EL ACABADO CATIÓNICO DEL CUERO

Introducción

El alcance de este trabajo no es el de una lección magistral  sobre este fenómeno de los aniones y cationes.

Nuestro propósito se limita a comunicarles conceptos y experiencias sobre un relativamente nuevo sistema para el acabado de las pieles que juzgamos innovador y revolucionario y que sin duda debe interesar a la mayoría de Uds.: el ACABADO CATIÓNICO, pero bajo un punto de vista práctico.

Pensamos que es obligado, para saber de qué estamos hablando, intentar un comentario elemental, y digamos químico, que nos permita saber o intuir, “en qué lado están” los cationes y “en qué lado están” los aniones.

El agua pura tiene una constante dieléctrica muy elevada , es decir, es muy mal conductor de la corriente eléctrica. Sin embargo, cuando disolvemos  algunos compuestos en el agua, sus moléculas se disocian, o sea, se fraccionan en dos partes. Estas partes pueden estar formadas por moléculas o por átomos y se llaman  iones.

Por ejemplo, si se trata de una sal común, tendremos:

ClNa

ê

Cl

+

Na

Cloruro Sódico

ión cloro

ión sodio

Si introducimos los dos polos de una corriente continua en una solución, podremos constatar que estos iones toman caminos ordenados diferentes:

polo+

¬

Cl

Na

®

polo-

Partiendo del principio de que los signos eléctricos contrarios se atraen, debemos deducir que el Cl tiene carga negativa y el Na positiva y lo expresamos así:

Cl-        Na+

 

También porque el ión Cl- se orienta hacia el polo positivo o ánodo, le llamamos anión y al ión Na+ que nos orienta hacia el polo negativo o cátodo le llamamos catión.

Volveremos otra vez sobre las sales. Veamos ahora que pasa con los ácidos:

ClH

®

Cl

+

H+

ácido clorhídrico

cloro

hidrógeno

SO4H2

®

SO4=

+

2H+

ácido sulfúrico

ión sulfato

hidrógeno

y las bases:

NaOH

®

Na+

+

OH-

hidróxido sódico

sodio

ión oxhidrilo

NH4OH-

®

Na+

+

OH-

hidróxido amónico

ión amonio

ión oxhidrilo

En estas disociaciones o ionizaciones el catión H+  es el responsable de la acidez y el anión OH+ lo es de la basicidad o alcalinidad.

Cuando hablamos de ácidos o bases, fuertes o débiles, hacemos referencia a su grado de disociación al diluirlos en agua, grado que no es el mismo para todos. Esta diferencia de grado de ionización, unida al efecto químico conocido como hidrólisis de las sales y que el agua produce sobre éstas, da lugar a las siguientes situaciones:

ejemplo 1)

CO3Na2 se disocia en CO3= + 2Na+ y por hidrólisis , tenemos CO3H2 muy poco disociados (ácido débil) y 2NaOH muy disociada (base fuerte) y que nos da iones Na+ + OH-.

Resultado: La presencia mayoritaria del anión OH- nos da una fuerte reacción alcalina.

ejemplo 2)

SO4Cu se disocia en SO4= + Cu+ y por hidrólisis, tenemos Cu(OH)2 muy poco disociada (base débil) y SO4H2 muy disociado (ácido fuerte) y que nos da iones SO4= + 2H+.

Resultado: La presencia mayoritaria del catión H+ nos da una fuerte reacción ácida

ejemplo 3)

NO3K2 se disocia en NO3= + 2K+ y por hidrólisis tenemos NO3H2 muy disociado (ácido fuerte) y que nos da iones NO3=, 2K+ y 2H+ , 2OH-

Resultado: La presencia equilibrada de cationes H+ y aniones OH- nos da una reacción neutra.

 

Es decir, no todos los compuestos que en teoría deberían darnos reacción neutra, se comportan así, sino que, por efecto del grado de ionización, pueden dar según los casos, reacción ácida o reacción alcalina, sin que por ello podamos llamarles ácidos o bases.

 

Tenemos pues, que todos los compuestos que al disolverse en agua se disocian, nos dan aniones y cationes y una reacción (pH) que puede ser ácida, alcalina o neutra.

 

Pues bien, un producto para el acabado será no iónico cuando, en solución, no esté disociado y será aniónico o catiónico según sea anión o catión la parte disociada que intervendrá en el acabado.

Veamos algunos ejemplos:

1. TENSOACTIVOS.

Queremos comentar los tensoactivos porque en ocasiones intervienen de forma directa en el comportamiento de las formulaciones de acabado, como extendedores o penetradores y siempre de forma, digamos indirecta, porque están contenidos en otros productos, pigmentos, ceras, rellenantes, etc., como emulsionantes, dispersantes, plastificantes, etc..

Pues bien, tomando como ejemplo el caso tal vez más clásico, tomemos el ácido estéarico, producto insoluble y por lo tanto no ionizable.

CH3

  ½

Su fórmula:

(CH2)16 

la representaremos por R -COOH

  ½

  COOH

Caso A)

Conversión en un tensoactivo aniónico

R - COOH + NaOH ® R - COO Na +H2O

El estearato sódico obtenido no solamente es soluble en agua, sino que es un jabón de reconocida eficacia.

Veamos qué ocurre al ionizarse:

(R - COO)- + Na+

Por causa del radical (COO)- el ión {R - COO}- es aniónico y el ión Na+  por hidrólisis, nos dará NaOH muy disociada en iones de Na+ + OH- con reacción alcalina.

 

Caso B)

Conversión en un tensoactivo catiónico

1) Reducción del ácido esteárico a alcohol:

 R - COOH  ®  R - CH2.OH

 2) Conversión del alcohol en amina:

 R - CH2OH  +  NH3 ®  R - CH2.NH2 + H2O

3) Protonozación del N con ácido:

R - CH2.NH2 + HCl ®  R - CH2.H.NH2+ + Cl-

 

El grupo - H.NH2 (ión amonio) es fuertemente catiónico, y por hidrólisis tendremos:

{R - CH2.H.NH2}+  y una reacción ácida por la hidrólisis del ión Cl.

2. POLÍMEROS.

Protagonistas indiscutibles de cualquier acabado, merecen también nuestra atención. Nos estamos refiriendo a resinas acrílicas y de uretano.

En los siguientes ejemplos, para evitar transcribir innecesariamente las complejas cadenas de los copolímeros, sustituiremos éstas por R - xxxx, dónde R representa la cadena principal y - xxxx el grupo funcional.

Polímeros aniónicos.

Caso A) Con reacción alcalina:

R - COO.Na al ionizar nos da:

R - COO-   +  Na+  y Na al hidrolizar nos da Na+ + OH- anión.

Caso B) Con reacción ácida:

R  -  COO.H al ionizar nos da

R  -  COO - + H+

Polímeros catiónicos.

CH3

/

R  -  CH2N

protonizado con ácido nos da

\

CH3

CH3

/

R  -  CH2HN

{R - CH2HN.(CH3)2}+ ión ácido

\

CH3

Como ocurriría con el ión -H.NH2 (caso de tensoactivo) el grupo -H.N.(CH3)2 es fuertemente catiónico y por hidrólisis tendremos:

{R - CH2HN.(CH3)2}+ y reacción ácida por hidrólisis del ácido.

 

1) Un producto de acabado aniónico puede tener pH alcalino, ácido o neutro.

2) Un producto de acabado catiónico, tiene pH ácido.

3) El pH ácido de un producto, no presupone que sea catiónico.

4) El pH alcalino o ácido de un producto no iónico, no dependerá del propio producto.

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