Перспективным соединением для получения новых химических материалов, используемых в кожевенном и меховом производствах, можно считать полигексаметиленгуанидин ПГМГ. Путем последовательной химической модификации этого полимерного препарата были получены дубящие, наполняющие и красящие материалы.
Наполнители для кожи и меха представляют собой производные полигексаметиленгуанидина с ароматическими ядрами, содержащими электронодонорные заместители. Эти соединения способны образовывать различные виды связей с полипептидными цепочками белков. При их взаимодействии с белками дополнительно возникает эффект дубления, выражающийся в повышении температуры сваривания кожи и меха.
Авторами были получены ароматические модификаты ПГМГ разного состава. При синтезе этого класса производных использовались гидроксил- и аминосодержащие соединения: - и -нафтолы, резорцин, а также анилин, нафтиламин, диметиланилин, сульфаниловая и нафтионовые кислоты.
На голье, полученном из шкур крупного рогатого скота, сравнивалось дубящее действие ароматических производных ПГМГ с разными электронодонорными группами. Образцы голья помещались в 3%-ый раствор модификата ПГМГ, выдерживались в нем в течение недели при периодическом встряхивании, после чего определялась температура сваривания кожевенного полуфабриката (табл. 1).
Табл. 1. Изменение температуры сваривания дермы tсв после обработки ароматическими модификатами ПГМГ
? п/п Ароматический модификат Прирост tсв голья, ?С
1 ПГМГ-анилин 18
2 ПГМГ-диметиланилин 28
3 ПГМГ-α-нафтиламин 39
4 ПГМГ-фенол 36
5 ПГМГ-резорцин 37
6 ПГМГ-α-нафтол 26
7 ПГМГ-β-нафтол 34
Высоким приростом температуры сваривания дермы отличается наполнитель ПГМГ--нафтиламин. Очевидно, это можно объяснить большей возможностью, в сравнении с другими аминосодержащими модификатами ПГМГ, делокализации неподеленной пары азота, что вызывает большую подвижность аминогруппы.
В работе сравнивалось наполняющее действие производных ПГМГ нафталинового ряда: -нафтиламин и -нафтол с ОН-группой по молекулярной массе примерно одинаковы, но реакционная способность аминогруппы выше. Свойства обоих продуктов приведены в табл. 2, в табл. 3 - результаты определения свойств высушенного полуфабриката, обработанного этими соединениями.
Табл. 2. Характеристики ароматических модификатов ПГМГ
Модификат Плотность, г/м3 рН 5%-ого р-ра Содержание сухого остатка, % Содержание метилольных групп, % Содержание свободного формальдегида, %
ПГМГ-β-нафтол 1,0850 7,0 40,5 4,3 3,3
ПГМГ-α-нафтиламин 1,0880 6,5 50,9 1,9 3,4
Табл. 3. Изменение свойств кожевенного полуфабриката при наполнении
Показатели ПГМГ-β-нафтол ПГМГ-α-нафтиламин
Прирост толщины, % от первоначальной 25,0 26,7
Прирост температуры сваривания, оС 6 7
Пористость, % 46,8 45,9
Оба продукта можно использовать для наполнения и додубливания коллагена, однако технологические свойства модификата ПГМГ с -нафтиламином лучше по сравнению с нафтольным. По органолептической оценке качество образцов обоих вариантов примерно одинаково.
С помощью УФ-спектроскопии изучалось взаимодействие ароматических модификатов ПГМГ с моделью коллагена - желатином. При сравнении спектров поглощения исследуемых полимеров после их смешения с желатином было подтверждено взаимодействие между ними в системе желатин - модификат.
Водные растворы желатина и ароматических производных ПГМГ в эквимолекулярных количествах выдерживались в течение 30 мин. при периодическом встряхивании. Результаты обработки спектров поглощения приведены в табл. 4.
Табл. 4. Изменение длины волны поглощения растворов желатина в зависимости от строения полимеров
? п/п Раствор λ, нм Δλ, нм
1 ПГМГ-фенол 320 -
2 ПГМГ-фенол, желатин 300 20
3 ПГМГ-анилин 370 -
4 ПГМГ-анилин, желатин 350 20
5 ПГМГ-резорцин 370 -
6 ПГМГ-резорцин, желатин 330 40
7 ПГМГ-β-нафтол 380 -
8 ПГМГ-β-нафтол, желатин 370 10
Взаимодействие полимера с желатином сопровождалось гипсохромным эффектом, смещением поглощения в коротковолновую часть спектра. Следовательно, в системе желатин - модификат образовывались новые химические связи. Изменения длины волны поглощения можно отнести за счет разницы в электронодонорных свойствах заместителей ароматического ряда. Характер изменения этого показателя соответствовал эффективности воздействия наполняющих производных полигексаметиленгуанидина на кожевенный и меховой полуфабрикат.
По влиянию на наполняющую способность модификаторы ПГМГ можно расположить в последовательности: резорцин > -нафтиламин >-нафтол > -нафтол >фенол. Все исследуемые материалы можно рекомендовать к использованию в кожевенной и меховой технологии для проведения красильно-жировальных процессов.
Таким образом, синтезированные ароматические продукты на основе ПГМГ могут использоваться как эффективные наполняющие и додубливающие материалы в практике кожевенного и мехового производства. Они позволяют совмещать обработки полуфабриката в отделочных процессах, снижают расход реагентов, придают коже и меху необходимые физико-механические и гигие?нические свойства.