см ³ титан (IV) тотығы бар типтік ерітіндіні дайындап, градирлік графикті тұрғызады. Типтік ерітіндіні дайындау үшін 0,5 г қыздырылған титан (IV) тотығын платинадан жасалған немесе фарфорлы тигелге салады да, 10-12 есе көп мөлшердегі калийдің гидросульфаты немесе пиросульфатымен мөлдір қорытпа алынғанға дейін қорытады. Қорытпаны сілтіден жылы сумен айырады да, стаканға құйып, 25 см³ концентрлі күкірт қышқылын қосады және қыздыра отырып ерітеді. Ерітіндіні сыйымдылығы 500 мл шыны ыдысқа ауыстырады да, оның көлемін сумен белгіге дейін жеткізеді. Берілген ерітіндінің 1 см³ көлемінде 1 мл титан (IV) бар. Градуирлік графикті қүру үшін сыйымдылығы 100 мл шыны ыдысқа 3, 4, 5, 6, ...., 12 см³ ерітіндіні құяды, содан кейін шыны ыдыстың көлемінің жартысына дейін 5% күкірт қышқылы ерітіндісін, 6 мл фосфор қышқылының ерітіндісін (1:1), 5см³ 6 % сутек пертотығы ерітіндісін құяды, араластырады. Көлемін 5% күкірт қышқылымен белгіге дейін жеткізеді де, тағы да араластырады. 5 см³ титаны (IV) бар бірінші ерітінді нөлінші болып саналады, соның фонында барлық қалған ерітінділердің оптикалық тығыздығын фотоклориметрде көк светофильтрмен (толқынның ұзындығы 400-420 нм), жұтылу қабатының қалыңдығы 10 мл кюветада өлшейді. Алынған мәліметтер бойынша, оптикалық тығыздықтың колориметленген көлемдегі, титан мөлшеріне байланысты калибрленген график тұрғызады.

0,1г жуық өлшемді (абсолюттік қателік - 0,0002 г) стаканға салады. Азғантай (5 см³) мөлшердегі сумен өңдеп, концентрлі күкірт қышқылынан 10 см³ қосып, бу пайда болғанға дейін қыздырады. Содан соң ерітіндіні суытады да, алдын-ала қалақшаның ұшымен құрғақ бор қышқылын және сыйымдылығы 250 мл, 10-20 см³ су құйылған шыны ыдысқа ауыстырады. Ерітіндінің көлемін 5% күкірт қышқылы ерітіндісімен белгіге дейін жеткізеді. Даярланған ерітіндіден 5см³ сынақты алады да сыйымдылығы 100 мл өлшемді шыны ыдысқа құяды. Шыны ыдыстың көлемінің жартысына дейін 5 % күкірт қышқылын құяды. Содан соң 6 мл фосфор қышқылын, 5 мл 6 % сутегі пероксиді ертіндісін құяды да, шыны ыдыстағы көлемді 5%, күкірт қышқылының ерітіндісімен белгіге дейін жеткізеді.Құрамында 3 мг титан (IV) бар нөлінші ертіндімен салыстыра отырып ені 10 мм кюветада көк светофильтр мен фотокалориметрде ерітіндінің оптикалық тығыздығын өлшейді.

Титанның (IV) мөлшерін оның тотығына шағып есептеу, %,

мұнда: а - график бойынша табылған титан (IV) мөлшері, мл;

Қатар (паралельді) анықтаулар арасындағы жіберілетін қате айырмашылығы 0,5 %-дан аспауы керек.

Активті күкірт кышқылының (салмактық үлесі) мөлшері, %.

мұнда: У- титрлеуге кеткен 0,1 н. сілті ерітіндісінің көлемі, см³;

Негізділік, %:

мұнда; X_г - титанды (IV) оның тотығына шаққандағы мөлшері, %;

Хромтитан илегіштерін (ХТИ) алу әдісі ХЦИ-ін алуға ұқсас, титан қосылысы бар ерітіндіден хромды тотықсыздандырады. Титанның илегіш қосылысы, оның ішінде қазіргі кезде илеуге қолданылып жүрген аммонийдің сульфаттитанилатының (СТА) коллагенмен әрекеттесу сипаты да натрийдың сульфат цирконатына (СЦН) ұқсас.

Негізінен титан кешендері коллагеннің негіздік азотқұрамдас топтарымен әрекеттеседі, сонымен бірге қарбоксил, гидроксил және пептид топтарымен байланысуы мүмкін, сондықтан ХТИ-ін қолданудың былғары өңдірісінде болашағы мол.

ХТИ-дің илегіштік қасиеті, оның құрамындағы титан мен хромның қатынасына, негіздікке, көнді дайындау тәсіліне, ерітіндіңің рН көрсөткішіне және басқа фақторларға байланысты. ХТИ-ің ерітіндісін алу үшін өп жағдайға қалийдің, дихроматы мен СТА алады. Илегіш ерітінді былай дайындалады: хромпикті ерітіп оған күкірт қышқылының есептеулі мөлшерін құяды (титан тұзының қышқылдығын ескергенде) оған аммонийдің сульфаттитанилатын, онан кейін тотықсыздандырғышты аздап, бөліп-бөліп ерітінді ашық жасыл тұске енгенше қосады. Осындай әдіспен ХТИ-ің Сг₂Оз/ТіО₂ = (9,6 + 1) - (2 :1) қатынасындай ерітіндісі алынған. Салмақтық қатынасы Сг₂Оз/ТіОг = 5:2 тең болатын ХТИ ерітіндісі тұрақты болады.

Хромтитанмен иленген былғарының қасиеті таза хроммен иленген былғарының сапасынан кем болмайды. Соған қарамастан ХЦИ-мен салыстырғанда ХТИ-ң илегіштік қасиеті бәсөңдеу, сондықтан да ХТИ аяқ киімнің жоғарғы бөлігіне былғары шығаруда онша көп қолданылмайды.

Бірақ, титан қосылыстарының арзандау бағасы және олардың толықтырғыштық қабілеті ХТИ әдісін жетілдіріп, илегіштік әсерін жоғарылатып онымен илеу әдістемелерін нығайтудьщ маңызы зор.

Қазіргі уақытта комплекстік илегіштер өндірісте үлкен қолданыс табуда. Оның себебі, біріншіден ХЦИ комплекстерінің беріктігі мен тұрақтылығы, екіншіден, хром мен цирконий кешендерінің коллагенмен байланысының әртұрлі болып, илеу кезіндегі ХЦ комплекстерінің көп функциональды болуында, үшіншіден ХЦИ-де жоғары илегіштік қасиеттеті хром қосылысының жақсы толықтырғыштық қабілеті бар цирконий қосылысымен үйлесуінен. Олардың құрамына бірнеше минералды илегіштер кіреді, мысалы хромцирконийлік илегіш.

Ауыр салмақты мүйізді ірі малдың терілерін илеуде ХЦИ қолданғанда Сг₂О₃:2гО₂ = (1 : 0,3) - (1 : 0,5) қатынасы ең тиімді деп есептеледі. Бұл кезде жартылай фабриқаттың жиырылу температурасы артып, барлық топографиялық бөліктерінде терінің тығыздығы бірдей болады, ХЦИ былғарыға жоғары тығыздық беріп толықтыратын болғандықтан илеудің алдында, қатты болып қалмау үшін алдын ала майлау жүргізіледі. Қатионды сипаттағы майлағыш қосылыстарды колданғанда, былғары беті тартылмай, жұмсақтау, сүргілеуге икемді болады, бұл кезде шикізаттың шығыны кеміп, ерітіндідегі илегіш жақсы сініріледі және майлағыш заттар, бір екі таралуының нәтижесінде, май мөлшерін 20-30% ке азайтуға болады.

Кейде илеудің алдында көнді уротропин, мочевина, алқамон, қатиоиды сипаттағы ұстатқыш У-2, дициандиамид шайырларымен өңдейді.

20 см³ ерітіндісін сыйымдылығы 500 мл конус тәрізді шыны ыдысқа құяды. Оған 150 см³ су, 10 см³ күкірт қышқылын құйып, қайнағанға дейін қыздырады. Содан кейін 3,5-4,0г аммоний персульфатын қосып, шыны ыдыстың қабырғаларын сумен шайып, араластырып, 20-25 мин қайнатады. Шыны ыдысты плитадан алып, шайқай отырып, ерітіндінің сарғыш-қоңыр бояуы сары түске ауысқанға дейін аммиак ерітіндісін құяды. Тұнбаға түскен гидрототықтарды сол сәтте "ақ лента" сүзгісі арылы сүзеді.

Тұнба алу жүргізілген шыны ыдысты, және сүзгідегі тұнбаны тазартылған сумен жуады. Сүзгіден өткізілген тазартылған сұйық пен шағын суды, сыйымдылығы 500 мл конус тәрізді шыны ыдысқа жинайды да, 40 см³ күкірт қышқылын құяды, бөлме температурасына дейін салқындатады, 10 тамшы индикатор қосады. Содан соң Мор тұзды ерітіндісімен, ерітіндінің қызыл-көкшіл бояуы жасыл туске ауысқанға дейін титрлейді.

Хром (Ш) оның тотығына шағып анықтағандығы мөлшері (салмақтық үлесі), %.

мұнда: У - титрлеуге кеткен 0,1 н. мор тұзы ерітіндісінің көлемі, мл;

мөлшері;

Цирконийдің (IV) мөлшерін оның тотығын есептеу арқылы анықтайды. Алдыменен 0,05М висмут нитратының ерітіндісін даярлап, оның молярлы коэффициентін анықтайды. 0,05М висмут нитраты ерітіндісін былай даярлайды: 25 г тұзды сыйымдылығы 1 л шыны ыдысқа салып, 50 мл азот қышқылында ерітіп, көлемді белгіге дейін сумен толтырып араластырады. Ерітінідінің молярлы коэффициентін былайша анықтайды: 20 см³ комплексон (Ш) ерітіндісін сыйымдылығы 250 мл конус шыны ыдысқа салып, 10 см³ күкірт қышкылын, 80 см³ суды құйып араластырады да 0,5 см³ хсиленді қызғылт қосып висмут нитраты ерітіндісімен, ерітінді қызыл түске өзгергенге дейін титрлейді.

Висмут нитраты ерітіндісінің молярлы коэффициенті:

мұнда: У - титрлеуге кеткен висмут нитратының көлемі, см³;

Ары қарай, цирконийді (IV) оның тотығына шағып мөлшерін анықтау үшін былай істейді.

Хром тотығын анықтау кезінде алынған тұнбаны воронкамен бірге гидрототықтарды тұндыруға қолданылған шыны ыдыстың үстіне орнатады. Тұнбаны, бүктелген сүзгіден 100 см³ ыстық күкірт қышқылымен шайып ерітеді де, осы қышқылмен шыны ыдыстың қабырғаларын шаяды. Одан соң 10 см³ комплексон (III) қосып, ерітіндіні қайнағанға дейін қыздырады, 2-3 мин қайнатады және суытады.

Шыны ыдысқа 3-4 тамшы бромфенолды көкті тамызып, оған аммиак ерітіндісін ерітіндінің бояуы көк түске өзгергенге дейін құяды, 10 см³ күкірт қышқылын 0,5 см³ ксиленді. Сарғыш қосып висмут нитраты ертіндісіменен ертіндінің сарғыш бояуы қызыл түске өзгергенге дейін титрлейді. Бір мезгілде бақылау (контрольды) тәжірибесін жүргізеді. Цирконийді (IV) оның тотығына шағын есептегендігі (салмақтық үлесі) мөлшері, %:

мұнда: У₁ - бақыланатын тәжірибеде титрлеуге кеткен 0,5 м висмут нитраты

ерітіндісінің көлемі, см³;

Y₂ - талданатын ерітіндідегі артық мөлшердегі комплексон (Ш)

титрлеуге кеткен 0,5 м висмут нитраты ерітіндісінің көлемі, см³;

тотығының салмағы;

Жалпы қышқылдылық, хромға шағып есептегенде, %,

мұнда: У - титрлеуге кеткен 0,1 н иатрий гидрототығы ерітіндісінің көлемі, см³;

хром тотығының мөлшері, г;

Кешенді илегіштің негізділігі, %,

мұнда: 0,822 - цирконийді (IV) есептеу коэффициенті; %;

мөлшері, %;

мөлшері;

Аяқ киімнің жоғары бөлігіне арналған былғары жасауда ең алғашқы қолданылғандардың бірі хромалюминийлеп илеу әдісі. И.П. Страхов және оның шәкірттері мен әріптестерінің зерттеулері керсеткеніндей, ХАИ илеу барысында илеу эффектісін төмендетпей-ақ, хром мөлшерін 50% дейін алюминий тұздарымен алмастыруды мүмкін етті.

Шет елде (Чехия) хромалюминийдің ұнтақ тұрдегі илегіші "Хромзаз А" деп аталады, ондағы АlОз : Сг₂О₃ = 2:1 қатынасына тең бұл илегіш ақ және ақшыл тұсті былғары шығаруда қолданылады. "Хромзаз А" илегішін қолдану өндіріс циклінің ұзақтығын 3-4 сағатқа қысқартуға, суды және шайынды судың құрамындағы хромды үнемдеп, мақпал былғарынын түгін жақсартып, оның біркелкі боялуын мүмкін өтеді. Хромалюминийлеп илеу диффузияны жылдамдатып, ерітіндідегі хром жақсы сіңіп қабаттарға біркелкі таралады, нәтижесінде сырткы ені жақсы, жұмсақ былғары алынады және айын былғарынын ауданы ұлғаяды.

Алюминий илегіштің коллагенге жоғары реақция қабілеттігі азеннін термиялық тұрақтылығы мен бор пылдақтығын арттырып хром илегішімен салыстырғанда қаттылығын азайтады.

КМИ-дің ішінде алюмоцирконий илегіштері (АЦИ) оңды технологиялық қасиеттерімен белгілі. Олар, өндіріс жағдайында илегіш ерітіндісін дайындаудың оңайлығы, оны дайындауға қажетті алюминий тұзының молдығы, ерітіндідегі жоғары тұрақтылығы жартылай фабриқатқа ақ тұс беруі, жақсы илегіштік және толықтырғыштық қасиетінің болуы. Осы қасиеттері АЦИ-ін болашақта алдыңғы қатарлы илегіштердің санына қосады.

Әсіресе АЦИ-ін қой терілерін илеуге қолдануда оның борпылдақ құрылымын нығайтып, толықтырып, физиқалық-механиқалық қасиеттері, көлденең және тік бағыттағы шамалары біркелкіленеді және өңделген жартылай фабриқат ақ тұске ие болады. Илеу процесін ерітіндінің біршама жоғарғы рН көрсөткішінде жүргізуге болады, өзеңнің жиырылу температурасы да жоғары болып илегіш заттар оған біркелкі тарайды. Бейтараптау уротропин мен натрийдың гидросульфитінің қоспасымен жүргізіледі. Илеудің алдында аммоний сульфаты мен ас тұзының қоспасы мен тұзбен өңдеу жүргізіледі.

Илегіш ерітінді былайша дайындалады: алюминий сульфатының ерітіндісінде есептеулі мөлшердегі натрийдың сульфатцирконатын 20-35°С температурада араластыра отырып ерітеді. Онан соң жайлап 10% натрийдың гидроқарбонатты ерітіндісі рН 3,7-3,8 жеткенше қосады, ерітіндіні араластырылып отырады. Осындай әдіспен өңделген былғарының физиқалық-механиқалық және суға төзімділік қасиеттері жоғары, жылуға шыдамды болып, дайын былғарының ауданы кемімей шығады.

АЦИ басқа да илегіштермен ыңғайлы үйлесе алады, мысалы хром тұздарының анионды комплекстерімен, нафталинсульфоқышкылмен және формальдегидпен, жарыққа төзімді ақ тұсті синтетиқалық илегіш "Танниған супер ДЛЕ" және басқаларымен. Мысалы Германияда көнді АЦИ-мен және альдегидтермен алмастыра отырып илеудің бір тұрі ұсынылған, бұл әдіспен иленген былғарының бөткі жағы әсем, ақ тұске ие болған.

АЦИ-ін қолданудың тиімді бағыттарының бірі, оны илеуді жетілдіру мен толықтыруда қолдану. Ерітіндігінің жоғары рН көрсөткіші (3,7—3,8), жақсы толықтырғыштық қасиеті оны хроммен иленген ауыр салмақты мүйізді ірі малдың терілерін (жартылай фабриқат) толықтыру үшін колдануға мүмкіндік жасайды.

Ауыр салмақты мүйізді ірі малдың терілерін илеуде ХЦИ қолданғанда Сг₂О₃: 2гО₂ = (1 : 0,3) - (1 : 0,5) қатынасы ең оптимальды деп есептеледі. Бұл кезде жартылай фабрикаттың жиырылу температурасы артып, барлық топографиялық бөліктерінде терінің тығыздығы бірдей болады. ХЦИ былғарыға жоғары тығыздық беріп толықтыратын болғандықтан илеудің алдында, қатты болып қалмау үшін алдын ала майлау жүргізіледі. Қатионды сипаттағы майлағыш қосылыстарды колданғанда, былғары беті тартылмай, жұмсақтау, сүргілеуге икемді болады, бұл кезде шикізаттың шығыны кеміп, ерітіндідегі илегіш жақсы сініріледі және майлағыш заттар, бір екі таралуының нәтижесінде, май мөлшерін 20-30% ке азайтуға болады.

Кейде илеудің алдында көнді уротропин, мочевина, алқамон, қатиоиды сипаттағы ұстатқыш У-2, дициандиамид шайырларымен өңдейді.

КМИ-дің басқа тұрлеріне қарағанда алюмотитан илегішінің (АТИ) әсері, оның алғашқы компоненттерінің илегіштік әсерінің әлсіздігіне байланысты бәсөңдеу.

Алюминий мен титанның илегіш тұздарымен өңделген былғарының жиырылу температурасы 70°-75°С екендігі белгілі. Бірақ алюминий мен титанның ерітіндіде комплекс түзуі алюмотитан илегішінің илегіштік әсерін жоғарылатады, сонын нәтижесінде илеуден кейін былғарының жиырылу температурасы 80-85°С болады. Тәжірибелердің нәтижесі қой терілерін АТИ ерітіндісімен өңдегенде галантереялық бұйым жасауға жарамды, ақ түсті, жұмсақ былғары алынатынын көрсетті.

Көнді илеуге дайындау тұзбен өңдеу арқылы атқарылады және илеу кезінде терінің ісінуін бәсөндету үшін ас тұзы беріледі.

Бірақ, АТИ илегіштік әсерінің төмеңдігі, оларды аяқ киімнің ұстіңгі бөлігіне былғары жасауда жеке илегіш ретінде қолдануды шектейді. Соған қарамастан АТИ-ің арзандау бағасы, толықтырғыштық қабілеті және былғарыға ақ тұс беруі, оларды былғары өндірісінде аралас илеудің бір компоненті ретінде қолдануға жол ашады.