Застосування гібридних пігментів у формуванні полімерно-мінерального покриття для оздоблення шкір

ЗАСТОСУВАННЯ ГІБРИДНИХ ПІГМЕНТІВ У ФОРМУВАННІ ПОЛІМЕРНО-МІНЕРАЛЬНОГО ПОКРИТТЯ ДЛЯ ОЗДОБЛЕННЯ ШКІР

THE APPLICATION OF HYBRID PIGMENTS IN THE FORMATION OF A POLYMER-MINERAL COATING FOR LEATHER FINISHING

Сторінки: 25-31. Номер: №6.т.2, 2022 (315)  
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2022-315-6(2)-25-31
Автори:
Анна БОНДАРЄВА
Державний торговельно-економічний університет
https://orcid.org/0000-0002-3241-2726
e-mail: Aa-aa@i.ua
Олена МОКРОУСОВА
Державний торговельно-економічний університет
https://orcid.org/0000-0003-1943-8048
e-mail: olenamokrousova@gmail.com
Аnna BONDARYEVA, Оlena MOKROUSOVA
State University Of Trade And Economics
Анотація мовою оригіналу
Стаття присвячена дослідженню фізико-механічних властивостей полімерних плівок в результаті застосування гібридних пігментів на основі монтморилоніту для формування полімерно-мінерального покриття для оздоблення шкір. Запропонованого механізму структурування полімерної матриці гібридним пігментом, згідно якого високорозвинена сорбційна поверхня монтморилоніту сприяє адсорбції полімеру та стабілізує його структуру. Застосування гібридних пігментів на основі монтморилоніту забезпечує підвищення фізико-механічних властивостей покривних плівок, пластифікує та структурує полімерну композицію, сприяє отриманню шкір з високими експлуатаційними характеристиками за показниками адгезії покриття до мокрої та сухої шкіри, стійкості до мокрого тертя та до багаторазових вигинів.
Ключові слова: гібридні пігменти, монтморилоніт, покриття, оздоблення, шкіра, властивості

 Розширена анотація англійською  мовою

The paper is focused to the study of the physical and mechanical properties of a polymer-mineral coating based on hybrid pigments for leather finishing. The aim of this research is to study the effect of hybrid pigments based on montmorillonite on the formation of a polymer-mineral coating for leather finishing.
Hybrid pigments obtained by complex modification of native montmorillonite with sodium carbonate and basic chromium (III) sulfate with further subsequent adsorption of anionic dyes on the cationic surface of the mineral particles were used for this research. A ready-made mixture of various structures film-formers, intended for the finishing of facial and polished leather was used as a film-former. For the leather finishing, coating paints were prepared in the form of polymer-mineral compositions by mixing hybrid pigments with a film-forming agent in the ratio, wt. part 1: 5.
In this study it was calculated that montmorillonite consumption at the level of 1.5-2.0% in terms of the mass of montmorillonite from the mass of dry polymer residue was optimal for obtaining high physical and mechanical properties of polymer films for finishing leather. A mechanism for structuring the polymer matrix with a hybrid pigment was proposed. According to this mechanism the highly developed sorption surface of montmorillonite provided adsorption of the polymer and stabilized its structure with the formation of a mixed polymer-mineral composite. It was shown that the use of montmorillonite in the composition of hybrid pigment allowed to adjust the physical and mechanical properties of the polymer-mineral composition for leather finishing, provided an increase in strength and regulated the level of elasticity of the covering film, which ensured an increase in the operational properties of the leather coating.
Keywords: hybrid pigments, montmorillonite, coating, finishing, leather, properties

Література

 Osgood m. J. Pigments in modern leather finishing. Soc. Leather. Technol. Chem. 1990. Vol. 74, № 1. P. 1-6.

1. Бондарєва А. O., Мокроусова О. Р., Охмат О. А. Розробка та використання гібридних пігментів у покривному оздобленні шкір. Вісник ХНУ. Технічні науки. 2020. № 2 (283). С. 26–35.
2. Касьян Е. Є. Фізико-хімія полімерних плівкоутворювачів для оздоблення шкіри: навч. посіб. Київ : Освіта України, 2019. 178 с.
3. Бондарєва А. О., Мокроусова О. Р. Формування фізико-механічних властивостей полімерно-мінерального покриття для оздоблення шкір. Міжнародний науково-практичний журнал «Товари і ринки». № 2. С. 97–109.
4. Отрошко В. А., Мокроусова О. Р., Мережко Н. В. Взаємодія колагену дерми з мінеральними та полімерними сполуками. Технологічний аудит та резерви виробництва. 2016. № 2/4(28). С. 48-54.
5. Onur Yılmaz, Catalina N. Cheaburu, Gürbüz Gülümser, Cornelia Vasile. Rheological behaviour of acrylate/montmorillonite nanocomposite latexes and their application in leather finishing as binders. Progress in Organic Coatings. 2011. 70, Issue 1. P. 52–58.
6. Zhang Xiaolei, Liu Liu Qinglan, Zhang Weiping. Nanocomposites of Acrylate-Organosilicon Resin/Layered Silicate for Leather Finishing. Soc. Leather. Technol. Chem. 2006. № 6. P. 188–193.
7. Ma Jianzhong, Zhang Zhijie, Liu Lingyun et al. Application of Acrylic Coating Agent Modified by Nano SiO₂. Soc. Leather. Technol. Chem. 2006. № 5. P. 250–254.
8. Onur Yılmaz, Aurica P. Chiriac, Catalina Natalia Cheaburu, Loredana E. Nita, Gürbüz Gülümser, Donatella Duraccio, Sossio Cimmino, Cornelia Vasile. Nanocomposites based on montmorillonite/acrylic copolymer for aqueous coating of soft surfaces. Solid State Phenomena.Vol.151. P. 129–134.
9. Onur Yılmaz. A hybrid polyacrylate/OMMT nanocomposite latex: Synthesis, characterization and its application as a coating binder. Progress in Organic Coatings. 2014. 77, Issue 1. P. 110–117.
10. Yilmaz O., CheaburuN., Durraccio D., Gulumser G., Vasile C. Preparation of stable acrylate/montmorillonite nanocomposite latex via in situ batch emulsion polymerization: Effect of clay types. Applied Clay Science. 2010. Vol. 49, Issue 3. P. 288–297.
11. Патент на корисну модель UA № 144635 Україна МПК С14С 3/06. Спосіб отримання пігментного концентрату для оздоблення шкір / Винахідники Бондарєва А. О., Мокроусова О. Р., Охмат О. А.; заявник і патентовласник: КНТЕУ. № 202003432; заявл. 05.06.2020. опубл. 12.10.2020. «Промислова власність», бюл. № 19/2020.
12. Данилкович А. Г. Практикум з хімії та технології шкіри та хутра: навч. посібник, К. : Фенікс, 2006. 338 с.
13. Мікульонок І. О. Технологічні основи перероблення полімерних матеріалів : навч. посiб. Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, Вид-во «Політехніка»», 2017. 324 с.
14. ДСТУ 2726-94. Шкіра для верху взуття. Технічні умови. [Чинний від 1996-01-01]. Вид. офіц. Київ: Держспоживстандарт України, 1995. 14 с.

References

1. Osgood m. J. Pigments in modern leather finishing. Soc. Leather. Technol. Chem. 1990. Vol. 74, № 1. P. 1-6.
2. Bondarieva A. O., Mokrousova O. R., Okhmat O. A. Rozrobka ta vykorystannia hibrydnykh pihmentiv u pokryvnomu ozdoblenni shkir. Herald of Khmelnytskyi National University. Technical sciences. 2020. № 2 (283). S. 26–35.
3. Kasian E. Ye. Fizyko-khimiia polimernykh plivkoutvoriuvachiv dlia ozdoblennia shkiry: navch. posib. Kyiv : Osvita Ukrainy, 2019. 178 s.
4. Bondarieva A. O., Mokrousova O. R. Formuvannia fizyko-mekhanichnykh vlastyvostei polimerno-mineralnoho pokryttia dlia ozdoblennia shkir. Mizhnarodnyi naukovo-praktychnyi zhurnal «Tovary i rynky». 2020. № 2. S. 97–109.
5. Otroshko V. A., Mokrousova O. R., Merezhko N. V. Vzaiemodiia kolahenu dermy z mineralnymy ta polimernymy spolukamy. Tekhnolohichnyi audyt ta rezervy vyrobnytstva. 2016. № 2/4(28). S. 48-54.
6. Onur Yılmaz, Catalina N. Cheaburu, Gürbüz Gülümser, Cornelia Vasile. Rheological behaviour of acrylate/montmorillonite nanocomposite latexes and their application in leather finishing as binders. Progress in Organic Coatings. 2011. 70, Issue 1. P. 52–58.
7. Zhang Xiaolei, Liu Liu Qinglan, Zhang Weiping. Nanocomposites of Acrylate-Organosilicon Resin/Layered Silicate for Leather Finishing. Soc. Leather. Technol. Chem. 2006. № 6. P. 188–193.
8. Ma Jianzhong, Zhang Zhijie, Liu Lingyun et al. Application of Acrylic Coating Agent Modified by Nano SiO₂. Soc. Leather. Technol. Chem. 2006. № 5. P. 250–254.
9. Onur Yılmaz, Aurica P. Chiriac, Catalina Natalia Cheaburu, Loredana E. Nita, Gürbüz Gülümser, Donatella Duraccio, Sossio Cimmino, Cornelia Vasile. Nanocomposites based on montmorillonite/acrylic copolymer for aqueous coating of soft surfaces. Solid State Phenomena.Vol.151. P. 129–134.
10. Onur Yılmaz. A hybrid polyacrylate/OMMT nanocomposite latex: Synthesis, characterization and its application as a coating binder. Progress in Organic Coatings. 2014. 77, Issue 1. P. 110–117.
11. Yilmaz O., CheaburuN., Durraccio D., Gulumser G., Vasile C. Preparation of stable acrylate/montmorillonite nanocomposite latex via in situ batch emulsion polymerization: Effect of clay types. Applied Clay Science. 2010. Vol. 49, Issue 3. P. 288–297.
12. Patent na korysnu model UA № 144635 Ukraina MPK S14S 3/06. Sposib otrymannia pihmentnoho kontsentratu dlia ozdoblennia shkir / Vynakhidnyky Bondarieva A. O., Mokrousova O. R., Okhmat O. A.; zaiavnyk i patentovlasnyk: KNTEU. № 202003432; zaiavl. 05.06.2020. opubl. 12.10.2020. «Promyslova vlasnist», biul. № 19/2020.
13. Danylkovych A. H. Praktykum z khimii ta tekhnolohii shkiry ta khutra: navch. posibnyk, K. : Feniks, 2006. 338 s.
14. Mikulonok I. O. Tekhnolohichni osnovy pereroblennia polimernykh materialiv : navch. posib. Kyiv : KPI im. Ihoria Sikorskoho, Vyd-vo «Politekhnika»», 2017. 324 s.
15. DSTU 2726-94. Shkira dlia verkhu vzuttia. Tekhnichni umovy. [Chynnyi vid 1996-01-01]. Vyd. ofits. Kyiv: Derzhspozhyvstandart Ukrainy, 1995. 14 s.