Characterization of Historical and Modern Leathers Using FTIR, XRD, SEM-EDX, and Thermal Techniques

A comprehensive study was conducted on four aged leather pieces of British origin that were utilized in book binding, dating back to the period between 1832 and 1860. The objective of this study was to characterize the thermal, structural, and deterioration properties of these historical leather fragments. Additionally, this study included two newly acquired leather samples of Indian provenance, proposed as potential replacements for this historical leather. The investigative process employed Differential Scanning Calorimetry (DSC), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-ray Diffraction (XRD), and Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (SEM-EDX). Through the FTIR analysis, distinct spectral shifts were identified in the amide A band, indicating a disruption of hydrogen bonding within the aged leather. XRD diffractograms revealed the presence of amorphous phases in the aged leather specimens, signifying the deterioration of their triple helical structure. Notably, DSC analysis provided insight into the denaturation of the collagen-tannin matrix inherent to the historical leather, underlining the transformative effects of time on this intricate material composition. Under SEM analysis, cracks, fibre deterioration, and a general weakening in structural integrity were observed in the aged leather fragments. The EDX data identified one of the new leather samples as chrome-tanned, while the remaining samples exhibited characteristics consistent with vegetable-tanned leather. Eine umfassende Studie wurde an vier gealterten Lederst & uuml;cken britischer Herkunft aus Bucheinb & auml;nden durchgef & uuml;hrt, die aus der Zeit zwischen 1832 und 1860 stammen. Ziel dieser Studie war es, die thermischen und strukturellen Eigenschaften sowie den Abbau dieser historischen Lederfragmente zu charakterisieren. Parallel dazu wurden zwei neu erworbene Lederproben indischer Herkunft untersucht, die als potenzieller Ersatz f & uuml;r das historische Leder vorgeschlagen wurden. Bei der Untersuchung kamen Differentialscanningkalorimetrie (DSC), Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FTIR), R & ouml;ntgendiffraktometrie (XRD) und Rasterelektronenmikroskopie mit energiedispersiver R & ouml;ntgenspektroskopie (SEM-EDX) zum Einsatz. Bei der FTIR-Analyse wurden deutliche Spektralverschiebungen in der Amid-A-Bande festgestellt, die auf eine Verringerung der Wellenzahl hindeuten, die auf die St & ouml;rung der Wasserstoffbr & uuml;ckenbindung im gealterten Leder zur & uuml;ckzuf & uuml;hren ist. XRD-Diffraktogramme zeigten das Vorhandensein von amorphen Phasen in den gealterten Lederproben, was auf eine Ver & auml;nderung der Tripelhelixstruktur hindeutet. Vor allem die DSC-Analyse gab Aufschluss & uuml;ber die Denaturierung der Kollagen-Tannin-Matrix des historischen Leders. Bei der REM-Mikroskopie wurden in den gealterten Lederfragmenten Risse, Degradation der Fasern und eine allgemeine Verschlechterung der strukturellen Integrit & auml;t festgestellt. Die EDX-Daten identifizierten eine der neuen Lederproben als chromgegerbt, w & auml;hrend die & uuml;brigen Proben Merkmale aufwiesen, die mit pflanzlich gegerbtem Leder & uuml;bereinstimmen.