Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям
На правах рукописи
Вознесенский Эмиль Фаатович
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МОДИФИКАЦИИ СТРУКТУРЫ МАТЕРИАЛОВ КОЖЕВЕННО-МЕХОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ В ПЛАЗМЕ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО РАЗРЯДА ПОНИЖЕННОГО ДАВЛЕНИЯ
05.19.01 - Материаловедение производств текстильной и легкой промышленности А В Т О Р Е Ф Е Р А Т диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук
Казань 2011
Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования Казанский национальный исследовательский технологический университет
Научный консультант: доктор технических наук, профессор Абдуллин Ильдар Шаукатович Официальные доктор химических наук, профессор Исрафилов Ирек Хуснемарданович оппоненты:
доктор технических наук, профессор Кудинов Владимир Владимирович доктор технических наук, профессор Костылева Валентина Владимировна
Ведущая организация:
ФГБОУ ВПО Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления, г. Улан-Удэ
Защита состоится л29 декабря 2011 года в 15.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.080.09 при ФГБОУ ВПО Казанский национальный исследовательский технологический университет, по адресу: 420015, г.Казань, ул. К.Маркса, 68, зал заседаний Ученого совета.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского национального исследовательского технологического университета.
Автореферат разослан л29 ноября 2011 года.
Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук Н.В. Тихонова
Общая характеристика работы
Актуальность темы. С развитием техники и технологии неуклонно возрастают требования к комплексам свойств конструкционных материалов.
Это прежде всего прочность, пластичность, упругость, износостойкость, устойчивость ко всем видам коррозии, изолирующая способность, а также газо-, паро-, влагопроницаемость, капиллярность, пористость, светоотражение и светопропускание, экранирование. Все свойства конструкционных материалов определяются их строением, начиная со структур кристаллических решеток, молекулярных цепей полимеров, многообразия нано- и микроструктур, заканчивая поверхностными и объемными характеристиками материала в целом.
Несмотря на структурное многообразие конструкционных материалов, зачастую не всегда удается добиться традиционными методами избирательного набора свойств. Поэтому на протяжении длительного времени актуальной остается задача создания материалов с регулируемой структурой. Практически все известные методы формирования и модификации структур материалов можно разделить на три категории:
методы формирования структур на атомарном, молекулярном, субмикроскопическом и микроскопическом уровнях; методы объединения структур - создание композиционных материалов; направленное изменение (модификация) сформированных структур. Современные технологии представляют собой комбинацию структуроформирующих и модифицирующих методов.
Натуральные материалы кожевенно-меховой промышленности представляют собой продукт переработки биологического сырья - шкуры животного. В процессе физико-химической переработки сохраняется и химически укрепляется нативная структура волокнистых белков шкуры - коллагена и кератина, при этом происходит освобождение и развитие пористости, привнесение в структуру компонентов, улучшающих физикомеханические, потребительские и эксплуатационные свойства материала.
Тем не менее, вопрос направленного регулирования свойств такого комплексного материала со сложной, сформированной еще до производственных процессов, структурой остается не решенным. Известен ряд методов модификации структур натуральных коллаген- и кератинсодержащих материалов, среди которых применение ионизирующих излучений, лазера, гидродинамических полей и низкотемпературной плазмы разных типов разряда. Большинство известных методов обеспечивают ограниченный набор структурных изменений материалов, в основном ограничивающийся поверхностью или приповерхностным слоем, либо излишне громоздки в аппаратном исполнении метода и обеспечении его производственной безопасности.
Плазма высокочастотного разряда пониженного давления находит широкое применение при модификации материалов с развитой капиллярнопористой структурой, при этом благодаря возможности поддержания плазмы в поровом объеме материала реализуется сквозная или объемная модификация. При взаимодействии с полимерными материалами ВЧ плазма пониженного давления позволяет регулировать шероховатость, проводить полировку поверхности, травление поверхностных слоев, ионное внедрение компонентов, развитие и уплотнение пористости, разрыв и образование межмолекулярных связей, образование активных центров, изменение степени упорядоченности и конформационные изменения полимеров.
Вышеизложенное дает основание предположить возможность применения ВЧ плазмы пониженного давления для комплексной модификации структур натуральных материалов кожевенно-меховой промышленности с целью направленного регулирования физикомеханических, технологических, потребительских и эксплуатационных свойств.
Диссертационная работа направлена на решение актуальной проблемы - создание технологии структурной модификации натуральных высокомолекулярных материалов кожевенно-меховой промышленности для комплексного регулирования свойств путем воздействия высокочастотной плазмой пониженного давления.
Исследования взаимодействия ВЧ плазмы со структурами натуральных высокомолекулярных волокнистых материалов и создание на их основе технологических процессов позволят установить физические основы процессов, границы применимости плазменной технологии в кожевенно-меховой промышленности и при регулировании волокнистопористых структур полимерных материалов.
В диссертации изложены работы автора в период с 2005 по 2011 гг. по комплексному исследованию изменения эксплуатационных и технологических свойств кожевенно-меховых материалов за счет воздействия на структуру неравновесной низкотемпературной плазмы (НТП).
Работа выполнена в Казанском национальном исследовательском технологическом университете в рамках научно-исследовательской работы по Федеральной целевой программе Исследование и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007Ц2012 гг. по теме Развитие центра коллективного пользования научным оборудованием в области получения и исследования наночастиц оксидов металлов, металлов и полимеров с заданными химическим составом и формой (2008Ц2009 гг.), а также по теме Проведение поисковых научно-исследовательских работ в области модификации композитных материалов с использованием электрофизических, электрохимических, сверхкритических флюидных методов в центре коллективного пользования научным оборудованием Наноматериалов и нанотехнологий (2009Ц2010 гг.).
Цель и задачи исследования. Целью работы является разработка теоретических основ комплексной структурной модификации белковых материалов кожевенно-меховой промышленности в плазме высокочастотного разряда пониженного давления.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:
1. Проведение анализа современных методов формирования и модификации структур материалов. Обоснование целенаправленной структурной модификации кожевенно-меховых материалов в плазме высокочастотного разряда пониженного давления.
2. Проведение экспериментальных исследований воздействия ВЧ плазменной обработки на белковые структуры кожевенно-меховых материалов. Установление границ распространения эффектов модификации на разных уровнях структуры коллаген- кератинсодержащих материалов.
3. Исследование изменений физико-химических, физико-механических, технологических и эксплуатационных характеристик кожевенно-меховых материалов под действием структурной ВЧ плазменной модификации.
4. Разработка физической модели влияния факторов НТП модификации на надмолекулярную структуру коллагена и кератина, нано- и микроструктуру кожевенно-меховых материалов.
5. Разработка математической модели влияния параметров НТП воздействия на интенсивность и равномерность изменений в надмолекулярной, нано- и микроструктуре натуральных коллаген- и кератинсодержащих материалов.
6. На основе результатов теоретического и экспериментального исследования структурной ВЧ плазменной модификации натуральных капиллярно-пористых материалов разработать технологии производства кожевенно-меховых материалов с избирательным набором эксплуатационных, потребительских и технологических свойств.
Методики исследования. В диссертационной работе для решения поставленных задач использовались современные методы и методики исследования, в том числе и стандартизованные. Их результаты сопоставлялись с известными данными других авторов.
В качестве объектов исследования выбраны, сырье, полуфабрикаты и кожи из шкур КРС, овчины и свиных, а также полуфабрикаты меховой овчины. Выбор объектов исследования обусловлен тем, что кожи и мех из данных видов сырья составляют свыше 90 % и 80 % вырабатываемых в России кож и меха, соответственно.
Для исследования физико-химических и физико-механических свойств материалов использовались лабораторные методики. Исследования структур кожевенно-меховых материалов, а также их структурных изменений в процессах жидкостной обработки и НТП структурной модификации проводились с использованием современных методов растровой электронной микроскопии, просвечивающей электронной микроскопии, сканирующей зондовой микроскопии, рентгеноструктурного анализа при малых и больших углах рассеяния, ИК-спектроскопии, метода синхронного термического анализа. Данные структурных исследований обобщались и уточнялись на основе метода геометрического моделирования структур.
В исследованиях модификации кожевенно-меховых материалов плазмой ВЧ разряда пониженного давления применялось плазменное оборудование: экспериментальная ВЧ плазменная установка с объемом вакуумной камеры 60 дм3, потребляемая мощность 10 кВт; опытнопромышленная ВЧ плазменная установка - объем вакуумной камеры 300 дм3, потребляемая мощность 10 кВт. Апробация результатов экспериментальных исследований ВЧ плазменной модификации кожевенномеховых материалов в условиях производства проводилась с применением промышленной ВЧ плазменной установки для партионной обработки материалов с объемом вакуумной камеры 4000 дм3, при потребляемой мощности 45 кВт.
Результаты экспериментальных исследований и измерений обрабатывались с применением методов математической статистики.
Теоретические исследования взаимодействия НТП со структурами натуральных высокомолекулярных волокнистых материалов проводились с использованием методов математического моделирования.
Научная новизна работы.
1. Разработаны теоретические основы модификации структур натуральных высокомолекулярных материалов кожевенно-меховой промышленности в плазме высокочастотного разряда пониженного давления.
2. Экспериментально установлено, что НТП воздействие на структуры натуральных кожевенно-меховых материалов имеет комплексный характер и проявляется в изменении надмолекулярной структуры коллагена и кератина, волокнистых нано- и микроструктур, результатом чего является изменение макроскопических свойств кожевенно-меховых материалов.
3. Впервые разработан комплекс геометрических и математических моделей структур натуральных коллаген- и кератинсодержащих материалов, позволяющий объединить данные разнообразных структурных методов исследования; интерпретировать структуры материалов, от надмолекулярной и фибриллярной структуры белков до клеточных и волокнистых микроструктур; описывающих взаимное влияние изменений разных уровней структуры, а также интегральных характеристик материала в целом.
4. Впервые установлено, что НТП воздействие на структуры коллаген- и кератинсодержащих материалов имеет единые физические принципы и проявляется в повышении степени упорядоченности в укладке третичных структур белков коллагена и кератина благодаря нарушению естественных поверхностных оболочек фибрилл; происходит изменение взаимной компоновки фибриллярных наноструктур, что приводит к изменениям микроструктуры материалов и развитию мезопористости; нарушение оболочек и мембран микроструктуры способствует снятию внутренних напряжений в структуре и перераспределению макропористости материала; развитие поверхности отдельных макрокомпонентов материала позволяет повысить проницаемость структуры для обрабатывающих сред.
5. Разработана математическая модель распределения ионов плазмы на поверхности ворсового кожевенного материала и в объеме внутренних пор. В ходе моделирования установлено, что приповерхностный слой ворсового кожевенного материала, наиболее подверженный прямому воздействию ионов слоя положительного заряда ВЧ плазмы пониженного давления ограничивается толщиной 24Ц28 мкм.
6. Разработана математическая модель распределения ионов ВЧ плазмы на поверхности волосяного покрова меха. В ходе моделирования установлено, что низкоэнергетичный ионный поток фокусируется в области выступов кутикулы волоса, при этом плотность ионного потока на выступах увеличивается в 1,5Ц2 раза.
7. На основе геометрических моделей структур и структурных изменений натуральных коллаген- и кератинсодержащих материалов показана возможность их направленного регулирования при НТП модификации и разработана технологическая методика, позволяющая прогнозировать структурные изменения материалов в зависимости от вида, размера исходных структур и параметров НТП воздействия.
8. На основе технологической методики разработаны новые технологии производства кожевенно-меховых материалов с регулируемыми технологическими и эксплуатационными свойствами за счет направленной комплексной модификации белковых микро- и наноструктур в плазме ВЧ разряда пониженного давления.
Практическая значимость работы. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработаны:
- технологии регулирования физико-механических свойств кожи из разных видов сырья на этапе отделочных процессов производства;
- ресурсосберегающие технологии производства макропористой кожи с улучшенными физико-механическими и гигиеническими свойствами;
- технологии производства меха с применением НТП обработки, позволяющие получить одновременно высокие потребительские свойства волосяного покрова и улучшенные гигиенические и физикомеханические свойства кожевой ткани.
Созданные технологические процессы внедрены в промышленное производство на ООО Мелита, ОАО Сафьян, ООО Кожевник, ООО Меховщик.
Суммарный экономический эффект от внедрения ВЧ плазменной модификации в технологию производства кожевенно-меховых материалов составляет 10 млн.руб. в год.
Таким образом, диссертационная работа представляет собой комплекс научно обоснованных технологических решений, способствующих повышению конкурентоспособности отечественной продукции кожевенно-меховой промышленности и заключающихся в создании комплекса новых технологических процессов производства и модификации кожевенно-меховых материалов для улучшения их эксплуатационных и потребительских свойств за счет применения плазмы высокочастотного разряда пониженного давления.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Теоретические основы комплексной структурной модификации материалов кожевенно-меховой промышленности в плазме ВЧ разряда пониженного давления и технологии производства кожевенно-меховых материалов с избирательным набором эксплуатационных, потребительских и технологических свойств. Воздействие ВЧ плазмы пониженного давления на белковые материалы имеет единые физические принципы и проявляется в повышении степени надмолекулярной упорядоченности, трансформации наноструктур белков, микроструктуры материалов, перераспределению пористости, благодаря разрушению нативных межструктурных оболочек и мембран, снятию внутренних напряжений в структуре.
2. Результаты экспериментальных исследований влияния на физикохимические и физико-механические свойства материалов кожевенномеховой промышленности комплексной модификации нативных структур коллагена и кератина в плазме высокочастотного разряда пониженного давления.
3. Теоретические основы моделирования структур материалов кожевенно-меховой промышленности, позволяющие проводить анализ многоуровневой структуры материалов, устанавливать взаимное влияние геометрических параметров разных уровней структуры при исследовании материалов различного происхождения и степени готовности; позволяющие прогнозировать строение и свойства материалов в процессах переработки и плазменной модификации.
4. Физическая и математические модели взаимодействия плазмы ВЧ разряда пониженного давления со структурами натуральных коллаген- и кератинсодержащих материалов, а также результаты теоретических исследований, показывающие характер распределения плазменного воздействия на разных уровнях структуры материалов, позволяющие прогнозировать эффекты структурной модификации в зависимости от вида материала и применяемых параметров плазменного воздействия 5. Основы технологии регулирования структур материалов кожевенно-меховой промышленности в виде технологической методики прогнозирования структурных изменений материалов в зависимости от характеристик исходных структур и параметров ВЧ плазменного воздействия.
6. Новые ресурсосберегающие технологии производства кожи и меха, включающие комплексную структурную модификацию сырья и полуфабрикатов в плазме ВЧ разряда пониженного давления, позволяющие получать материалы с регулируемыми гигиеническими и эксплуатационными свойствами.
Достоверность научных положений, результатов и выводов обеспечивается: использованием современных аттестованных измерительных средств и апробированных методик испытаний согласно ГОСТам; анализом точности измерений; согласованностью теоретических результатов с собственными экспериментальными данными и данными экспериментов и теоретических расчетов из литературных источников;
использованием апробированных базовых методов математического моделирования и допущений, основанных на фундаментальных законах, а также современных численных методов решения физических задач.
Апробация результатов работы и публикации. Основные результаты работы докладывались на международной научнопрактической конференции студентов и молодых ученых Новые технологии и материалы легкой промышленности (Казань, 2006Ц2011), Международной научно-технической конференции Современные проблемы текстильной и легкой промышленности (Москва, 2008), V Международном симпозиуме по теоретической и прикладной плазмохимии XII Школа по плазмохимии для молодых ученых России и стран СНГ (Иваново 2008), Международной конференции по физике плазмы и УТС (Звенигород, 2005, 2009Ц2011), Всероссийской молодежной научной конференции Мавлютовские чтения (Уфа, 2009), III Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых Прикладные аспекты химической технологии полимерных материалов и наносистем (Бийск, 2009), XIII Международной конференции молодых ученых, студентов и аспирантов Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений - V Кирпичниковские чтения (Казань, 2009), Международной научно-технической и образовательной конференции Образование и наука - производству (Набережные челны, 2010), Международной научно-технической конференции Инновационность научных исследований в текстильной и легкой промышленности (Москва, 2010), Международной научнопрактической конференции Кожа и мех в XXI веке: технология, качество, экология, образование (Улан-Удэ, 2009Ц2011), III Международной научно-практической конференции Современные экологические безопасные технологии производства кожи и меха (Киев, 2010), научно-технической конференции Низкотемпературная плазма в процессах нанесения функциональных покрытий (Казань, 2010), Международной конференции и школе молодых ученых и специалистов Физика высокочастотных разрядов (Казань, 2011) и ежегодной научной сессии КГТУ (Казань, 2005Ц2011).
Основные результаты работы изложены в 88 публикациях, в том числе в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК для опубликования результатов докторской диссертации - 27, трех монографиях.
ичный вклад автора в опубликованных в соавторстве работах состоит в выборе и обосновании методики эксперимента, непосредственном участии в проведении экспериментов, анализе и обобщении полученных экспериментальных результатов, в разработке математической модели структурной модификации, формировании научных выводов. Вклад автора является решающим во всех разделах работы.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, глав, общих выводов, библиографии из 480 наименований и приложения. Диссертация изложена на 365 страницах машинописного текста, содержит 60 таблиц и 205 рисунков.
Содержание работы Во введении обоснована актуальность темы диссертационного исследования, сформулирована научная новизна, практическая значимость работы, основные положения выносимые на защиту и представлена структура диссертации.
В первой главе приведены сведения о структурах натуральных коллаген- и кератинсодержащих материалов. Представлен обзор литературы, посвященный перспективным электрофизическим методам структурной модификации волокнистых материалов. Обоснована эффективность применения плазмы высокочастотного разряда пониженного давления для комплексной модификации структуры и свойств натуральных коллаген- и кератинсодержащих материалов.
На основе анализа методов и основных подходов при модификации структур натуральных высокомолекулярных материалов с целью разработки теоретических основ структурной модификации материалов кожевенно-меховой промышленности, проведено обобщение результатов исследований, что позволило сформулировать цель и основные задачи работы.
Во второй главе дан выбор и описание объектов, методов и средств исследования свойств материалов, методик проведения экспериментов. В качестве основных объектов исследования выбраны сырье, полуфабрикаты и кожи из шкур КРС, овчины и свиных, а также полуфабрикаты меховой овчины.
В работе для решения поставленных задач применен комплекс современных методик исследований и описано ВЧ плазменное оборудование - экспериментальная и опытно-промышленная установки высокочастотного емкостного разряда. Входные параметры плазменной обработки варьировались в следующих пределах: расход газа (G) 0,02 - 0,1 г/с, мощность разряда (Wp) 0,1Ц3,0 кВт, рабочее давление в разрядной камере (P) 13,3Ц133 Па; частота генератора (f) 13,56 МГц, продолжительность обработки () 1Ц25 мин, в качестве плазмообразующего газа использовался аргон.
Для структурных исследований применены методы сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии, сканирующей зондовой микроскопии, рентгеноструктурного анализа при малых и больших углах рассеяния, ИК-спектроскопии, метод параллельного термического анализа.
В третьей главе приводятся результаты теоретических и экспериментальных исследований структуры и НТП структурной модификации натуральных коллагенсодержащих материалов кожевенно меховой промышленности. Для анализа волокнисто-пористой структуры натурального коллагенсодержащего материала и обобщения известных данных о структурах коллагена проведено плоскостное геометрическое моделирование. По единому принципу разработаны масштабные геометрические модели структур от триплетной макромолекулы до макроэлемента структуры. Показана зависимость между геометрическими размерами коллагеновых структур и двумя компонентами пористости материала: пористостью между первичными волокнами - первичной, мезопористостью (0,1Ц1 мкм); и между вторичными волокнами - вторичной, макропористостью (1Ц100 мкм).
Разработана модель структурных изменений материала на основных стадиях производства кожи, установлены закономерности развития разных уровней пористости материала в процессах производства.
Для установления пространственных особенностей волокнистопористой структуры натурального коллагенсодержащего материала на основе плоскостных разработаны трехмерные геометрические модели структуры. Пространственные модели позволили установить распределение внутренней поверхности материала между его первичной и вторичной пористостью. В ходе анализа пространственных моделей установлено, что до 95 % внутренней поверхности пор кожевенного материала сосредоточено в мезопористом компоненте или первичной пористости.
Экспериментально исследовано влияние НТП структурной модификации на физико-химические и физико-механические свойства кожевенного материала, основным критерием влияния НТП модификации на свойства материала выбраны показатели гидрофильности и степени структурирования.
Установлены четыре характерных режима ВЧ плазменной модификации разных видов кожевенного сырья и полуфабрикатов, приводящие к однотипным изменениям структур кожевенных материалов и влияющие на показатели гидрофильных свойств и степень структурирования: I режим, повышающий показатели гидрофильности и понижающий степень структурирования за счет физической активации поверхностного слоя материала и развития его первичной пористости (Wp = 1,3 кВт, P = 13,3 Па, GAr = 0,04 г/с, = 3 мин - для сырья и голья КРС; Wp = 1,3 кВт, P = 13,3 Па, GAr = 0,04 г/с, = 5 мин - для сырья и голья овчины; Wp = 1,2 кВт, P = 13,3 Па, GAr = 0,04 г/с, = 5 мин - полуфабриката из сырья КРС и свиного; Wp = 1,6 кВт, P = 13,3 Па, GAr = 0,04 г/с, = 5 мин - для полуфабриката овчины); II режим, снижающий показатели гидрофильных свойств и повышающий степень структурирования за счет уплотнения поверхностного слоя и первичной пористости материала (Wp = 1,8 кВт, P = 13,3 Па, GAr = 0,04 г/с, = 5 мин - для сырья, голья КРС и овчины, полуфабриката из сырья КРС;
Wp = 1,6 кВт, P = 13,3 Па, GAr = 0,04 г/с, = 5 мин - для полуфабриката из свиного сырья; Wp = 1,2 кВт, P = 13,3 Па, GAr = 0,04 г/с, = 5 мин - для полуфабриката овчины); III режим, переходный, снижающий показатели гидрофильных свойств и повышающий степень структурирования за счет уплотнения поверхности и всех компонентов пористости кожевенного материала (Wp = 2,0Ц2,3 кВт, P = 13,3 Па, GAr = 0,04 г/с, = 5Ц15 мин - для всех исследованных материалов); IV режим - режим деструкции материала, характеризующийся резким снижением показателей гидрофильности, степени структурирования материала и его физико-механических свойств, за счет термической и высокоэнергетической деструкции коллагена (Wp = 2,3Ц2,6 кВт, P = 13,3 Па, GAr = 0,04 г/с, = 10Ц25 мин - для всех исследованных материалов). Структурные изменения коллагенсодержащего материала, характерные для режимов IЦIII в значительной степени зависят от времени плазменного воздействия, наблюдается их накопление в процессе НТП обработки.
Экспериментально показано, что активация поверхностного слоя и развитие первичной пористости при НТП сруктурной модификации коллагенсодержащего материала в I режиме способствует улучшению его технологических свойств, а именно повышается сорбционная способность при взаимодействии с обрабатывающими растворами, улучшается фиксация реагентов структурой. Установлено, что НТП структурная модификация коллагенсодержащих материалов в I режиме позволяет интенсифицировать технологические процессы производства - преддубильные процессы - на 10Ц20 %; дубление - на 13Ц20 %;
жидкостные отделочные процессы - на 15Ц30 %. Физико-механические свойства кож, полученных с применением НТП структурной модификации в сравнении с немодифицированными приведены в табл. 1.
Экспериментально установлено, что НТП модификация натурального коллагенсодержащего материала вызывает изменения в интервале структур от надмолекулярной, внутрифибриллярной, фибриллярной, надфибриллярной, вплоть до микроструктуры и макроскопических свойств кожевенного материала.
Методом рентгеноструктурного анализа при больших углах рассеяния установлено повышение упорядоченности поперечной ориентации макромолекул коллагена в образцах после НТП модификации. Малоугловые рентгеноструктурные исследования показали повышение продольной упорядоченности внутрифибриллярной структуры. После НТП модификации повышается интенсивность и количество малоугловых рефлексов большого периода упорядоченности коллагена, увеличиваетя равномерность внутрифибриллярной структуры.
Таблица 1. Влияние НТП структурной модификации на физико-механические свойства кож Образец Показатели С применением НТП Контрольный модификации Обувная кожа из сырья КРС Предел прочности при растяжении, МПа 27,3 24,Напряжение при появлении трещин лицевого слоя, МПа 25,6 24,Удлинение при напряжении 10 МПа, % 28 Удлинение при появлении трещин лицевого слоя, % 45 Удлинение при разрыве, % 55 Средняя толщина, мм 1,18 1,Галантерейная кожа из свиного сырья Предел прочности при растяжении, МПа 22,9 20,Напряжение при появлении трещин лицевого слоя, МПа 21,2 20,Удлинение при напряжении 10 МПа, % 30 Удлинение при появлении трещин лицевого слоя, % 59 Удлинение при разрыве, % 59 Средняя толщина, мм 0,88 0,Кожа для одежды и головных уборов из сырья овчины Предел прочности при растяжении, МПа 10 8,Напряжение при появлении трещин лицевого слоя, МПа 8,7 8,Удлинение при напряжении 10 МПа, % 104 Удлинение при появлении трещин лицевого слоя, % 110 1Удлинение при разрыве, % 122 1Средняя толщина, мм 1,19 0,Изменения наноструктуры коллагеновых фибрилл под действием НТП модификации установлены при исследовании ультратонких срезов структуры методом просвечивающей электронной микроскопии. Происходит удаление поверхностного слоя фибрилл, что обеспечивает возможность взаимного химического структурирования фибрилл при последующей жидкостной обработке с потерей около 50 % их поперечного размера.
Влияние НТП модификации на волокнистую микроструктуру кожевенного материала исследовались методом РЭМ. Изменения в надмолекулярной и фибриллярной структурах коллагена обуславливают накопление внутренних напряжений в микроструктуре, которые снижаются в результате нарушения ретикулиновых оболочек первичных и вторичных коллагеновых волокон и их последующей переориентации под действием несамостоятельного разряда в порах материала.
Параметром микроструктуры, определяющим сорбционные и технологические свойства кожевенного материала является первичная пористость (мезопористость) внутри волоконных пучков, содержащая в себе до 95 % внутренней поверхности материала. При НТП модификации происходит развитие первичной пористости, что установлено для всех видов кожевенных полуфабрикатов, а также кожевой ткани мехового полуфабриката (рис. 1).
а б в г Рис. 1. Микрофотографии образцов коллагенсодержащих материалов: а, б - кожевенный полуфабрикат из сырья КРС исходный образец (а) и после НТП обработки в режиме Wp = 1,2 кВт, P = 13,3 Па, GAr = 0,04 г/с, = 5 мин (б); в, г - кожевая ткань меховой овчины исходный образец (в) и после НТП обработки в режиме Wp = 1,6 кВт, P = 13,3 Па, GAr = 0,04 г/с, = 5 мин (г) Результаты структурных исследований анализировались и обобщались на основе геометрических моделей. Проведено геометрическое и математическое моделирование изменений первичной и вторичной пористости кожевенного материала при НТП модификации в трех основных экспериментально установленных режимах.
Результаты моделирования демонстрируют существенные изменения мезопористости кожевенного материала при НТП модификации в IЦIII режимах (от 48,9 % до 8,4 %). Наибольшие значения первичной пористости материала обеспечиваются при НТП модификации в I режиме, что согласуется с экспериментальными данными.
Таким образом, НТП модификация структуры натурального коллагенсодержащего материала, сочетающая в себе эффекты поверхностного и объемного воздействия заключается:
- в нарушении поверхностных оболочек коллагеновых фибрилл, первичных и вторичных волокон, что снижает внутренние напряжения в структуре; приводит к перераспределению и повышению упорядоченности надмолекулярных внутрифибриллярных структур;
облегчает взаимное структурирование фибрилл; повышает степень разделения и взаимную подвижность первичных и вторичных волокон;
обеспечивает предпосылки к перераспределению компонентов пористости;
- в развитии пористости и перераспределении отдельных ее компонентов при горении несамостоятельных разрядов в поровом объеме;
- в развитии и очистке поверхностных слоев материала благодаря низкоэнергетичной ионной бомбардировке.
В четвертой главе представлены результаты экспериментальных и теоретических исследований структуры и структурной модификации натуральных кератинсодержащих материалов в плазме ВЧ разряда пониженного давления. Для анализа структурных особенностей и обобщения известных теоретических сведений проведено геометрическое моделирование структур кератина. В ходе моделирования установлено, что пористая структура кератинового волокна образована преимущественно закрытыми порами, при этом макропористый компонент локализуется в сердцевинном слое (0,5 - 1 мкм), мезопористый - представляет собой закрытые внутриклеточные поры паракортекса (0,01Ц0,1 мкм), микропоры представляют собой щелевидные поры в межклеточном матриксе (0,005Ц0,015 мкм).
Экспериментально исследовано влияния НТП модификации на физикохимические и физико-механические свойства волосяного покрова меха. В качестве параметров, характеризующих плазменное воздействие, выбраны показатели гидрофильности волоса и его термо- и хемостойкости.
Экспериментально установлены пять характерных режимом плазменного воздействия, вызывающие в материале однотипные изменения, влияющие на физико-механические, физико-химические и технологические свойства: режим поверхностного воздействия на волокна, незначительно повышающий гидрофильные свойства снижающий термо- и химическую стойкость (Wp = 1 - 1,2 кВт, P = 13,3 Па, GAr = 0,04 г/с, = 3 мин); режим поверхностного воздействия с пробоем микропор кортекса, повышающий гидрофильные свойства и вызывающий повышение термостойкости (Wp = 1,3Ц1,6 кВт, P = 13,3 Па, GAr = 0,04 г/с, = 5 мин); режим интенсивной поверхностной и объемной модификации, вызывающий частичное структурирование кератина, характеризуется максимальными значениями гидрофильных свойств, прочности, термостойкости (Wp = 1,6Ц2,0 кВт, P = 13,3 Па, GAr = 0,04 г/с, = 5 мин); режим интенсивного поверхностного воздействия, приводящий к значительному повреждению кутикулы, повышает гидрофильные свойства резко снижает прочность, термо- и химическую стойкость волокон (Wp = 2,0 - 2,5 кВт, P = 13,3 Па, GAr = 0,04 г/с, = 5Ц10 мин); режим деструкции материала (Wp = 2,5Ц3,0 кВт, P = 13,3 Па, GAr = 0,04 г/с, = 10Ц25 мин). Так же, как и в случае модификации структуры кожевенного материала, поверхностные эффекты ВЧ плазменной модификации накапливаются в процессе обработки.
Экспериментально установлено, что структурная НТП модификация натуральных кератинсодержащих материалов повышает значения показателей гидрофильных свойств, что способствует повышению равномерности и интенсификации жидкостных обработок - крашения на 30Ц60 %, осветления на 10Ц25%. Результаты исследования влияния НТП структурной модификации на физико-механические и физико-химические свойства волосяного покрова меха представлены в табл. 2.
Таблица 2. Влияние НТП модификации на физико-механические и физикохимические свойства волосяного покрова полуфабриката меховой овчины Образец Показатели С применением НТП Контрольный модификации Прочность волоса на разрыв, Н 0,84 0,Температура текучести, 0С 285 2Щелочная растворимость, % 17,95 18,Кислотная растворимость, % 20,0 18,Щелочная емкость, мэкв/г 1,21 1,Кислотная емкость, мэкв/г 0,68 0,Экспериментально исследовано распределение эффектов НТП модификации в структурах кератина. Результаты рентгеноструктурных исследований свидетельствуют о повышении степени упорядоченности надмолекулярной структуры кератина. НТП модификация сопровождается изменениями коркового вещества, данные просвечивающей микроскопии демонстрируют увеличение внутриклеточных пор паракортекса и уплотнение клеточной структуры ортокортекса, что связано с пробоем газовых промежутков микропор коркового слоя и травлением клеточных мембран. Методом просвечивающей электронной микроскопии установлено, что НТП травление поверхности волоса приводит к фактическому удалению эпи- и части экзокутикулы.
Методами растровой электронной и сканирующей зондовой микроскопии установлено, что при НТП обработке происходит травление кутикулы волоса, частичное удаление выступающих краев кутикулярных клеток и вскрытие гидрофильных областей кутикулярного матрикса (рис. 2).
а б в г Рис. 2. Микроструктура кутикулы волосяного покрова меха овчины: а, б - РЭМ изображение 5 000, исходный образец (а), образец после ВЧ плазменной модификации в режиме Wp = 1,6 кВт; P =13,3 Па; =5 мин; GAr =0,04 г/с (б); в, г - СЗМ изображение 3 мкм3 мкм, исходный образец (в), образец после ВЧ плазменной модификации в режиме Wp = 1,6 кВт; P =13,3 Па; =5 мин; GAr =0,04 г/с (г) Таким образом, установлено, что НТП воздействие на структуру натурального кератинсодержащего материала проявляется в нарушении естественных инертных барьеров, нарушении оболочек макрофибрилл при пробое закрытых пор паракортекса, травлении клеточных мембран кортекса при пробое щелевидных пор в межклеточном пространстве и зажигании несамостоятельного разряда в сердцевинном слое; удалении инертной эпикутикулы с поверхности волокна и вскрытии областей гидрофильного кутикулярного матрикса. НТП модификация структуры обеспечивает повышение показателей гидрофильности, выравнивает рельеф кутикулы и способствует комплексному улучшению технологических и гигиенических свойств кератинсодержащего материала.
В пятой главе дается теоретическое обоснование механизмов модификации структур натуральных коллаген- и кератинсодержащих материалов в плазме ВЧ разряда пониженного давления. При обработке материала капиллярно-пористой структуры в ВЧ плазме у его внешней поверхности формируется слой положительного заряда (СПЗ). Со стороны СПЗ на поверхность обрабатываемого материала поступает постоянный поток ионов и импульсно-периодический поток электронов.
Электронный поток на противоположные поверхности образца поступает в противофазе, что обеспечивает поддержание внутри материала переменного электрического поля с амплитудой напряженности до 105 В/м. В результате в порах возникает пробой с образованием заряженных частиц. Ионы плазмы, ускоряясь в СПЗ до энергии 70 - 100 эВ бомбардируют поверхность материала. Модификация внешней поверхности материала осуществляется за счет кинетического воздействия ионов плазмы, объемная модификация внутренней структуры обеспечивается рекомбинацией ионов на стенках пор.
При обработке материалов капиллярно пористой структуры в плазме ВЧ разряда пониженного давления реализуются два основных направления модификации - поверхностная и объемная модификация поверхности пор и капилляров. Для теоретического исследования поверхностной НТП модификации натурального коллагенсодержащего материала разработана численная модель инжекции заряженных частиц в пористую структуру коллагенсодержащего материала на основе метода Монте-Карло. Для моделирования процесса использовалась пространственная геометрическая модель дермы, первичные и вторичные коллагеновые волокна моделировались эллиптическими цилиндрами равномерно, трехмерно переплетенными в элементарном объеме модели.
Распределение ионного потока в структуре волокнистого материала рассматривалось путем прямого статистического моделирования. С помощью генератора случайных чисел задавались координаты ионов, направленных к поверхности элементарной площадки модели. Предполагалось, что ионы направлены перпендикулярно геометрической поверхности образца.
Определялись точки пересечения траектории частиц с модельными волокнами.
Подсчитывалось количество частиц, попадающих на определенную глубину.
Модель позволяет оценить границы распространения эффектов структурной модификации по толщине материала под действием ионного потока СПЗ с кинетической энергией ионов 70Ц100 эВ, глубина инжекции заряженных частиц в структуру определяет первичную ионизацию газовых промежутков пор и последующую их объемную модификацию. В результате моделирования установлено, что глубина инжекции частиц плазмы в ворсовую структуру кожи без учета изменения их траектории составляет величины порядка 24Ц26 мкм.
Часть налетающих ионов, обладающих пониженной кинетической энергией, способны к отклонению положительно заряженными участками белковой молекулы, также возможна вторичная ионизация атомов материала или газа в порах, с изменением траектории движения исходной частицы. К дополнительному углублению в волокнистую структуру кожевенного материала при отклонении траектории способны ионы попавшие в поры, что составляет согласно модели 56,4 %. Для всех отклоненных ионов с помощью генератора случайных чисел рассчитаны траектории отклонений и определены координаты столкновений с поверхностью материала. На рис. 3 приведена гистограмма распределения по глубине материала ионов плазмы, инжектированных в поры материала, при трех отклонениях траектории.
Рис. 3. Гистограмма распределения по глубине материала ионов плазмы, инжектированных в поры На основе полученных расчетных данных приповерхностным слоем ворсового кожевенного материала, более подверженным воздействию ионов СПЗ, является слой толщиной в 24Ц26 мкм, а с учетом отклонений ионов - до 28 мкм. При этом интенсивность воздействия СПЗ к нижней границе приповерхностного слоя составляет до 10Ц12 % от воздействия на поверхности. Таким образом, в порах кожевенного материала на глубине до 28 мкм от ворсовой поверхности формируются несамостоятельные разряды; заряженные частицы, из которых мигрируют вглубь макропористой структуры кожи, а также внутрь первичных пор, обеспечивая условия первичной ионизации.
Распространение фактора первичной ионизации обуславливает эффект объемной, сквозной модификации пористого объема кожевенного материала.
Для исследования характеристик процессов объемной модификации на основе построенной пространственной модели кожевенного материала исследована структура внутренних пор.
Первоначально рассмотрена трехмерная структура вторичных макропор материала. Для установления влияния объемной модификации на волокна материала подробно рассмотрено одно вторичное волокно и примыкающие к его поверхности (в окрестности по Z - 40 мкм, по X - 250 мкм, по Y - 90 мкм) вторичные поры. Вдоль каждого вторичного волокна правильно чередуются пористые участки сложной геометрии.
Регулярность расположения прилегающих пор связана с регулярностью структуры. Исследована равномерность количественного распределения налетающих частиц на внутреннюю поверхность волокна.
Геометрическое распределение налетающих частиц на поверхности волокна представлено на рис. 4. Из рисунка видно, что наибольшая плотность соответствует участкам волокна, граничащим с крупными макропорами, выявляются регулярные области снижения плотности, что связано с регулярной структурой модели, границы градиентов плотности в виде секторов эллипса воспроизводят эллиптическое строение структурных элементов.
Проведено численное моделирование инжекции заряженных частиц со стороны вторичных пор материала внутрь вторичных волокон.
В ходе моделирования установлено, что около 91 % частиц инжектируют из вторичных пор в первичные поры внутри коллагеновых пучков, при этом глубина инжекции составляет 1,6Ц4,4 мкм.
Проникновение заряженных частиц в первичные поры обеспечивает возникновение первичного пробоя и распространение разряда во взаимосвязанной системе первичных пор.
а б Рис. 4. Результаты расчетов распределения ионов плазмы на внутренней поверхности одного вторичного волокна: а - гистограмма распределения; б - развертка поверхности вторичного волокна Для установления механизма воздействия потока ВЧ плазмы пониженного давления на волосяной покров меха разработана математическая модель низкоэнергетичной ионной бомбардировки поверхности кутикулы волоса.
На первом этапе моделирования на основе плоскостной построена пространственная геометрическая модель волоса. Стержень волокна моделировался эллиптическим цилиндром с соотношением полуосей 2:и максимальным поперечным размером 40 мкм. Кутикула построена с помощью поверхностей, описываемых тригонометрическими функциями вида:
z h(cos(t) 1) / 2;
x a / b z tg()sin(t);
y z tg()cos(t), где t - угловой параметр; h - длина клетки кутикулы; a,b - полуоси эллипса; - угол наклона клетки к оси волокна.
На втором этапе моделирования проведен теоретический эксперимент исследования влияния геометрии кутикулы на траекторию бомбардирующих ионов при ВЧ плазменной модификации волосяного покрова меховой овчины. На моделируемой поверхности задано равномерное распределение отрицательного заряда. С момента старта на частицу действуют электростатические силы распределенного отрицательного потенциала мишени. Траектория частицы определяется суперпозицией действующих на нее сил.
Рассчитаны траектории движения частиц к заряженной поверхности волоса (рис. 5а). Для численной оценки процесса проведен теоретический эксперимент на основе метода Монте-Карло.
Моделировалось движение к заряженной поверхности геометрической модели 50 000 ионов, фиксировалось конечное положение траектории.
Поверхность геометрической модели маркировалась параметром плотности ионного потока (рис. 5б).
а б Рис. 5. Результаты расчета влияния рельефа кутикулы на распределение низкоэнергетичного ионного потока на поверхности волоса: а - рассчитанные траектории ионов к поверхности волоса; б - карта плотности ионного потока на поверхности волоса.
В ходе моделирования установлено, что низкоэнергетичный ионный поток на поверхности волоса фокусируется в области выступов кутикулы, при этом плотность ионного потока на выступах увеличивается в 1,5Ц2 раза, что подтверждает экспериментально установленный механизм травления и истончения выступов кутикулы.
На основе результатов экспериментальных и теоретических исследований, а также геометрических моделей структурных изменений натуральных коллаген- и кератинсодержащих материалов при НТП модификации, разработана технологическая методика расчета зависимости относительных микродеформаций первичных (1), вторичных коллагеновых волокон (2) и образца кожевенного материала (3), а также изменения размеров клеток кутикулы волоса (H3), межклеточных (H2) и внутриклеточных (H1) пространств кортекса от входных параметров ВЧ плазменной модификации кинетической (Qк), потенциальной энергии ионов (Qп), плотности ионного тока (Ji), продолжительности обработки () и параметров исходной структуры материала - внутренней поверхности трех уровней пористой структуры (S1, S2, S3), среднему углу наклона волокнистых элементов (), размеров структур (d1, d2, dТ3):
1 9,2578106 Qп Ji cos S'1 X 1 9,2578 106 Qп (1,3902 103 Qк 90,0450 103 ) Ji cos .
S'2 lСПЗ X S' '3 106 Qп (1,3902 103 Qк 90,0405 103 ) Ji cos 9,25lСПЗ S' 2,1549 9,2578 106 Qп (1,3902 103 Qк 90,0405 103 ) Ji 5,3983.
d(Q Qк 0,0198) Ji 0,0877 п lСПЗ Qп Ji dH1 0,0106 , S1 S2 d d (Qп Qк 0,0198) Ji 0,08 lСПЗ Qп Ji d1 H2 0,0106 , S1 S2 X H3 (Qк Qп) Ji 8,2972106 / d3 '.
Данные модели позволяют прогнозировать структурные изменения как кожевой ткани, так и волосяного покрова и материалов схожего строения в процессе НТП модификации при наличии сведений о размерах и взаимном расположении структурных элементов, локализации и соотношении разных уровней пористости, а также параметров плазменного воздействия.
Шестая глава посвящена разработке технологии производства кожевенного и мехового полуфабриката с применением структурной модификации в плазме ВЧ разряда пониженного давления. Описаны технологические процессы производства кожи и меха с избирательным набором физико-механических, гигиенических и потребительских свойств.
Проведение ВЧ плазменной модификации структуры сырья и полуфабрикатов перед каждым жидкостным процессом производства позволяет интенсифицировать обработку на 10Ц15 %, однако данный подход существенно замедляет переработку за счет необходимости операций погрузки-выгрузки, а также нарушает партионность, непрерывность технологии, оказывает негативное влияние на равномерность влагосодержания сырья и полуфабрикатов. Проведенные исследования показали, что наиболее рационально производить структурную НТП модификацию материала перед отмокой, дублением и отделочными процессами и операциями.
При НТП модификации сформированной структуры кожи и кожевой ткани меха после дубления перед отделочными процессами возможно регулируемое формирование структуры. Для проведения регулирования эффективна методика прогнозирования структуры при НТП модификации.
Так как входными данными для расчета являются основные параметры модифицируемой структуры и энергетические характеристики ВЧ плазменного воздействия, необходимо провести предварительный анализ структуры материала, исходя из применяемой на производстве технологии выделки и вида сырья. Расчет позволяет спрогнозировать микродеформации трех уровней структуры. Подбор расчетных значений коэффициентов деформации обеспечивает достижение следующих основных свойств материала - табл. 5.
Таблица 5. Параметры прогнозирования структур кожевенно-меховых материалов при НТП модификации Варианты сочетаний Шифр расчетных Прогнозируемые свойства Область применения коэффициентов 1 2 Т3 Кожевая ткань Повышение технологичности Полуфабрикаты перед дермы, высокие сорбционные проведением жидкостных мини- макси- миник 1 свойства, высокие показатели отделочных процессов, мум мум мум гидрофильности, повышение нанесением прочности пропитывающих составов При выработке подклаПовышение гигроскопичности мини- макси- макси- дочных кож, кож для к 2 материала, повышение мум мум мум одежды и головных прочности уборов мини- мини- макси- Повышение воздухопроницае- Кожи для верха к мум мум мум мости, повышение прочности безподкладочной обуви Повышение инертности мини- мини- мини- Технические кожи, кожи к 4 структуры и прочности, мум мум мум для верха обуви снижение пластичности Снижение прочности, снижение максик 5 любой любой структурированности дубленой Не применяется мум дермы H1 H2 H3 Волосяной покров Процессы первичной в 1 0 0 0,1 Очистка поверхности волоса обработки меха Повышение термостойкости Отделочные процессы в -0,1 - волоса, очистка и активация в 2 0,5Ц0,7 0,2Ц0,3 производстве меховой -0,05 поверхности, повышение овчины и пушнины технологичности Повышение гигроскопичности, Отделочные процессы в минив 3 0,8Ц1,0 0,4Ц0,5 термостойкости, прочности, производстве шубной мум технологичности овчины Повышение технологичности, Осветление и крашение снижение термо-хемостойкости, 0,01 - -0,25 - волосяного покрова меха, в 4 0,6Ц0,7 сглаживание рельефа, 0,1 -0,1 снижение повышение проницаемости свойлачиваемости структуры Удаление значительной доли в 5 любой любой 0,8Ц1,0 Не применяется кутикулы, разрушение волокна На основе результатов экспериментальных, теоретических исследований влияния параметров плазменного воздействия на структуры материалов предложены наиболее рациональные схемы технологических процессов производства кожи и меха (рис. 6).
Кожевенное сырье Меховое сырье ВЧ плазменная модификация структуры ВЧ плазменная модификация структуры сырья по варианту к 1 или к 2 (табл. 5) кожевой ткани и волосяного покрова при сочетании вариантов к 2 и в 1 (табл. 5) Отмочно-зольные процессы Отмока Пикелевание Пикелевание Дубление Дубление ВЧ плазменная модификация структуры кожевой ВЧ плазменная модификация структуры ткани по варианту (табл. 5): кожевой ткани и волосяного покрова при - к 2 - кожи для одежды и головных уборов, сочетании вариантов (табл. 5):
подкладочные; - к 3 и в 2 - для меховой овчины;
- к 3 - кожи для верха бесподкладочной обуви; - к 4 и в 3 - для шубной овчины - к 4 - кожи для верха обуви, технические кожи Крашение, жирование и отделочные операции Крашение, жирование и отделочные в операции а Рис. 6. Схемы технологических Кожевенное сырье процессов производства кожи и меха с применением плазменной ВЧ плазменная модификация структуры модификации сырья и сырья по варианту к 2 (табл. 5) полуфабрикатов: а - технологии регулирования физико-механических свойств кожи из разных видов сырья Отмочно-зольные процессы на этапе отделочных процессов производства; б - технологии Пикелевание производства макропористой кожи; в - технологии производства меха с ВЧ плазменная модификация структуры применением НТП обработки кожевой ткани по варианту к 3 (табл. 5) Дубление ВЧ плазменная модификация структуры кожевой ткани по варианту к 3 (табл. 5) Крашение, жирование и отделочные операции б Материалы, полученные по предложенным схемам, обладают улучшенными технологическими, потребительскими и эксплуатационными свойствами по сравнению с произведенными по типовым технологиям. Так, например, у кожевенных материалов повышается температура сваривания на 5Ц10 %, пористость на 10Ц20 %, прочность при растяжении на 12-17 %; у меховых материалов повышается температура сваривания на 3Ц6 %, пористость на 13Ц28 %, прочность при растяжении на 10Ц13 %. Кроме этого, применение ВЧ плазмы пониженного давления позволяет интенсифицировать жидкостные процессы при производстве кожевенного и мехового полуфабриката на 20Ц30 %.
В приложении содержаться акты использования результатов диссертационной работы на ООО Мелита, ОАО Сафьян, ООО Кожевник и ООО Меховщик. Суммарный экономический эффект от внедрения ВЧ плазменной модификации в технологию производства кожевенно-меховых материалов составляет 10 млн.руб. в год.
ВЫВОДЫ 1. Разработаны теоретические основы модификации структур материалов кожевенно-меховой промышленности в плазме ВЧ разряда пониженного давления в виде комплекса физической, геометрических и математических моделей. Теоретические основы устанавливают закономерности направленного изменения надмолекулярной, нано- и микроструктуры натуральных коллаген- и кератинсодержащих материалов в результате воздействия ВЧ плазмы пониженного давления.
2. Разработаны физическая и математические модели взаимодействия ВЧ плазмы пониженного давления с натуральными высокомолекулярными волокнистыми материалами. Результаты моделирования показали, что вследствие проникновения заряженных частиц из плазмы вглубь материала в поровом объеме создаются условия для электрического пробоя. Эффективность модификации внутренней структуры материала определяется величиной пористости и особенностями геометрии его пор.
3. Разработан комплекс геометрических и математических моделей структур натуральных коллаген- и кератинсодержащих материалов, позволяющий объединить данные разнообразных структурных методов исследования; интерпретировать структуры материалов, от надмолекулярной и фибриллярной структуры белков до клеточных и волокнистых микроструктур; описывающих взаимное влияние изменений разных уровней структуры, а также интегральных характеристик материала в целом.
4. Установлено, что структурная ВЧ плазменная модификация натуральных коллаген- и кератинсодержащих материалов, сочетающая в себе эффекты поверхностного и объемного воздействия, обладает общностью физических механизмов и заключается в нарушении естественных инертных барьеров, поверхностных оболочек фибрилл, волокон, клеточных мембран, при горении несамостоятельных разрядов в порах, что снижает внутренние напряжения в структуре; приводит к перераспределению и повышению упорядоченности надмолекулярных внутрифибриллярных структур коллагена и кератина; облегчает взаимное структурирование фибрилл; повышает степень разделения и взаимную подвижность микроструктур; обеспечивает развитие и перераспределение компонентов пористости, очистку поверхностных слоев и изменение макроскопических свойств материалов.
5. В результате проведенных экспериментальных исследований показано, что модификация структур натуральных коллаген- и кератинсодержащих материалов кожевенно-меховой промышленности позволяет получить кожу и мех с регулируемыми физикомеханическими, технологическими и эксплуатационными свойствами:
- у кожи и кожевой ткани меха регулируется пластичность от -10 % до 17 %, при этом увеличивается предел прочности на 10Ц15 %, пористость на 5Ц10 %, температура сваривания на 5Ц70С.
- у волосяного покрова меха повышается термостойкость на 5Ц7 %, прочность на 30Ц40 %.
6. На основе результатов, полученных при численном моделировании установлено влияние микроструктуры и пористости материалов на распределение низкоэнергетичных ионов ВЧ плазмы в структуре. При ВЧ плазменной обработке ворсового кожевенного материала наиболее подвержен прямому кинетическому воздействию ионов слоя положительного заряда плазмы приповерхностный слой материала толщиной 24Ц28 мкм, низкоэнергетичный ионный поток распространяется в макро- и мезопористых областях структуры, обеспечивая поддержание несамостоятельных разрядов в порах. При ВЧ плазменной модификации волосяного покрова меха низкоэнергетичный ионный поток фокусируется в области выступов кутикулы, процесс ионного травления обеспечивает выравнивание рельефа кутикулы и вскрытие гидрофильных областей структуры.
7. Разработана технологическая методика прогнозирования структуры и свойств кожевенно-меховых материалов в зависимости от параметров НТП воздействия. На основе технологической методики предложены ресурсосберегающие технологии производства широкого ассортимента кожевенно-меховых материалов с регулируемыми свойствами за счет применения в технологическом цикле НТП структурной модификации сырья и полуфабрикатов.
8. Разработанный комплекс технологических процессов позволил решить важную задачу легкой промышленности - повышение качества кожевенно-меховых материалов и регулирование их свойств при модификации структуры в плазме ВЧ разряда пониженного давления, что обеспечило экономический эффект в 10 млн. руб.
Работы по теме диссертации Монографии 1. Кулевцов, Г.Н. Повышение эффективности использования сырья, полуфабриката, отходов и вспомогательных материалов кожевенного производства с применением низкотемпературной плазмы / Г.Н. Кулевцов, Л.Р. Джанбекова, И.Ш. Абдуллин, В.С. Желтухин, И.В. Красина, Э.Ф. Вознесенский. Казань: ИздЦво Казан. гос. технол унЦта, 2008. - 260 с.
2. Абдуллин, И.Ш. Моделирование микроструктуры кожевенного материала на стадиях производства и при ВЧЕ-плазменной обработке / И.Ш. Абдуллин, Э.Ф. Вознесенский, В.С. Желтухин, И.В. Красина. - Казань: Изд-во Казан. гос. технол. ун-та, 2009. - 228 с.
3. Вознесенский, Э.Ф. Теоретические основы структурной модификации материалов кожевенно-меховой промышленности в плазме высокочастотного разряда пониженного давления / Э.Ф. Вознесенский, Ф.С. Шарифуллин, И.Ш. Абдуллин. - Казань: Изд-во Казан. гос. технол. ун-та, 2011. - 364 с.
Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК РФ 4. Вознесенский, Э.Ф. Структурные изменения кожевенных материалов под воздействием высокочастотной плазмы пониженного давления / Э.Ф. Вознесенский, А.Ф. Дресвянников, И.В. Красина, Г.Н. Кулевцов // Вестник Казанского технологического университета. - 2005, № 2, Ч. 2. - С. 265Ц269.
5. Вознесенский, Э.Ф. Влияние плазменной обработки на качество проведения процессов выработки натуральной кожи / Э.Ф. Вознесенский, А.Ф. Дресвянников, А.М. Мухаметшин, И.В. Красина // Вестник Казанского технологического университета. - 2005, № 2, Ч. 2. - С. 269Ц273.
6. Кулевцов, Г.Н. Улучшение технологических свойств кожевенного сырья путем применения ВЧ плазмы пониженного давления / Г.Н. Кулевцов, И.Ш. Абдуллин, Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина, Л.Р. Джанбекова // Кожевенно-обувная промышленность. - 2008. - № 6. - С. 41.
7. Кулевцов, Г.Н. Влияние НТП на ультраструктуру и технологические свойства кожевенного полуфабриката / Г.Н. Кулевцов, И.Ш. Абдуллин, Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина, Л.Р. Джанбекова // Кожевенно-обувная промышленность. - 2008. - № 6.
- С. 45.
8. Кулевцов, Г.Н. О возможности математического описания пористой структуры кожи на разных этапах производства / Г.Н. Кулевцов, И.Ш. Абдуллин, Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина, Л.Р. Джанбекова // Кожевенно-обувная промышленность. - 2008. - № 6.
- С. 50.
9. Абдуллин, И.Ш. Особенности наноструктуры кожевенного материала, полученного с применением высокочастотной плазменной обработки / И.Ш. Абдуллин, Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина, Г.Н. Кулевцов, Л.Р. Джанбекова // Нанотехника. - 2008. - № 4. - С. 75Ц78.
10. Вознесенский, Э.Ф. Применение метода графического моделирования при исследовании микроструктуры шерстяного волокна / Э.Ф. Вознесенский, Л.Р. Джанбекова, Е.А. Панкова, И.Ш. Абдуллин, С.А. Голайдо, К.Э. Разумеев // Овцы, козы и шерстяное дело. - 2009. - № 1. - С. 55Ц57.
11. Абдуллин, И.Ш. Разработка графической модели микроструктуры натурального кератинсодержащего высокомолекулярного материала / И.Ш. Абдуллин, Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина, Л.Р. Джанбекова, Е.А. Панкова // Вестник Казанского технологического университета. - 2009, № 3. - С. 62Ц64.
12. Вознесенский, Э.Ф. Применение ВЧЕ-плазменной модификации в отделочных процессах производства галантерейной кожи / Э.Ф. Вознесенский, Я.В. Ившин, И.Ш. Абдуллин, И.В. Красина // Вестник Казанского технологического университета. - 2009, № 4. - С. 102Ц106.
13. Вознесенский, Э.Ф. Модель области режимов при ВЧЕ-плазменной модификации обувной кожи / Э.Ф. Вознесенский, Я.В. Ившин, И.Ш. Абдуллин, И.В. Красина // Вестник Казанского технологического университета. - 2009, № 4. - С. 111Ц113.
14. Джанбекова, Л.Р. Исследование влияния плазменной модификации на изменение структуры валяльно-войлочных материалов методом ЯМР-релаксометрии / Л.Р. Джанбекова, П.П. Суханов, Э.Ф. Вознесенский, И.Ш. Абдуллин, А.Ф. Дресвянников // Вестник Казанского технологического университета. - 2009, № 4. - С. 72Ц75.
15. Вознесенский, Э.Ф. Общие принципы модификации натуральных волокнистых материалов различного происхождения в плазме ВЧ-разряда пониженного давления / Э.Ф. Вознесенский, Р.Р. Хасаншин, И.В. Красина, И.Ш. Абдуллин, Р.Р. Сафин // Вестник Казанского технологического университета. - 2009, № 5. - С. 304Ц307.
16. Вознесенский, Э.Ф. Структурные аспекты модификации натурального кератинсодержащего материала в плазме ВЧ-разряда пониженного давления / Э.Ф. Вознесенский, Ф.С. Шарифуллин, И.В. Красина, И.Ш. Абдуллин // Вестник Казанского технологического университета. - 2009, № 5. - С. 426Ц429.
17. Вознесенский, Э.Ф. Исключение структурных дефектов в производстве кожи и меха / Э.Ф. Вознесенский, А.С. Парсанов, Г.Н. Кулевцов, И.Ш. Абдуллин, И.В. Красина // Кожевенно-обувная промышленность. - 2010. - № 3. - С. 28Ц30.
18. Вознесенский, Э.Ф. Аналитическая модель микродеформаций структуры натуральной кожи в процессе объемной ВЧ-плазменной модификации / Э.Ф. Вознесенский // Кожевенно-обувная промышленность. - 2010. - № 4. - С. 20Ц21.
19. Абдуллин, И.Ш. Модификация поверхности волокон шерсти в низкотемпературной плазме ВЧ разряда / И.Ш. Абдуллин, Э.Ф. Вознесенский, Ф.С. Шарифуллин, Л.Р. Джанбекова // Известия высших учебных заведений. Технология легкой промышленности. - 2010, № 2. - С. 11Ц14.
20. Вознесенский, Э.Ф. Построение объемной геометрической модели пористой структуры сетчатого слоя кожи / Э.Ф. Вознесенский, И.Ш. Абдуллин, И.В. Красина // Вестник Казанского технологического университета. - 2010, № 9. - С. 519Ц522.
21. Вознесенский, Э.Ф. Модель инжекции ионов в структуру натурального волокнистого материала при ВЧ-плазменной модификации / Э.Ф. Вознесенский, И.Ш. Абдуллин, В.С. Желтухин, И.В. Красина // Вестник Казанского технологического университета. - 2010, № 9. - С. 190Ц194.
22. Вознесенский, Э.Ф. Модификация кутикулы волосяного покрова меха в низкотемпературной плазме ВЧ разряда / Э.Ф. Вознесенский, И.Ш. Абдуллин, И.В. Красина // Вестник Казанского технологического университета. - 2010, № 9. - С.
178Ц182.
23. Вознесенский, Э.Ф. Построение обобщенной плоскостной геометрической модели коллагена кожи / Э.Ф. Вознесенский, И.Ш. Абдуллин, И.В. Красина // Вестник Казанского технологического университета. - 2010, № 9. - С. 530Ц534.
24. Вознесенский, Э.Ф. Структурные исследования хромовой кожи, модифицированной в плазме ВЧ-разряда пониженного давления / Э.Ф. Вознесенский, И.Ш. Абдуллин, И.В. Красина // Вестник Казанского технологического университета. - 2010, № 9. - С. 165Ц169.
25. Вознесенский, Э.Ф. Модификация коллагеновых фибрилл в плазме высокочастотного разряда пониженного давления / Э.Ф. Вознесенский // Вестник Казанского технологического университета. - 2010, № 11. - С. 538Ц540.
26. Кулевцов, Г.Н. Сокращение структурных дефектов в производстве кожи при использовании плазменной технологии / Г.Н. Кулевцов, Э.Ф. Вознесенский, И.Ш. Абдуллин // Вестник Казанского технологического университета. - 2010, № 11. - С. 571Ц572.
27. Вознесенский, Э.Ф. Анализ пористой структуры натуральной кожи на основе пространственной геометрической модели / Э.Ф. Вознесенский // Вестник Казанского технологического университета. - 2011, № 5. - С. 271Ц273.
28. Вознесенский, Э.Ф. Комплексная структурная модификация меха овчины в плазме высокочастотного разряда пониженного давления / Э.Ф. Вознесенский, И.Ш. Абдуллин, И.В. Красина // Вестник Казанского технологического университета. - 2011, № 8. - С.
347Ц350.
29. Вознесенский, Э.Ф. Модель инжекции ионов из внутренних пор в структуру коллагеновых волокон при объемной модификации натуральной кожи в плазме ВЧразряда пониженного давления / Э.Ф. Вознесенский // Вестник Казанского технологического университета. - 2011, № 8. - С. 351Ц354.
30. Вознесенский, Э.Ф. Теоретические исследования пористой структуры кожи с помощью пространственных геометрических моделей / Э.Ф. Вознесенский, И.Ш. Абдуллин, И.В. Красина // Кожевенно-обувная промышленность. - 2011. - № 3. - С. 26Ц28.
Статьи в сборниках трудов 31. Абдуллин, И.Ш. Особенности барабанного крашения кожи, модифицированной в потоке высокочастотной плазмы пониженного давления / И.Ш. Абдуллин, Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина, Г.Н. Кулевцов, Т.Р. Хасанов // Новые технологии и материалы легкой промышленности. - Казань, 2005. - С. 13Ц16.
32. Абдуллин, И.Ш. Влияние плазменной обработки на крашение галантерейной кожи из овчины / И.Ш. Абдуллин, Т.Р. Хасанов, М.В. Антонова, Э.Ф. Вознесенский, Г.Н. Кулевцов // Новые технологии и материалы легкой промышленности. - Казань, 2005. - С. 105Ц108.
33. Вознесенский, Э.Ф. Плазменная модификация дубленой кожи перед процессом барабанного крашения / Э.Ф. Вознесенский, Г.Н. Кулевцов, Т.Р. Хасанов // Вузовская наука Росиии. - Набережные Челны, 2005. - С. 145Ц146.
34. Абдуллин, И.Ш. Влияние высокочастотного разряда на процесс крашения натуральной кожи / И.Ш. Абдуллин, Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина, В.П. Тихонова // сб. тр. IV Международного симпозиума по теоретической и прикладной плазмохимии.
- Иваново, 2005. - С. 424Ц427.
35. Абдуллин, И.Ш. Внедрение высокочастотной плазменной обработки в процессы производства хромовых кож из шкур КРС / И.Ш. Абдуллин, М.В. Антонова, Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина, А.М. Мухаметшин // Новые технологии и материалы легкой промышленности. - Казань, 2006. - С. 4Ц11.
36. Абдуллин, И.Ш. Закономерности структурных изменений кожевенных материалов при обработке в высокочастотной плазме пониженного давления / И.Ш. Абдуллин, Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина, Г.Н. Кулевцов, В.П. Тихонова // Новые технологии и материалы легкой промышленности. - Казань, 2006. - С. 11Ц15.
37. Абдуллин, И.Ш. Влияние режимов плазменной обработки на технологические свойства хромовых кож из свиного сырья / И.Ш. Абдуллин, М.В. Антонова, Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина, Т.Р. Хасанов // Новые технологии и материалы легкой промышленности. - Казань, 2006. - С. 16Ц18.
38. Абдуллин, И.Ш. Влияние плазменной обработки на красильно- жировальные процессы при производстве хромовых кож из сырья овчины / И.Ш. Абдуллин, М.В. Антонова, Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина, Т.Р. Хасанов // Новые технологии и материалы легкой промышленности. - Казань, 2006. - С. 18Ц23.
39. Абдуллин, И.Ш. Закономерности изменений технологических свойств кожи и ее полуфабрикатов при обработке в ВЧ-плазме пониженного давления / И.Ш. Абдуллин, Э.Ф. Вознесенский, Н.В. Тихонова // Профессиональная и творческая подготовка специалистов легкой промышленности. - Казань, 2007. - С. 154Ц158.
40. Абдуллин, И.Ш. Применение ВЧЕ плазменной обработки в отделочных процессах кожевенного производства / И.Ш. Абдуллин, Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина, Г.Н. Кулевцов, Н.В. Тихонова // Новые технологии и материалы легкой промышленности. - Казань, 2007. - С. 17Ц19.
41. Абдуллин, И.Ш. Зависимость между деформациями волокнистых элементов и пористостью кожевенного материала при ВЧЕ-плазменной модификации / И.Ш. Абдуллин, Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина, Г.Н. Кулевцов, Л.Р. Джанбекова, Е.И. Мекешкина-Абдуллина // Вестник Казанского технологического университета. - 2008, № 6, Ч. 1. - С. 12Ц16.
42. Абдуллин, И.Ш. Математическое описание пористой структуры кожевенного материала на разных этапах производства / И.Ш. Абдуллин, Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина // Новые технологии и материалы легкой промышленности. - Казань, 2008. - С. 3Ц7.
43. Абдуллин, И.Ш. Активация структуры кожевенных материалов при плазменной модификации / И.Ш. Абдуллин, Э.Ф. Вознесенский, Г.Р. Фахрутдинова // Новые технологии и материалы легкой промышленности. - Казань, 2008. - С. 40Ц43.
44. Абдуллин, И.Ш. Построение усредненной двумерной графической модели структуры кожевенного материала / И.Ш. Абдуллин, Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина // Новые технологии и материалы легкой промышленности. - Казань, 2008. - С. 301 - 306.
45. Абдуллин, И.Ш. Основные стадии структурной активации кожевенных материалов в высокочастотной плазме пониженного давления / И.Ш. Абдуллин, Э.Ф. Вознесенский, Г.Р. Фахрутдинова, Т.Р. Хасанов // Дизайн: новые взгляды и решения. - Казань, 2008. - С. 65Ц67.
46. Абдуллин, И.Ш. Модификация структуры кожевенного материала в потоке высокочастотной плазмы пониженного давления / И.Ш. Абдуллин, Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина, Т.Р. Хасанов // сб. тр. V Международного симпозиума по теоретической и прикладной плазмохимии. - Иваново, 2008. - С. 406Ц409.
47. Абдуллин, И.Ш. Исследование микроструктуры кожевенного полуфабриката из сырья КРС при ВЧЕ плазменной модификации / И.Ш. Абдуллин, Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина, Г.Р. Рахматуллина // Новые технологии и материалы легкой промышленности. - Казань, 2009. - С. 13Ц16.
48. Абдуллин, И.Ш. Приближенный расчет влияния параметров ВЧЕ плазменной обработки на деформации структурных элементов кожевенного материала / И.Ш. Абдуллин, Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина, И.В. Исламов // Новые технологии и материалы легкой промышленности. - Казань, 2009. - С. 17Ц22.
49. Абдуллин, И.Ш. О возможности прогнозирования режимов ВЧЕ плазменной обработки при модификации натуральных кожевенных материалов / И.Ш. Абдуллин, Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина // Новые технологии и материалы легкой промышленности. - Казань, 2009. - С. 136Ц138.
50. Вознесенский, Э.Ф. Накопление эффекта модификации при ВЧЕ плазменной обработке натуральных кожевенных материалов / Э.Ф. Вознесенский, М.В. Антонова // Мавлютовские чтения. - Уфа, 2009.ЦТ.2. - С. 195Ц196.
51. Вознесенский, Э.Ф. Построение плоскостной модели пористой структуры кожи на разных этапах выделки / Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина, И.Ш. Абдуллин // Кожа и мех в XXI веке. Технология, качество, экология, образование. - Улан-Удэ, 2009. - С. 62 - 67.
52. Абдуллин, И.Ш. Моделирование пористой структуры натурального коллагенсодержащего материала, модифицированного в потоке высокочастотной плазмы пониженного давления / И.Ш. Абдуллин, М.В. Антонова, Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина // Прикладные аспекты химической технологии полимерных материалов и наносистем. - Бийск, 2009. - С. 16Ц19.
53. Рахматуллина, Г.Р. Разработка технологии производства кожи с высокими физикомеханическими свойствами и эффектом ниппель / Г.Р. Рахматуллина, Э.Ф. Вознесенский // Образование и наука - производству. - Набережные челны, 2010.
- С. 107Ц108.
54. Вознесенский, Э.Ф. Влияние параметров ВЧЕ плазменной обработки на деформации ультра- и микроструктуры кожевенного материала / Э.Ф. Вознесенский, Г.Р. Рахматуллина, И.В. Красина // Образование и наука - производству. - Набережные челны, 2010. - С. 170Ц172.
55. Вознесенский, Э.Ф. Исследование структуры хромовой кожи, модифицированной в плазме ВЧ разряда пониженного давления / Э.Ф. Вознесенский, Г.Р. Рахматуллина, И.В. Красина // Образование и наука - производству. - Набережные челны, 2010. - С. 173Ц175.
56. Вознесенский, Э.Ф. Графическая интерпретация микроструктуры шерстяного волокна / Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина, И.Ш. Абдуллин // Новые технологии и материалы легкой промышленности. - Казань, 2010. - С. 215Ц220.
57. Вознесенский, Э.Ф. Локализация свободной пористости в структуре шерстяного волокна / Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина, И.Ш. Абдуллин // Новые технологии и материалы легкой промышленности. - Казань, 2010. - С. 220Ц226.
58. Вознесенский, Э.Ф. Исследование ВЧ плазменной модификации натуральной кожи методом малоуглового рентгеноструктурного анализа / Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина, И.Ш. Абдуллин // Новые технологии и материалы легкой промышленности. - Казань, 2010. - С. 48Ц55.
59. Вознесенский, Э.Ф. Структурные исследования натуральной кожи, полученной с применением ВЧ плазменной модификации перед отделочными процессами / Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина, И.Ш. Абдуллин // Современные экологически безопасные технологии производства кожи и меха. - Киев, 2010. - С. 94Ц95.
60. Вознесенский, Э.Ф. Приповерхностная и объемная модификация натурального кожевенного материала в НТП высокочастотного емкостного разряда пониженного давления / Э.Ф. Вознесенский, И.Ш. Абдуллин, И.В. Красина // Низкотемпературная плазма в процессах нанесения функциональных покрытий. - Казань, 2010. - С. 82Ц90.
61. Вознесенский, Э.Ф. Объемная модель пористой структуры сетчатого слоя кожи / Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина, И.Ш. Абдуллин // Кожа и мех в XXI веке.
Технология, качество, экология, образование. - Улан-Удэ, 2010. - С. 67Ц72.
62. Вознесенский, Э.Ф. Отделочные процессы производства галантерейной кожи с применением ВЧЕ-плазменной модификации / Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина, И.Ш. Абдуллин // Инновационность научных исследований в текстильной и легкой промышленности. - Москва, 2010. - Т.2. - С. 67Ц72.
63. Вознесенский, Э.Ф. Модификация фибрилл коллагена высокочастотным газовым разрядом / Э.Ф. Вознесенский, И.Ш. Абдуллин, И.В. Красина // Наноматериалы, нанотехнологии. наноиндустрия. - Казань, 2011. ЦС. 31Ц34.
64. Вознесенский, Э.Ф. Пространственно-числовая модель волокнистого материала / Э.Ф. Вознесенский, И.Ш. Абдуллин, И.В. Красина // Наноматериалы, нанотехнологии.
наноиндустрия. - Казань, 2011. ЦС. 35Ц37.
65. Вознесенский, Э.Ф. Геометрическая модель распределения ионов на внутренней поверхности при объемной ВЧ плазменной модификации кожевенного материала / Э.Ф. Вознесенский, В.С. Желтухин, И.Ш. Абдуллин // Физика высокочастотных разрядов. - Казань, 2011. ЦС. 78Ц79.
66. Вознесенский, Э.Ф. Геометрическая модель инжекции ионов в капиллярнопористую структуру при ВЧ плазменной модификации кожевенного материала / Э.Ф. Вознесенский, В.С. Желтухин, И.Ш. Абдуллин // Физика высокочастотных разрядов. - Казань, 2011. ЦС. 80Ц81.
67. Вознесенский, Э.Ф. Структурные изменения волосяного покрова меха под действием ВЧ плазменной модификации / Э.Ф. Вознесенский, И.Ш. Абдуллин, И.В. Красина // Физика высокочастотных разрядов. - Казань, 2011. ЦС. 312Ц313.
Апробация работ (тезисы конференций) 68. Абдуллин, И.Ш. Применение ВЧ плазмы в кожевенно-обувном производстве / И.Ш. Абдуллин, Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина, Г.Н. Кулевцов, А.М. Мухаметшин, Т.Р. Хасанов // XXXII Звенигородская конф. по физике плазмы и УТС: сб. тезисов докладов. - Звенигород, 2005. - С. 243.
69. Антонова, М.В. Обработка кожевенного полуфабриката в высокочастотной плазме перед процессом барабанного крашения / М.В. Антонова, Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина, Г.Н. Кулевцов // Научная сессия КГТУ. - Казань, 2005. - С. 268.
70. Абдуллин, И.Ш. Влияние плазменной обработки на процесссы отделки натуральной кожи из разных видов сырья / И.Ш. Абдуллин, И.В. Красина, Э.Ф. Вознесенский, Т.В. Апарина // Научная сессия КГТУ. - Казань, 2006. - С. 266.
71. Абдуллин, И.Ш. Высокочастотная плазменная модификация пористой системы натуральной кожи / И.Ш. Абдуллин, Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина, Г.Н. Кулевцов // Научная сессия КГТУ. - Казань, 2007. - С. 269.
72. Абдуллин, И.Ш. Активация глубинных и приповерхностных слоев кожевенного материала при обработке в высокочастотной плазме пониженного давления / И.Ш. Абдуллин, Э.Ф. Вознесенский, Г.Р. Фахрутдинова // Научная сессия КГТУ. - Казань, 2008. - С. 269.
73. Абдуллин, И.Ш. Двумерное графическое моделирование структуры кожевенного материала / И.Ш. Абдуллин, Э.Ф. Вознесенский, Г.Р. Фахрутдинова // Научная сессия КГТУ. - Казань, 2008. - С. 270.
74. Абдуллин, И.Ш. Разработка модели процесса модификации микроструктуры кожевенного материала в плазме ВЧЕ разряда пониженного давления / И.Ш. Абдуллин, Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина // Научная сессия КГТУ. - Казань, 2009. - С. 248.
75. Абдуллин, И.Ш. Экспериментальные исследования микроструктуры кожи КРС, полученной с применением НТП обработки / И.Ш. Абдуллин, Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина, Г.Р. Рахматуллина, Р.З. Исламов // Научная сессия КГТУ. - Казань, 2009.
- С. 248.
76. Абдуллин, И.Ш. Влияние продолжительности ВЧ плазменной обработки на эффект модификации натуральных кожевенных материалов / И.Ш. Абдуллин, Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина, Р.З. Исламов // Научная сессия КГТУ. - Казань, 2009. - С. 248.
77. Абдуллин, И.Ш. Влияние обработки в высокочастотной низкотемпературной плазме на пористую структуру кожевенного материала / И.Ш. Абдуллин, Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина // XXXVI Звенигородская конф. по физике плазмы и УТС: сб. тезисов докладов. - Звенигород, 2009. - С. 286.
78. Вознесенский, Э.Ф. Исследование эффекта объемной ВЧ плазменной модификации кожевенного материала методом малоуглового рентгеноструктурного анализа / Э.Ф. Вознесенский, Г.Р. Рахматуллина, И.В. Красина, И.Ш. Абдуллин // Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений - V Кирпичниковские чтения. - Казань, 2009. - С. 9.
79. Вознесенский, Э.Ф. Модель зависимости параметров ВЧ плазменной обработки при модификации натуральной кожи / Э.Ф. Вознесенский, И.В. Красина, И.Ш. Абдуллин // Синтез, исследование свойств, модификация и переработка высокомолекулярных соединений - V Кирпичниковские чтения. - Казань, 2009. - С. 30.
80. Вознесенский, Э.Ф. Построение графической модели надмолекулярной структуры кожи / Э.Ф. Вознесенский, И.Ш. Абдуллин, И.В. Красина // Современные проблемы текстильной и легкой промышленности. - М., 2009.ЦЧ.1. - С. 109.
81. Вознесенский, Э.Ф. О возможности объемной ВЧ плазменной модификации внутренней пористой структуры натурального волоса / Э.Ф. Вознесенский, Ф.С. Шарифуллин, И.Ш. Абдуллин, И.В. Красина, Н.Н. Хайрутдинова // Научная сессия КГТУ. - Казань, 2010. - С. 259.
82. Вознесенский, Э.Ф. Малоугловые рентгеноструктурные исследования натуральной кожи, полученной с применением ВЧ плазменной модификации / Э.Ф. Вознесенский, Г.Р. Рахматуллина, И.Ш. Абдуллин, И.В. Красина // Научная сессия КГТУ. - Казань, 2010. - С. 259.
83. Вознесенский, Э.Ф. Снижение и исключение структурных дефектов при производстве хромовых кож за счет применения НТП обработки / Э.Ф. Вознесенский, Г.Н. Кулевцов, И.Ш. Абдуллин, И.В. Красина // Научная сессия КГТУ. - Казань, 2010. - С. 259.
84. Вознесенский, Э.Ф. ВЧ плазменная модификации надмолекулярной структуры натурального коллагенсодержащего материала / Э.Ф. Вознесенский, Г.Р. Рахматуллина, И.Ш. Абдуллин, И.В. Красина // XXXVII Звенигородская конф. по физике плазмы и УТС: сб. тезисов докладов. - Звенигород, 2010. - С. 267.
85. Джанбекова, Л.Р. Исследование ВЧ плазменной модификации шерстяных нетканых материалов методом ЭПР / Л.Р. Джанбекова, Э.Ф. Вознесенский, И.Ш. Абдуллин // XXXVII Звенигородская конф. по физике плазмы и УТС: сб. тезисов докладов. - Звенигород, 2010. - С. 266.
86. Вознесенский, Э.Ф. Геометрическая модель распределения ионов на внутренней поверхности при объемной ВЧ плазменной модификации кожевенного материала / Э.Ф. Вознесенский, В.С. Желтухин, И.Ш. Абдуллин // Международная конференция Физика высокочастотных разрядов: материалы конференции. - Казань, 2011. - С. 78 - 79.
87. Вознесенский, Э.Ф. Геометрическая модель инжекции ионов в капиллярнопористую структуру при ВЧ плазменной модификации кожевенного материала / Э.Ф. Вознесенский, В.С. Желтухин, И.Ш. Абдуллин // Международная конференция Физика высокочастотных разрядов: материалы конференции. - Казань, 2011. - С. 80 - 81.
88. Вознесенский, Э.Ф. Структурные изменения волосяного покрова меха под действием ВЧ плазменной модификации / Э.Ф. Вознесенский, И.Ш. Абдуллин, И.В. Красина // Международная конференция Физика высокочастотных разрядов:
материалы конференции. - Казань, 2011. - С. 312Ц313.
Соискатель: Вознесенский Э.Ф.
Заказ № Тираж 100 экз.
Офсетная лаборатория КНИТУ 420015 г. Казань, ул. К.Маркса,
Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по техническим специальностям