CC BY
61
ТЕХНОЛОГИИ МАТЕРИАЛОВ
УДК 543.421/.424
И. Ш. Абдуллин, А. А. Чижевский, Т. В. Жуковская
ИНФРАКРАСНАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ КОЖЕВЕННОГО МАТЕРИАЛА С НАНЕСЁННЫМ ПОЛИУРЕТАНОВЫМ КЛЕЕМ
Ключевые слова: спектроскопия Фурье, кожа КРС, функциональные группы.
В статье приведены результаты ИК спектроскопии кожевенного материала КРС индийского производства с нанесёнными покрытиями. Показано, что в поверхностной структуре после отделения таких покрытий остаётся некоторое количество полимеризованного клея. Также можно контролировать процесс очистки таких поверхностей кож по данным спектроскопии.
Keywords: spectrum Fourier, Leather KRSaaa functional groups.
The results of IR spectroscopy leather material KRS Indian production with applied coatings. It is shown that the surface structure after the removal of such coatings polymerized remains a certain amount of glue. It is also possible to control the cleaning process of the surfaces of skins according spectroscopy.
Введение
В обувном производстве, а также при ремонте обуви часто появляются материалы загрязнённые клеевыми составами.
Некоторые производители обувных кож при производстве часто наносят предварительные слои таких клеёв [1].
Целью данной работы является мониторинг процессов предварительной подготовки поверхности к производству обуви.
Строение
Основными компонентами клеёв являются полиуретан (рис 1) [2].
,CH24^-NH^OCH2CH2CH2GH2- .
Л
Рис. 1 - Элементарная цепочка полиуретана
Цепочка может состоять как из мягких и жёстких звеньев. Мягкие звенья имеют водородные связи, что делает такой полимер более пластичным чем полиэтилен.
На спектре такая связь (рис. 2) представлена в виде более острых пиков, чем сигналы соответствующих групп
о.
3835
^СОМе!
он
500
m
300 200 too
1723
Э650 3600 3550 3500 17БП ппп Рис. 2 - Спектр водородный связи в полиуретане
В состав полимера входят исходные компоненты и остатки функциональных групп полиуретана -изоционаты и полиолы (рис 3).
0=C=N
Рис. 3 - 4,4'-Дифенилметандиизоцианат
Его ИК-спектр характеризуется изоционатными группами, сигналящими в области 1530 см-1.[1] В области 1100 и 1400 см-1 Наблюдаются пики мочевины (рис. 4), тоже входящей в спектр образцов.
Материалы и методы
ИК-спектры снимали на ИК-Фурье спектрометре IRA ffinity-1. Кожа КРС с остатками клея ПУ-2т.
Результаты и обсуждение
В ходе исследований обнаружены следы мочевины как побочного продукта полимеризации и деструкции.
3000 2000
Wavenumber (cm-1)
100С
Рис. 4 - Спектр мочевины
Идентификация структуры полиуретанов использует методы, основанные на ИК-спектроскопии ЛТЯ (затухающего общего отражения). В работе [3] предложена методика исследования растянутых микротомных сечений.
Наиболее важные из областей использования этого метода [4]: определение различия между поли-
уретанами на основе сложных и простых полиэфиров; наблюдение за ходом вулканизации при уменьшении спектра поглощения изоцианатных групп в области 4,4 мк; обнаружение аминных вулканизующих агентов по наличию или отсутствию пика при 6,1 мк; обнаружение карбодипмида по пику поглощения при 4,65 мк.
Анализом спектров указанных соединений и функциональных групп можно ожидать наличие пиков в области следующих значений (табл 1).
Таблица 1 - Характеристические группы полиуре-танового клея
Основная методика определения полиуретано-вого клея по указанным группам включает в себя использование приставки МНПВО [5].
Wavenumber (ст-1) Рис. 5 - Спектр образца клея ПУ-2т
На спектре образца выделяются необходимые составляющие функциональных групп (рис.5). Однако
конкретные спектры надо сравнивать со спектрами, как клея так и указанных выше компонентов приготовления клея, так и субстратов.
Основные исследования проводятся на фоне кожевенного материала. Вот почему приставка МНПВО является необходимым аттенюируюшим элементом спектроскопии.
Рис. 6 - Спектр кожевенного материала
В спектрах кожевенного материала (рис. 6) прослеживаются сигналы коллагена. Это ОН, C—O, СН и СН2 групп [6]. Полосы 2902, 2850 указывают на валентные колебания СН и СН2. Чётко прослеживаются сигналы карбоксильной 1716 см-1 и карбонильной 1650 см-1, причём в неионизированном виде. Выделяется сигнал 1540 см-1 NCO группы клея. Сигналы деформационных колебаний СН, ОН и крутильных СС и СН2 (1425, 1276, 1149) каллогена. В области 3422 см-1 наблюдается уширённый, но не очень интенсивный пик NH колебаний группы.
Выводы
• Определены основные функциональные группы по которым можно идентифицировать клей на сложных спектрах.
• Исследован спектр полиуретаново клея с обработкой ПУ-2т.
Работа выполнена при финансовой поддержке Ми-нобрнауки HA> проект № 2196 от 01.02.2014 г.
Литература
1. Каргин В.А. Энциклопедия полимеров Том 3, 1977, 575 с
2. Феттес E.N. Химические реакции полимеров том 2, 1967, 536 с.
3. P. J. Corish, Anal. Chem., 31, N° 8, 1298 (1959).
4. Апухтина Н.П. Синтез и свойства уретановых эластомеров, 1976, 184 с.
5. А.А Чижевский и др. Исследование структуры полиэтилена с применением Фурье / Вестник Казан. технол. ун-та. - 2014. Т.17,- №20. - С. 223
6. Абдуллин И.Ш., А.А. Чижевский, Т. Жуковская, Особенности ИК-спектроскопии обработанного в газовом разряде кожевенного материала / Вестник технол. ун-та. - 2015. Т.18, - №3. - С. 318.
v, см-1, интенсивность Колебание
3420 сл. (пл.) V(NH^BO6
3320 с. v (КН)связ
3185 сл. v (ЫН)связ (цис-, трансмономер)
3115 сл. Обертон 1530 см-1
3030 сл. v (СН)аром
2935 с. Va (СН2)
2856 с. Vs (СН2)
2795 ср. То же
1733 о. с. V(C=O^Bo6
1703 о. с. V(C=O^bm3
1600 с. v(C С)аром
1530 о. с. d (NH) + V (CN)
1500—1430 сл. d№)
1410 с. V (С"С)аром
1360 ср. Yw (СН2)
© А. А. Чижевский к.х.н., с. н. с. каф. ПМТВМ КНИТУ, [email protected]; И. Ш. Абдуллин - д. т. н., проф., зав. каф. ПМТВМ КНИТУ; Т. В. Жуковская - к.т.н., с.н.с. каф. дизайн КНИТУ.
© A. A. Chizhevsky, PhD.S s.r. chair. "Chemical and nanotechnology macromolecular materials", KNRTU, [email protected]; 1 Sh. Abdullin, D. T. N., Professor, head of the Department "Chemical and nanotechnology macromolecular materials", KNRTU; T. V. Zhukovskaya, PhD., Senior Researcher, Department of "Design", KNRTU.
