Химический состав кожи зависит от вида сырья, а также веществ, введенных в нее в процессе изготовления. Для оценки химического состава кожи определяют ее влажность, содержание золы, оксида хрома, вымываемых водой веществ, гольевого вещества, жира и т. д. Стандартами нормированы только некоторые из этих показателей (например, влажность, содержание оксида хрома и вымываемых водой веществ, число продуба) .
Методы испытаний кож описаны в ГОСТ 938.1 - 938.27, 13868-74, 13869-74, 20735-75 и др.
Влага. Содержание влаги в коже существенно влияет на ее толщину, площадь, массу, теплопроводность, прочность, тягучесть и другие свойства. Влажность определяют сушкой навески кожи (масса около 2 г), помещенной в предварительно взвешенный бюкс, в сушильном шкафу при температуре 102+-2'С или ускоренным методом при температуре 128 - 130'С. В первом случае сушка делится на несколько периодов с взвешиванием образца после каждого. Первый период длится 4 ч, остальные - по 2 ч. Сушку навески кожи ведут до постоянной массы. При температуре 128 - 130'С сушка длится 30 мин. Ускоренная сушка осуществляется в течение 2 - 4 мин с помощью инфракрасных лучей.
Содержание влаги в коже W, %, вычисляют делением массы влаги m на массу навески m1 до сушки и умножением полученного числа на 100. W = m/m1 x 100.
Как было указано, содержание влаги в коже зависит от относительной влажности и температуры окружающего воздуха. Каждой относительной влажности воздуха при данной температуре соответствует определенная равновесная влажность кожи (рис. 23). Влажность кожи зависит также от метода дубления, вида и количества наполняющих и жирующих веществ.
Нормальным содержанием влаги в коже принято считать 16%.
Жирующие вещества. Жирующие вещества вводят в кожу в процессе производства для повышения ее водостойкости, мягкости, тягучести. Содержание жира в коже достигает иногда 30% (юфть для верха обуви). Количество жира в коже существенно влияет не только на потребительские, но и на технологические свойства материала (например, на способность склеиваться, окрашиваться и т. п.).
Обычно определяют содержание веществ, вымываемых органическими растворителями (без полимерных соединений). Абсолютное большинство этих веществ, не связанных с кожей, составляют жиры. Сначала с образцов кожи ацетоном смывают покрывную пленку. Затем образцы измельчают и 2,5 - 5 г кожи помещают в аппарат для экстрагирования на 1 - 1,5 ч. Жирующие вещества из кож хромового и хромтаннидного дубления экстрагируют органическим растворителем - дихлорэтаном, а из замши - этиловым эфиром.
Кипящий растворитель, омывая навеску кожи, извлекает из нее жирующие несвязанные вещества, Полученный экстракт отгоняют для удаления растворителя и сушат при температуре 128 - 130' С до постоянной массы.
Если для пропитки кожи хромового дубления были применены акриловые эмульсии, сополимеры хлоропрена и метилакрилата, латексы, то к жировому остатку после экстрагирования приливают растворитель для жира (например, петролейный эфир или ацетон). При нагревании жир растворяется, а полимер выпадает в осадок. Затем растворитель отгоняют, и остаток сушат, как было указано выше.
Масса сухого остатка m2, отнесенная к массе испытуемого образца m1 и умноженная на 100, покажет содержание жира в процентах Т = m2/m1 x 100.
Для юфти, содержащей повышенное количество жира, необходимо оценивать сохранение его в процессе эксплуатации обуви при действии влаги, пыли, повышенных температур. Для этой цели образцы юфти обрабатывают пылью и определяют количество несвязанных жирующих веществ.
Количество жира в коже в основном зависит от ее назначения. Так, в кожах хромового дубления для верха обуви содержание жира должно быть 3,7 - 8,5%, в юфти - 26 - 31, замше - не менее 3, в кожах для низа обуви - 3,5 - 5%.
Связанные дубящие вещества. В кожах хромового дубления количество связанных дубящих веществ характеризуют содержанием оксида хрома. Сущность метода состоит в окислении соединений хрома (III) в золе кожи или непосредственно в коже в соединения хрома (VI) щелочным сплавлением или перхлоратом калия с последующим йодометрическим определением содержания хрома.
Увеличение содержания оксида хрома в кожах для верха обуви до 5 - 6% улучшает их качество, так как повышается полнота и плотность кож. Излишнее его количество в коже для низа обуви и юфти повышает.влагоемкость и тягучесть. Содержание оксида хрома в шеврете должно быть не менее 3,3%, в шевро и козлине - 3,7 и в остальных видах кож хромового дубления - 4,3, в кожах, применяемых для подошв и стелек,- 0,6 - 1,2%. Разница в требованиях связана с характером эксплуатации деталей обуви.
В кожах, выдубленных с использованием таннидов и синтанов, количество связанных дубящих веществ в процентах составляет разницу между 100 и суммарным содержанием жирующих, минеральных, водовымываемых и гольевого вещества в пересчете на абсолютно сухое вещество.
Если в кожах хромового дубления невымываемые вещества (оксид хрома) составляют 2,7 - 6%, то в кожах хромтаннидного дубления - до 30%, причем оксида хрома - не более 1%. Отношение содержания связанных дубящих веществ к гольевому веществу в процентах называют коэффициентом дубности, или числом продуба. Коэффициент дубности кож для низа обуви составляет б0 - 75%, юфти - 20 - 40%.
Минеральные вещества. Содержание минеральных веществ в коже характеризует правильность проведения процессов наполнения, обеззоливания и др. Испытание состоит в сжигании навески кожи и определении массы получившейся золы по отношению к массе взятого образца. Содержание минеральных веществ в кожах хромового дубления достигает 12%, в кожах хромтаннидного дубления - до 5%. Этот показатель в стандартах не нормируется, так как не обнаружена зависимость от него свойств кожи.
Гольевое вещество. Гольевое вещество, являющееся важнейшей частью кожи, состоит из белков. В кожах для низа обуви гольевое вещество составляет 30 - 50%, в кожах для верха обуви - 50 - 70%. Чем больше введено в кожу дубящих, жирующих и наполняющих веществ, тем меньше доля гольевого вещества.
Содержание в коже гольевого вещества определяют по количеству азота, для чего навеску кожи обрабатывают концентрированной серной кислотой в присутствии катализаторов при нагревании. При этом азот белков переходит в аммонийные соли, из которых затем азот извлекают в виде аммиака, поглощаемого кислотой.
Вымываемые водой вещества. При воздействии воды из кож, выдубленных с применением таннидов и синтанов, вымываются различные органические и неорганические вещества. В кожах для низа обуви вымываемые водой вещества составляют до 25% массы. Ббльшее количество вымываемых водой веществ значительно ухудшает свойства кожи в процессе носки обуви, поэтому указанный показатель нормируется в стандартах на кожи таннидного и синтанного дубления.
Вымываемые водой вещества определяют после обезжиривания образца кожи дистиллированной водой при 2-часовом взбалтывании. Полученный раствор фильтруют и выпаривают. Масса полученного остатка m2, выраженная в процентах по отношению к массе взятого образца m1, характеризует содержание вымываемых водой веществ V = m2/m1 x 100.
Кислотность кожи. Повышенное содержание кислоты в коже может привести к ухудшению ее свойств при хранении. Кислотность кожи характеризуют концентрацией водородных ионов (рН) в вытяжке, полученной настаиванием навески измельченной кожи в растворе хлорида калия. Для определения рН кожи применяют рН-метр со стеклянным электродом.
рН хлоркалиевой вытяжки нормируется в стандартах только для кож хромтаннидного или хромсинтанного дубления в пределах 3,5 - 5,5.
Изменение показателей химического состава по площади и толщине кожи. Различия в микроструктуре кожи приводят к неравномерному распределению жирующих, дубящих, минеральных и других веществ. Например, в чепраке отмечено наибольшее содержание гольевого вещества и влаги, а в полах - жирующих, минеральных, связанных дубящих и вымываемых водой веществ. Содержание оксида хрома и кислотность по площади кожи существенно не изменяется.
С увеличением толщины кожи содержание в ней оксида хрома и гольевого вещества возрастает, а количество жира, вымываемых водой и органическими растворителями снижается. В направлении от среднего слоя кожи к наружным возрастает содержание жира, минеральных и дубящих веществ и снижается содержание гольевого вещества и влаги. Например, влажность среднего слоя кожи на 7 - 8% выше, чем лицевого и бахтармяного слоев. Такое распределение влаги характерно для кож любого вида отделки или без нее и почти не зависит от метода дубления и количества жира в коже. В средних слоях кож из шкур крупного рогатого скота тяжелых развесов содержится около 2% вымываемых органическими растворителями вместо 3,7 - 10% по норме.
