Preparation of acrylic resin/montmorillonite nanocomposite for leather tanning agent

Abstract

Acrylic resin/montmorillonite (AR/MMT) nanocomposite was prepared using Na+-montmorillonite (Na+-MMT) via in-situ polymerization of hydrophilic monomer in aqueous medium. The synthetic conditions, such as the contents of MMT and ammonium persulfate (APS), the molar ratio of different monomers, and the dosage of sodium bisulfate on the application properties of nanocomposite were investigated in detail. The thickness increment ratio, the wet-heat resistance and the tensile, slit and burst strengths of leather tanned by AR/MMT were improved and elongations at break and given load were slightly reduced, in contrast to AR treatment; the wet-heat resistance and the physical / mechanical properties of leather tanned by 6% AR/MMT associated with 2% chromate were lower than 8% chromate tanned. As well, AR/MMT facilitates the absorption of chromate. Compared with conventional chrome tanning, the dosage of chromate is reduced 75%. Scanning Electron Microscope (SEM) pictures of leather samples indicated that the collagen fiber of leather samples tanned by AR/MMT was well dispersed when compared to AR and pure chromate treatment. X-ray Diffraction (XRD) and Transmission Electron Microscope (TEM) confirmed AR/MMT is an exfoliated nanocomposite. RESUMENLa nanopreparación de resina acrílica/montmorillonita (AR/MMT) fue preparada in situ con Na+-montmorillonita (Na+-MMT) a través de la polimerización del monómero hidrófilo en medio acuoso. Las condiciones de la síntesis, tal como el contenido de MMT y persulfato de amonio (APS), la relación molar de los diferentes monómeros, y la dosis de bisulfato de sodio, sobre la aplicación de las propiedades de la nanopreparación fueron investigadas en detalle. La proporción del incremento de espesor, la resistencia al calor en húmedo y la resistencia a la tracción, tensión de corte y ruptura del cuero curtido con AR/MMT se han mejorado y elongaciones a la rotura y carga dada se redujeron ligeramente, en contraste con el tratamiento con AR; la resistencia al calor húmedo y las propiedades físico/mecánicas de los cueros curtidos con un 6% AR/MMT asociados con un 2% de cromato fueron inferiores a los curtidos con 8% de cromato. Además, AR/MMT facilita la absorción de cromato. Comparado con el curtido al cromo convencional, la dosis de cromato se reduce en un 75%. Fotos de muestras de piel obtenidas mediante un microscopio electrónico de barrido (SEM) indican que la fibra de colágeno de las muestras de piel curtida por AR/MMT estaba bien dispersa en comparación con las tratadas con AR y cromato puro. Difracción de Rayos X (XRD) y Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM) confirmaron que AR/MMT es un nanoproducto exfoliado.