淀粉改性丙烯酰胺與鋁配合物鞣劑的合成及性能研究.pdf

1、皮革鞣劑是皮革工業(yè)生產(chǎn)中必須使用的重要化學(xué)品，皮革的質(zhì)量主要取決于皮革化學(xué)品特別是皮革鞣劑的質(zhì)量。目前，皮革生產(chǎn)所用的鞣劑主要以鉻鞣劑為主，它能賦予皮革柔軟豐滿、耐濕熱穩(wěn)定性高等優(yōu)良性能，但是鉻鞣劑對(duì)環(huán)境和水造成的污染是不容忽視的。因此，研發(fā)新型無(wú)鉻鞣劑來(lái)減少或替代鉻鞣劑勢(shì)在必行。
　　鋁鹽制革也有很久的歷史，鋁鞣革的特點(diǎn)是顏色純白、光滑豐滿、柔軟、耐磨性和延伸性優(yōu)良，但由于鋁離子在溶液中形成體積較小、與皮膠原結(jié)合力弱的外軌型配合

2、物，所以鋁鞣革收縮溫度不高，在水中易發(fā)生退鞣現(xiàn)象，這使鋁鞣劑的應(yīng)用受到一定限制。但鋁鞣劑中的鋁離子具有和含羥基、氨基、羧基的有機(jī)化合物發(fā)生強(qiáng)烈配位反應(yīng)的傾向，從而可提高其鞣性，因此本論文采用丙烯酰胺與鋁離子配位，然后通過自由基聚合使其與淀粉接枝共聚，制備一種兼具淀粉、乙烯基類鞣劑與鋁鞣劑三者優(yōu)點(diǎn)的無(wú)鉻鞣劑。論文主要研究工作如下：
　　本論文通過 NaOH和雙氧水在一定的溫度下對(duì)可溶性淀粉進(jìn)行氧化降解，使其成為分子鏈短、熱糊粘度較低

3、、更容易糊化，溶解度較大、冷粘度低、凝沉性小、結(jié)構(gòu)中含有羧基的氧化淀粉，用檸檬酸調(diào)節(jié)氧化降解后所得氧化淀粉的 pH值，再以雙氧水為引發(fā)劑，采用乳液共聚的方法使氧化降解后的淀粉與硫酸鋁和丙烯酰胺反應(yīng)所得的鋁離子與丙烯酰胺的配合物進(jìn)行共聚，制得淀粉改性丙烯酰胺與鋁配合物鞣劑。采用傅里葉紅外光譜(FT-IR)、X-射線衍射（XRD）、熱重分析（TGA）和掃描電鏡（SEM）等手段對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，結(jié)果表明：丙烯酰胺與鋁離子發(fā)生了配位，且配合物

4、與淀粉成功共聚；通過單因素探索實(shí)驗(yàn)探討了 NaOH用量、淀粉降解溫度及降解時(shí)間、硫酸鋁和丙烯酰胺用量對(duì)產(chǎn)物性能的影響，得出淀粉改性丙烯酰胺與鋁配合物鞣劑的最佳合成工藝條件為：淀粉10 g、水35 mL、NaOH用量0.2 g、硫酸鋁用量4 g、丙烯酰胺用量10 g、降解溫度80℃、降解時(shí)間80 min。
　　將最優(yōu)條件下合成的淀粉改性丙烯酰胺與鋁配合物鞣劑應(yīng)用于制革中的鞣制、復(fù)鞣、加脂染色工藝中，通過鞣制、復(fù)鞣后革的收縮溫度、增厚

5、率及加脂染色后革染色均勻程度、著色深淺程度和手感豐滿度的對(duì)比，確定該鞣劑的最佳用量為6％（以藍(lán)濕革稱重計(jì)）；在最佳用量下經(jīng)該鞣劑鞣制復(fù)鞣后的皮，最高收縮溫度為110.8℃，增厚率6.7%，斷裂伸長(zhǎng)率為121.8%，抗張強(qiáng)度為9.45 MPa，抗撕裂強(qiáng)度為40.41 N·mm-1，柔軟度為6.62，透水汽性為3482 g·(m2·24h)-1；經(jīng)對(duì)其鞣制復(fù)鞣前后的皮革進(jìn)行微觀形貌分析，得出該鞣劑易滲透到皮結(jié)構(gòu)內(nèi)部，且在皮膠原之間產(chǎn)生一定的

6、交聯(lián)作用，形成三維空間網(wǎng)絡(luò)支撐結(jié)構(gòu)；根據(jù)其與鉻粉結(jié)合鞣制后廢液中鉻含量的測(cè)定得出該鞣劑可以提高皮革對(duì)鉻的吸收率，使廢液中的鉻含量降低為0.58 g/L，皮革對(duì)鉻的吸收率為87.65%以上，而在常規(guī)鉻鞣中，廢液中的鉻含量一般為2～4 g/L，皮革對(duì)鉻的吸收率只有60%～70%，約有1/3的鉻還留在廢液中。由此可見，該鞣劑大大降低了廢液中的鉻含量，提高了皮革對(duì)鉻粉的吸收率，減少了對(duì)環(huán)境的污染；通過對(duì)使用該鞣劑鞣制、復(fù)鞣后成革性能的測(cè)定與結(jié)構(gòu)