Nanopigments and polymer-mineral decoration of natural leathers

Робота присвячена розробці нанопігментів на основі модифікованого монтморилоніту для формування полімерно-мінерального оздоблення натуральних шкір.

Покривне оздоблення займає основне місце серед процесів виготовлення натуральних шкір та забезпечує надання шкірі високих експлуатаційних та естетичних властивостей. Перспективним напрямком ресурсозбережного та екологічного виробництва шкір є розробка нанопігментів на мінеральній основі – модифікованому монтморилоніті, та використання їх для полімерно-мінерального оздоблення шкіри.

Запропоновано алгоритм отримання нанопігментів шляхом послідовної модифікації водних дисперсій монтморилоніту катіоноактивними та аніоноактивними сполуками. Диспергування частинок монтморилоніту карбонатом натрію та модифікація гідроксохромовими комплексами забезпечує зміну хімії поверхні та супроводжується структурними перетвореннями мінералу. Встановлено високий рівень адсорбції аніонного чорного та темно-зеленого барвників на поверхні частинок модифікованого монтморилоніту. Доведено утворення хімічних та фізико-хімічних взаємодій між барвником та обмінними катіонами монтморилоніту. Розроблено склад нанопігментів на основі забарвлених дисперсій монтморилоніту, які характеризуються високою криючою здатністю, стійкістю у часі.

Встановлено вплив нанопігментів при витратах 1,5–2,0 % монтморилоніту на фізико-механічні властивості полімерних плівок, що підтверджено зростанням втричі модуля еластичності та межі міцності, а також зниженням на 11,5 % видовження при розриві для полімерних плівок. Підвищення фізико-механічних властивостей полімерних плівок є результатом фізичної адсорбції та пов’язано з утворенням відносно міцних координаційних зв’язків полімеру з активними функціональними центрами поверхонь монтморилоніту. Мінерал в складі нанопігментів підвищує фізико-механічні властивості покривних плівок, пластифікує та структурує полімерну композицію, сприяє отриманню шкір з високими органолептичними характеристиками лицьової поверхні, а саме, об’ємність мережівки, зернистість, приємний гриф.

Методом симплексно-решітчастого планування оптимізовано склад покривних композицій з використанням нанопігментів, отримано раціональні співвідношення компонентів покривної композиції, що забезпечують формування полімерно-мінерального покриття із необхідним рівнем експлуатаційних властивостей, яке характеризується високою адгезією до шкіри, стійкістю до сухого та мокрого тертя, еластичністю та міцністю.

Застосування нанопігментів у складі покривних композицій дозволяє зменшити витрати покривної фарби для оздоблення, товщину покривної плівки та отримати покриття з високими показниками якості за рівнем адгезії до сухої і мокрої шкіри, стійкістю покриття до багаторазових вигинів, сухого та мокрого тертя.