Термические свойства волоса меха каракуля, обработанного модифицированной мочевино-формальдегидной смолой



В статье приведены результаты исследований по обработке волосяного покрова меха каракулевого полуфабриката раствором МКФС.

Ключевые слова: мех, каракуль, волос, модификатор, кератин, дубитель, сополиконденсат

The article presents the results of research work on the fur karakul sime-finished product with the solution of the MKFS.

Keywords: fur, karakul, hair, keratin, tanning thing, copolycondensate

Применение водорастворимых полимеров для отделочных процессов производства мех является перспективным направлением, учитывающим современные тенденции развития полимерной химии, предоставляющей широкие возможности для интенсификации процессов отделки и расширения ассортимента продукции мехового производства. Опыт применения водорастворимых полимеров пока в основном касается таких синтетических высокомолекулярных продуктов, как поливиниловый спирт и полиоксиэтилен.

В настоящей работе было проведено исследование термических свойств волоса каракуля чистопородного плоского после обработки волосяного покрова опытных каракулевых полуфабрикатов растворами алюмо-калиевых квасцов, синтетическим дубителем СЛС, карбамид-формальдегидной смолой и модифицированным карбамид-формальдегидной смолой с расходом 6,0 г/л (в пересчете на сухое вещество), при температуре 35 ^оС, с ЖК=8,0. В качестве контрольного выбран необработанный нативный — кератин волос каракуля.

Результаты комплексного термического и термогравиметрического анализов исходных (контрольных) образцов волоса каракуля и образцов, обработанных водными рабочими растворами (опытных) после обработки и представлены на рис. 1–3.

Сравнительный анализ опытных и контрольных образцов волоса каракуля позволил установить ряд характеристических температур, дающих представление о термической устойчивости контрольных и опытных образцов; определить температурные интервалы, характеризующие физические и физико-химические изменения волоса каракуля и модификаторов в процессе термического воздействия; сделать заключение о знаках и величинах тепловых эффектов некоторых процессов, связанных с изменением структуры и фазового состояния кератин. Полученные данные приведены в табл. 1 и на рис. и дают возможность сопоставить основные характеристики термического и термогравиметрического анализа контрольных и опытных образцов волоса каракуля.

Из сопоставления полученных результатов установлено, что модификатор волоса характеризуется более сложным набором термических и термогравиметрических характеристик, чем контрольный образец. В случае модификатора наблюдается повышение температуры, соответствующей максимальной скорости разрушения образца, на 92 °С (330 °С) по сравнению с контрольным образцом (238 °С) рис. 2 (кривые 1 и 5).

Рис. 1. Кривые дифференциально-термического анализа: 1 – необработанный нативный — кератин (контрольный); кератин, обработанный 2 – алюмо-калиевыми квасцами; 3 — синтетическим дубителем СЛС; 4-КФС и 5 — МКФС

Вместо наибольшего, четко выраженного пика экзотермического теплового эффекта, зафиксированного у контрольного образца, для модификатора наблюдается плато с перегибом при температуре 473 °С и двумя слабо выраженными максимумами, одна эндотермический эффект при температуре 482 °С.

Рис. 2. Кривые дифференциальной термогравиметрии: 1 — необработанный нативный — кератин (контрольный); кератин обработанный 2 — алюмо-калиевыми квасцами; 3 — синтетическим дубителем СЛС; 4 — КФС и 5 — МКФС

При температуре 530 °С у образца обработанного с МКФС наблюдается вторая область быстрого разрушения (рис. 2. кривая-1). Таким образом, у образца обработанной с МКФС модификата вместо одной области, характеризующейся высокой скоростью разрушения, наблюдаются дополнительная одна — при температуре 565 °С.

Возможно, что вторая из температур характеризует разрушение собственного МКФС.

В табл. 1 указаны основные, наиболее вероятные физические или физико-химические процессы, соответствующие доказанному температурному интервалу, однако, очевидно, что каждый из основных процессов сопровождается целым рядом сопутствующих, образующих непрерывную цепь физических и физико-химических изменений образцов волоса и его образцов, обработанных с различными функционально-активными веществами, в частности с МКФС.

Рис. 3. Кривые термогравиметрии: 1 — необработанный нативный — кератин (контрольный); кератин обработанный; 2 — алюмо-калиевыми квасцами; 3 — синтетический дубитель СЛС; 4 — КФС и 5 — МКФС

Первый температурный интервал связан в основном с удалением влаги. Потеря массы модификата в 5 раза больше, чем контрольного образца. Это может быть связано с влагоемкостью не только обработанного волоса с МКФС, но и сополикоденсат, адсорбированного на поверхности волоса.

Таблица 1

Характеристические зависимости контрольных иопытных образцов кератина кракулевого полуфабриката при высоких интервалах температур

Характеристика иобразцы				Наиболее вероятный физический или физико-химический процесс
				Удаление влаги	Плавление	Разложение-кипение	Обугливание
Температурный интервал, °С	Контр.	1	Нативный	63–115	115–326	326–451	548–628
	Опытные	2	АКК	72–119	119–338	338–470	548–638
		3	СЛС	81–123	169–375	375–438	541–638
		4	КФС	87–172	172–422	422–523	543–640
		5	МКФС	113–181	181–442	442–532	532–630
Потеря массы образца, %	Контр.	1	Нативный	1,8	37,5	59,9	0,8
	Опытные	2	АКК	1,6	42,9	54,8	0,7
		3	СЛС	3,6	39,6	56,3	0,5
		4	КФС	4,2	69,3	26,1	0,4
		5	МКФС	9,2	17,8	72,8	0,2
Характеристическая температура, °С	Контр.	1	Нативный	63	238	368	596
	Опытные	2	АКК	72	258	408	569
		3	СЛС	81	278	412	605
		4	КФС	87	308	467	598
		5	МКФС	113	330	580	589

Примечание. Скорость нагревания при термическом анализе 10 ^ОС г, в мин. Анализ проводили в воздушной среде. Навеска образца 0,4±0,002 г.

Второй температурный интервал характеризует значительные структурные изменения. Известно, что при нагревании волоса в течение 10 мин при температуре 130 °С наблюдаются существенные изменения в кристаллических зонах волоса иллюстрируемые появлением рентгенограмм дезориентированных бета-структур. При температуре 150 °С наблюдается разрыв дисульфидных связей, сопровождающийся уменьшением цистина, содержание которого уменьшается в 2 раза примерно при температуре 210 °С. Второй температурный интервал модификата характеризуется меньшими потерями массы и наличием эндотермического теплового эффекта, связанного, по-видимому, с разрушением адсорбированного сополиконденсата — диметилолмочевины.

Тот факт, что структурные изменения кератина, предшествующие фазовому переходу в случае модификата, располагаются в более узком интервале температур (473–530 °С вместо 405–481 °С), заставляет предполагать наличие обстоятельств, облегчающих реализацию этих изменений. Таким обстоятельством может быть эффект своеобразной структурной пластификации кератина МКФС.

Таким образом, в процессе проведенных исследований было выявлено, что обработка волосяного покрова меха каракулевого полуфабриката с раствором МКФС способствует повышению термической устойчивости волоса, что особенно важно, для изготовления изделий повышенного качества.

Литература:

1. Чурсин В. И., Левачев С. М. Влияние условий синтеза на дисперсность карбамидформальдегидных дубителей. // Пластические массы.Москва.-2006.-№ 3.-С.26–27.
2. Кадиров Т. Ж., Темирова М. И., Рузиев Р. Р., Тоиров М. Разработка технологии жирования наполнения кож с вторичными продуктами масложировых комбинатов в композиции мочевино-формальдегидных смол // Узбекский химический журнал Ташкент. 1999, № 1.-С.50–52.
3. Рамазонов Б. Г., Кадиров Т. Ж., Тошев А. Ю., Худанов У. О., Ахмедов В. Н. Наполнение кож азотсодержащими полимерами.// Журнал «Доклады Академии наук Республики Узбекистан», 2008. № 2.-С 64–67.
4. Кадиров Т. Ж., Хайитов А. А., Рузиев Р. Р., Сайдалов Ф. М. Взаимодействие коллагена с акриловым альдегидом // Узбекский химический журнал Ташкент., 2000, № 6. — С. 48–51.
5. Рамазонов Б. Г., Кадиров Т. Ж., Тошев А. Ю. Синтези стуруктурный анализ полимерных аминоальдегидных олиго(поли)меров. // Энциклопедия инженера-химика журнал.Москва.,2010,№ 1.-С. 20–24.