Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Литературный обзор 8
1.1. Свойства фибриллярных белков 9
1.1.1. Коллаген 9
1.1.2. Кератины 14
1.1.3. Эластин 18
1.2. Модификация полимеров 23
1.2.1. Физические методы модификации полимеров 27
1.2.2. Комплексная модификация мехового полуфабриката 31
1.3. Применение дисперсий фибриллярных белков в различных отраслях народного хозяйства 37
1.3.1. Белковые дисперсии в медицине и косметологии 37
1.3.2. Белковые дисперсии в легкой промышленности 39
Глава 2. Объекты и методы исследования 42
2.1. Объекты исследования 42
2.2. Методы исследования 45
Глава 3. Изучение возможности использования дисперсий фибриллярных белков в качестве базовой составляющей при разработке отделочных композиций для мехового полуфабриката 53
3.1. Исследование состава дисперсий фибриллярных белков 54
3.2. Исследование коллоидно-химических свойств дисперсий фибриллярных белков 58
3.2.1. Влияние катионов солей d-металлов на поверхностно- активные свойства дисперсий коллагена и кератина 58
3.2.2. Влияние анионов солей d-металлов на структурные изменения элементов дисперсии коллагена 70
3.3. Исследование влияния солей металлов из числа d-элементов четвертого периода на цветовые и физико-механические характеристики волосяного покрова мехового полуфабриката 75
3.3.1. Выбор солей металлов в качестве модифицирующих агентов для тонирования волосяного покрова 75
3.3.2. Выбор соединений цинка в качестве модифицирующих агентов для маскирования желтизны волосяного покрова 83
3.4. Выбор белковой дисперсии в качестве основы композиций для отделки волосяного покрова 85
3.4.1. Исследование сорбции волосяным покровом меховой шкурки дисперсий фибриллярных белков 85
3.4.2. Влияние дисперсий фибриллярных белков в отделочных композициях на сорбцию волосяным покровом солей металлов 90
Глава 4. Исследование влияния отделочных биометаллических композиций на основе дисперсий фибриллярных белков на свойства волосяного покрова меховых шкурок 96
4.1. Исследование взаимодействия кератина волоса с отделочными композициями методом ИК-спектроскопии 96
4.2. Влияние отделки волосяного покрова биометаллическими композициями на его истираемость 105
4.3. Влияние отделки биометаллическими композициями на трибоэлектрические свойства волосяного покрова 108
4.4. Исследование сорбционных свойств волоса, отделанного разработанными композициями 111
4.5. Исследование светостойкости волосяного покрова меха, отделанного биометаллическими композициями 116
4.6. Микроскопические исследования волоса тонированной меховой шкурки 119
Глава 5. Разработка технологии отделки волосяного покрова меховых шкурок биометаллическими композициями 120
Выводы 124
Список литературы
- Физические методы модификации полимеров
- Исследование коллоидно-химических свойств дисперсий фибриллярных белков
- Выбор солей металлов в качестве модифицирующих агентов для тонирования волосяного покрова
- Влияние отделки волосяного покрова биометаллическими композициями на его истираемость
Введение к работе
В настоящее время на российском рынке продается, согласно экспертной оценке, примерно третья часть мировой меховой продукции, но из-за низкой конкурентной способности отечественных изделий доля импортных, реализуемых у нас, достигла 70...80 % от общего объема продаж.
Решающую роль в расширении и обновлении ассортимента, повышения конкурентоспособности играют процессы отделки меха, которые значительно влияют на качество готовой продукции, так как ценность пушно-меховой шкурки определяется преимущественно качеством ее волосяного покрова. Для изменения цветовых характеристик волоса создаются многовариантные технологии окуночного способа отбеливания, утемнения, осветления, крашения с использованием оптических и флуоресцентных отбеливателей, красителей, солей тяжелых металлов и т.п. Подобные обработки усложняют технологию отделки и являются экологически небезопасными из-за больших объемов загрязненных сточных вод.
Намазные способы отделки, как правило, используют для улучшения эстетических свойств волосяного покрова пушнины, что позволяет подчеркнуть достоинства природной окраски и замаскировать недостатки. Отделочные материалы (красители, синтетические полимеры, выравниватели и др.), ассортимент которых широко представлен в основном зарубежными производителями, дороги и имеют узконаправленное действие. Однако изделия из меха находятся в постоянном контакте с человеком в процессе эксплуатации и актуальна замена синтетических полимеров природными, в частности, белковыми продуктами, интерес к которым велик в различных отраслях науки.
В настоящее время проводятся исследования по созданию, модификации и промышленному внедрению перспективных препаратов на основе фибриллярных белков (коллагена, эластина, кератина).
Предприняты попытки использования гидролизата кератина, уксуснокислых коллагеновых дисперсий для интенсификации жидкостных
процессов, отбеливания меха, в составе окрашенных композиций для его отделки намазным способом. Но, исходя из особенностей строения фибриллярных белков, реализованы далеко не все их возможности и целесообразны дальнейшие исследования в этом направлении. В то же время их применение может решить не менее важные экологические проблемы: переход на нетоксичные, экологически безопасные материалы и утилизацию белоксодержащих отходов кожевенно-мехового производства.
В связи с этим целью диссертационной работы является разработка теоретических основ и технических решений отделки волосяного покрова мехового полуфабриката с использованием дисперсий фибриллярных белков и модифицирующих добавок, повышающих эстетические и утилитарные свойства меха, а также конкурентоспособность готовой продукции.
В соответствии с поставленной целью в работе решали следующие задачи:
исследование свойств дисперсий фибриллярных белков как основы для создания отделочной композиции, изучение с помощью современных методов механизма их взаимодействия с волосяным покровом;
выбор и обоснование модифицирующих агентов для регулирования коллоидно-химических свойств дисперсий, изменяющих гидрофильно-липофильный баланс их макромолекул и спектральные характеристики композиций;
исследование влияния химической природы разработанных композиций на эстетические и утилитарные свойства волосяного покрова полуфабриката;
разработка на основе проведенных исследований технологических модулей отделки мехового полуфабриката, вписывающихся в традиционную технологию;
полупроизводственная апробация результатов работы и формулирование рекомендаций по применению отделочных композиций на базе фибриллярных белков.
В ходе выполнения диссертационной работы получены следующие новые научные результаты.
теоретически обоснован способ получения и применения полифункциональных композиций на основе дисперсий фибриллярных белков для отделки меха;
установлено влияние отделочных композиций на качество и потребительские свойства мехового полуфабриката;
научно обоснована целесообразность отделки волосяного покрова меха модифицированными белковыми дисперсиями и предложен способ поэтапного формирования отделочных композиций на волосе;
уточнены и расширены представления о структуре, составе, коллоидных свойствах коллаген-, кератин- и эластинсодержащих дисперсий;
изучены свойства монослоев Ленгмюра коллагена и кератина как модели волоса. Использованный подход позволил научно обосновать выбор модифицирующих добавок по целевому назначению, выявить особенности коллоидно-химических свойств белковых дисперсий, установить характер влияния на них природы и концентрации модифицирующего агента;
доказано наличие высокой адсорбции дисперсий кератина и коллагена и низкой адсорбции дисперсии эластина на поверхности волоса и предложен гипотетический механизм этого взаимодействия;
выявлена роль белковой составляющей в процессе утемнения при тонировании или маскировании желтизны волосяного покрова и придания ему защитных и специальных потребительских свойств.
Практическая значимость состоит в разработке и теоретическом обосновании состава композиций для отделки волосяного покрова меха на базе дисперсий фибриллярных белков, позволяющих:
существенно увеличить стойкость волосяного покрова к истирающим воздействиям, химически и бактериологически агрессивным средам и продлить тем самым срок службы изделий из меха;
обеспечить стойкий кондиционирующий, колористический эффекты, возможность маскирования желтизны;
повысить устойчивость натуральной окраски волосяного покрова к действию факторов «светопогоды»;
изменить трибоэлектрические свойства волоса, влияя на пышность, запыленность, устойчивость к свойлачиванию, т.е. на эксплуатационные и эстетические свойства волосяного покрова;
восстановить утраченные колористические и физико-механические свойства пушно-мехового полуфабриката, бывшего в употреблении.
Разработана технология и даны рекомендации по применению
полифункциональных композиций для повышения эксплуатационных и
эстетических свойств готовой продукции, придания дополнительного
комплекса полезных свойств, а также восстановления утраченных свойств
волосяного покрова меховых изделий, бывших в употреблении. Результаты
подтверждены актами производственных испытаний учебно-
экспериментального производства (УЭП) МГУДТ, ООО Меховой компании «Родники».
Результаты работы представлены и обсуждены на нескольких Межрегиональных научно-практических конференциях «Развитие меховой промышленности России» ОАО НИИМП (2003 - 2005 гг.), на IV Международном конгрессе химиков-текстильщиков и колористов (ноябрь 2002 г.); опубликованы в шести научных статьях и четырех тезисах докладов научно-технических конференций. Научная новизна подтверждена патентом РФ на изобретение. Издано учебное пособие, получен акт о внедрении его в учебный процесс.
Физические методы модификации полимеров
При модификации в результате элементарного механического воздействия происходят механохимические процессы, которые различаются источником сил, природой исходных объектов, механизмом инициирования, направленностью превращений веществ в конечные продукты.
Физические методы модификации целесообразно классифицировать по природе механических воздействий, вызывающих физико-химические превращения полимеров[41, 42]: низкочастотные с приложением преимущественно усилий сдвига -продавливание через отверстия, перемешивание, встряхивание, экструзия и.; высокочастотные - дробление, тонкое измельчение и другие виды механического удара при диспергировании; обработка - УФ- и РЖ-облучением, лазерным излучением, плазмой низкой температуры, радиационная; тепловые; периодическое деформирование - ультразвуковые и вибрационные колебания в жидких и твердых средах; давление набухания и осмотическое; фазовые превращения (криолиз); вакуумно-компрессионные - обработка давлением, вакуумом, взрывным нагружением, трением; прочие виды, включая такие элементарные, как одноосное растяжение.
Все эти виды воздействий осложняются сопутствующими воздействиями «немеханической» природы. Так, перетирание, дробление, измельчение сопровождаются электронной эмиссией, образованием статического электричества [42], повышением температуры. Под действием ультразвукового облучения растворов, кроме потоков с большими градиентами скоростей, обтекающих макромолекулы и вызывающих их деформацию и разрыв, возникают кавитационные пустоты, пузырьки, которые могут нести электрические заряды на поверхность. Исчезновение («схлопывание») кавитационных полостей, помимо возникновения ударной волны в среде, сопровождается и электрическими явлениями.
По направленности превращений и конечным результатам, реализуемым физическими методами, можно выделить основные механохимические процессы: деструкцию, структурирование, синтез.
Первым процессом механодеструкции и механохимического синтеза является механокрекинг, который первоначально направлен по «проходным» цепям, соединяющим пачки, сферолиты или иные надмолекулярные структуры. Кинетика дальнейших процессов зависит от многих факторов, которые могут приводить к структурно-физическим или химическим превращениям полимеров. Наиболее важные из них следующие: свойства полимера - химическое строение звеньев, молекулярная структура (степень разветвленности и сшивания), конфигурация и конформация цепей, природа внутри- и межмолекулярных связей, наличие «слабых» связей в цепи, молекулярная масса, фазовое состояние, исходная степень дисперсности частиц и т.д.; условия проведения процесса - температура, частота механического воздействия, материал аппаратуры, интенсивность подвода механической энергии, природа газовой среды и растворителя и др.
Таким образом, учитывая природу механических сил, условия проведения процессов, свойства модифицируемых объектов, можно существенно варьировать физические и химические характеристики полимеров в зависимости от поставленной цели.
Многие механические воздействия применяются в отделочных процессах мехового производства для улучшения качества готовой продукции.
Авторами [44, 45] было показано, что обработка меховых шкурок соединениями металлов улучшает физико-механические характеристики волосяного покрова. В связи с этим появляются работы [46], изучающие процессы комплексообразования полимеров с соединениями металлов, чтобы получить окрашенные металлополимерные продукты.
Интересным представляется механохимическое инициирование полимеризационных процессов при диспергировании твердых тел: металлов, солей, оксидов. При механическом диспергировании веществ на вновь образующихся при расколе поверхностях возникают активные центры разной природы, способные в присутствии мономеров, полимеров или других реакционноспособных органических соединений инициировать дальнейшие превращения компонентов. В результате образуются полимеры, сополимеры, металлоорганические соединения, продукты прививки полимеров на поверхностях твердых тел и др.
Таким образом, при использовании соединений металлов в сочетании с высокомолекулярными соединениями, в том числе и природными (дисперсиями фибриллярных белков), можно получить окрашенные металлополимерные композиции для отделки мехового полуфабриката.
Еще одним, довольно распространенным физическим методом модификации полимеров является периодическое деформирование, к которому относится ультразвуковое воздействие (УЗ).
Известно, что под влиянием УЗ снижается вязкость растворов крахмала, желатины, акрилатных сополимеров, происходит дезагрегация макромолекул, а в некоторых случаях наблюдается их разрыв [47].
В технологических процессах выделки кожи и меха эффективность обработки полимерами в большой степени определяется их молекулярно-массовыми характеристиками, которые не всегда можно обеспечить при синтезе. С этой точки зрения, исследования водных растворов полимеров Акрисол и Катификс, используемых в красильно-жировальных процессах кожевенного и мехового производства, свидетельствуют о перспективности применения УЗ-активации [48]. По своей химической природе Акрисол представляет сополимер метилакрилата, акриламида, изопрена и бутадиена, а Катификс - природный полимер хитозан, полученный путем дезацетилирования хитина [49]. Принимая во внимание, что от состояния и размера частиц полимера в значительной степени зависит скорость диффузии в структуру дермы и волоса, авторы рекомендуют применять УЗ-активацию на стадии подготовки технологических растворов для достижения наибольшей эффективности использования полимерных композиций.
Исследование коллоидно-химических свойств дисперсий фибриллярных белков
В настоящее время для большинства высокомолекулярных соединений, используемых в кожевенной и меховой промышленности, диапазон физико-химических и эксплуатационных свойств известен. С помощью одного из видов модификации (структурной или химической) можно значительно расширить данный диапазон свойств для создания многофункциональных ВМС. Но в реальных условиях обычно используют сочетание двух видов, т.е. комплексную модификацию.
Структурная модификация волоса может проводиться разными методами и реагентами, от которых зависит локализация высокомолекулярных соединений. Полимеры могут или вводиться в структуру волоса, или образовываться внутри его при использовании мономеров или полупродуктов с небольшой молекулярной массой, или покрывать его поверхность, образуя как бы защитный чехольчик, который маскирует чешуйки кутикулярного слоя, предотвращает своилачиваемость, повышает устойчивость к истиранию, к действию факторов «светопогоды» в процессе эксплуатации или при хранении изделий.
Например, в работе [51] показана возможность модификации волосяного покрова меховой овчины эпоксидной смолой путем присоединения ее к функциональным группам кератина волоса. Обработке смолой при этом предшествует предварительное винилирование волоса малеиновым ангидридом. Достаточная модификация волоса достигается только при последовательной обработке мономерами (эпихлоргидрином и резорцином) эпоксидной смолы. В результате образования смолы в толще волоса повышается устойчивость волосяного покрова к истиранию.
Еще одним примером модификации волосяного покрова является окислительное крашение с использованием полупродуктов. Ароматические окисляемые полупродукты, обладая невысокой молекулярной массой, способны диффундировать в структуру волоса даже при низких температурах. Необходимый цветовой тон достигается подбором полупродуктов, их соотношения [7, 52] и превращения в нерастворимые окрашенные соединения под воздействием окислителя: бихромата калия (или натрия), который вводится в структуру волоса на стадии протравления, и пероксида водорода, добавляемого в красильный раствор.
Хотя при обработке окислительными красителями достигается интенсивная окраска хорошей стойкости, все же в отдельных случаях окислители могут повреждать волокна. Авторами [53] предлагается средство на основе нафтилазосоединения для окрашивания кератиносодержащих волокон, особенно человеческих волос, в красный, красно-фиолетовый, сине-фиолетовый и красно-коричневый цвета. Расширение цветовых нюансов и улучшение интенсивности окрашивания может быть достигнуто введением солей переходных металлов: хлоридов, сульфатов, ацетатов, лактатов. От окислителей, например Н202, можно отказаться, а интенсивная окраска достигается при физиологически переносимых температурах до 40 С. При этом глубина и стойкости окрашивания, покрытие седины равноценны по качеству обычным окислительным красителям для волос.
В работе [54] указывается на повышение химической устойчивости волоса к действию деструктурирующих реагентов за счет образования новых связей и привитого сополимера при обработке овчины метазином.
Качество овчины, облагороженной медно-аммиачным сульфатом, не уступает качеству овчины, облагороженной формалином, а по некоторым показателям даже превышает [55]. При этом улучшаются санитарно-гигиенические условия труда, так как соли меди не летучи, не обладают неприятным запахом и малотоксичны.
Обработка меховых шкурок соединениями некоторых металлов уменьшает свойлачиваемость волосяного покрова, повышает упругость единичного волоса, укрепляет связь волоса с кожевой тканью. Исследована возможность использования солей металлов для борьбы с грибками и плесенью [56]. Установлено, что препараты, имеющие в составе кадмий и цинк, задерживают образование плесени на 6 недель. Образцы, обработанные препаратами на основе соединений алюминия и никеля, противостояли появлению грибков в течение 2 недель, тогда как на контрольных образцах плесень образовывалась через 24 ч.
С помощью солей тяжелых металлов (железа, меди, никеля, цинка и т.д.) усилена естественная окраска волосяного покрова шкурок, а также повышена светостойкость натурального меха [57, 58]. Обработка беловолосых шкурок позволяет придать волосяному покрову разные оттенки, например, соединениями меди - голубоватый, никеля - светло-зеленый, кобальта -светло-розовый, а обработка сульфатом бария и цинка позволяет маскировать желтизну.
Выбор солей металлов в качестве модифицирующих агентов для тонирования волосяного покрова
Для исследования дисперсий коллагена и кератина (как модели волоса), а также изменений поверхностно-активных свойств их структурных элементов и образующихся пленок на поверхности волоса под действием водных растворов солей металлов использовали модельные системы - монослои Ленгмюра дисперсий коллагена и кератина на границе раздела фаз вода/воздух с помощью техники Ленгмюра (ванны кругового типа).
Коллаген - основная составляющая субстанция ПРК - как любой белок [121, 122] является поверхностно-активным веществом (ПАВ), благодаря сочетанию гидрофильных и гидрофобных участков макромолекулы. ПАВ может формировать тонкие пленки на границах раздела фаз двумя способами. Первый заключается в создании условий процесса адсорбции из раствора на существующую границу раздела фаз (раствор/воздух, раствор/твердое тело). Данный способ не является оптимальным для формирования пленки коллагена (как и ПРК) на границе раздела фаз вода/воздух. Основным ограничением является плохая растворимость белка в воде.
Второй способ заключается в формировании тонкой пленки ПАВ при растекании его раствора по границе раздела фаз, так как наносимый раствор имеет меньшее поверхностное натяжение. Под действием градиента поверхностного натяжения молекулы ПАВ равномерно распределяются по доступной поверхности раздела фаз. Данное явление лежит в основе метода Ленгмюра [123].
Метод весов Ленгмюра позволяет исследовать поверхностно-активные свойства наносимого ПАВ при разных его поверхностных концентрациях Г, г/м . Традиционно в данном методе используется площадь поверхности, занятая одной молекулой или 1 мг вещества, А, нм /молекула или м /мг. Таким образом, определяют зависимость двумерного давления п (разница поверхностных натяжений подложки и нанесенного вещества) от площади А, занимаемой одной молекулой (или 1 мг) в поверхностной пленке. Экспериментально контролируют только количество вещества на единице поверхности. Метод не позволяет получить прямых результатов по толщине образующейся пленки. В этих условиях тонкой пленке на межфазной границе присвоено обозначение 2D пленка (от английского аналога - двумерный).
Полученные зависимости л(А) называют изотермами двумерного давления. Начальная точка AQ изотермы показывает поверхностную концентрацию ПАВ, при которой снижение поверхностного натяжения больше снижения чувствительности измерительной системы. По скорости роста л на начальном участке и максимально достижимому давлению коллапса лтл можно судить о поверхностно-активных свойствах нанесенного вещества и 2D пленки в целом. Под термином «коллапс» 2D пленки понимают точку, в которой происходит наслоение образованной пленки самой на себя, т.е. формирование более толстой структуры. По величине сопротивления 2D пленки сжатию можно судить о ее эластичности, характеризующейся эффективным модулем упругости Е 2D пленки.
2D пленки коллагена были исследованы в работе [124], в которой показано, что начало подъема изотерм двумерного давления приходится на площадь AQ — 1800...2300 нм на молекулу (или 3,9...5,0 м /мг), превышающую в 4-5 раз собственную площадь горизонтально расположенной на поверхности водной субфазы макромолекулы коллагена (рис. 4). Среднее расстояние между центрами молекул белка составляет при этом 42...48 нм, что в 6-7 раз меньше длины молекулы. Следовательно, при достижении AQ монослой оказывается уже в значительной степени ориентированным. Дальнейшее сжатие, начиная с примерно с 20 мН/м, инициирует интенсивную перестройку структуры монослоя. В этих условиях происходит фибриллообразование.
Расположение плато на изотерме зависит от рН субфазы. При уменьшении рН с 7,0 до 3,0 протяженность плато непрерывно уменьшается. Это связано с увеличением отталкивания молекул белка друг от друга из-за возрастающего заряда, который несут макромолекулы. Поэтому требуется все более сильное сжатие для обеспечения процесса фибриллообразования в 2D пленке. Только после полного перехода молекулярной формы коллагена в фибриллярную двумерное давление 2D пленки возрастает. Полученная пленка из фибрилл может быть сжата более чем в 2 раза. Коллапс 2D пленки фибриллярного коллагена наступает при А = 130... 140 нм2 на молекулу (или 0,28.. .0,30 м2/мг) и практически не зависит от рН субфазы. Максимальное двумерное давление коллапса 58 мН/м достигается при рН = 6,0, 42 мН/м - при рН = 3,0, 43 мН/м -прирН= 12,0. 2D пленки а-кератинов практически не изучены. В работах [125, 126] получены изотермы двумерного давления только в области низких значений п.
Таким образом, исследование 2D пленок коллагена и кератина методом Ленгмюра позволяет судить об изменениях поверхностно-активных свойств их структурных элементов и образующихся тонких пленок на межфазной границе под действием разных факторов, например, введения в систему солей металлов.
Для формирования и исследования 2D пленок ПРК, кератина и их смеси методом весов Ленгмюра на границе вода/воздух необходимо учитывать, что данные фибриллярные белки склонны к образованию ассоциатов [127]. Такое поведение белков определяет их количество на поверхности экспериментальной установки для получения всего набора состояний 2D пленок. По данным, представленным в работах [127, 128], коллапс 2D пленки наблюдается примерно при поверхностной концентрации белка Г, мг/м2, на занимаемой им площади 0,1...0,2 м/мг. Исходя из этого, можно рассчитать необходимое количество белка в ПРК, дисперсии кератина и их смеси для композиционной отделки меха.
Влияние отделки волосяного покрова биометаллическими композициями на его истираемость
Истираемость - показатель, оказывающий решающее влияние на износостойкость меха. Волосяной покров, неустойчивый к истиранию, быстро приобретает непривлекательный вид: становится клочковатым; волосы, особенно, остевые, обламываются; кожевая ткань просвечивает через волосяной покров.
Способность волоса свойлачиваться зависит, в основном, от строения кутикулы, его упругости, извитости, длины и толщины. Свойлачиванию подвержен волосяной покров с большим процентом пуховых волос, например, овчины, кролика, лисы.
В предыдущих исследованиях было показано, что белковая составляющая в отделочной композиции образует дискретную защитную пленку на волосе, причем соли металлов могут связываться как с функциональными группами элементов дисперсии, так и кератина волоса, в большей степени сорбируясь пуховыми волосами. Это может оказывать как положительный, так и отрицательный эффект, придавая волосу хрупкость. Поэтому определение степени истираемости отделанного волосяного покрова важно как для характеристики его физико-механических свойств, так и для уточнения состава композиций и технологии отделки.
Истираемость волосяного покрова определяли экспериментально на образцах шкурок кролика. Известно, что у данного вида меха на один остевой или направляющий волос приходится три пучка пуховых волос по 7...10 волокон в каждом [7]. В связи с этим специально готовить образцы, состоящие только из пуховых волос, не было необходимости.
Образцы шкурки кролика с непигментированным волосяным покровом обрабатывали отделочными композициями, состоящими из соединений металлов в сочетании с дисперсиями белков и без них. Всего составлено 15 вариантов отделки, 16-й - контрольный. Технологические приемы отделки такие же, как в разд. 3.3.2. Истирание проводили на машине ЭМИ-60-3, образцы размером 4x4 см нашивали на ткань.
Потери массы волосяного покрова шкурки кролика при истирании представлены в порядке возрастания в табл. 15.
Из данных табл. 15 можно сделать вывод, что все отделочные композиции, кроме оксида цинка, в разной степени уменьшают истираемость волосяного покрова шкурки кролика. Вероятно, оксид цинка, являясь негидролизуемым
соединением, без белковой основы, отлагается, главным образом, в местах повреждения волоса, усугубляя их в процессе эксплуатации.
Обработка волосяного покрова дисперсиями фибриллярных белков приводит к образованию на поверхности волоса, как отмечалось ранее, дискретной белковой пленки. При этом выравнивается поверхность кутикулы и облегчается скольжение волос относительно друг друга. Дисперсии коллагена и кератина способствуют уменьшению потери массы волосяного покрова при истирании в 2 раза по сравнению с контрольным образцом, а дисперсия эластина - в 1,5, что связано с разной адсорбцией этих белковых дисперсий на поверхности волоса (разд. 3.4.1).
Снижение истираемости при обработке водными растворами солей кобальта и цинка в сочетании с белками и без белков связано со структурирующим эффектом солей.
Отделка волосяного покрова биометаллической композицией на базе дисперсии коллагена совместно с солями металлов позволяет снизить его истираемость в 10 раз.
Для определения степени влияния составляющих отделочной композиции на истираемость волосяного покрова использован метод латинских квадратов, в котором строка - это вид дисперсии: коллагена, кератина, эластина, четвертый вариант без белка; столбец - это соединение металла: соль хлорида кобальта, сульфата цинка, оксида цинка, четвертый вариант без металла. Результаты представлены в протоколе трехфакторного дисперсионного анализа (табл. А2).
Значимость линейных коэффициентов проверена по критерию Фишера и доказана целесообразность выбранного состава композиций, так как на истираемость волосяного покрова в большей степени влияет природа металлосодержащего соединения и характер взаимодействия его с белком, что подтверждается предыдущими выводами.
