抗菌型酪素基納米ZnO復(fù)合皮革涂飾材料的合成與性能研究.pdf

1、作為我國輕工行業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，皮革工業(yè)與人民生活和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展息息相關(guān)。皮革涂飾材料作為皮革制品表面修飾、保護(hù)的一類材料，不僅可以使產(chǎn)品美觀，也可賦予產(chǎn)品較高的附加值。酪素是皮革行業(yè)中應(yīng)用廣泛的一類皮革涂飾材料，具有優(yōu)異的成膜性能，如耐打光、耐高溫、耐熨燙和較好的粘合力等。然而，酪素結(jié)構(gòu)中含有多種氨基酸，易受細(xì)菌侵蝕從而腐敗變質(zhì)，影響其進(jìn)一步應(yīng)用。本研究分別采用單原位法和雙原位法將無機(jī)抗菌材料—納米ZnO引入到酪素基體中，并通過調(diào)節(jié)

2、反應(yīng)體系的pH，獲得具有抗菌性能的陰離子型和陽離子型酪素基納米ZnO復(fù)合皮革涂飾材料。
　　采用單原位法將市售納米ZnO粒子引入己內(nèi)酰胺改性酪素（CA-CPL）基體中，制備了酪素基納米ZnO（CA-CPL/ZnO）復(fù)合皮革涂飾材料。通過考察納米ZnO用量、納米ZnO加入方式、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的影響和硅烷偶聯(lián)劑用量對復(fù)合乳液及薄膜性能的影響，得到最優(yōu)制備工藝：納米ZnO用量為1％，納米ZnO于己內(nèi)酰胺前加入到體系中、無PVP

3、作為改性劑以及硅烷偶聯(lián)劑 KH570用量為1%。透射電子顯微鏡（TEM）表征結(jié)果顯示：所得乳膠粒呈核殼結(jié)構(gòu)，粒徑約為400nm；動態(tài)激光光散射（DLS）測試結(jié)果表明：復(fù)合材料電位為-35.6mV，屬陰離子型復(fù)合材料；環(huán)境掃描電子顯微鏡（ESEM）表征結(jié)果表明：納米ZnO均一地聚集于CA-CPL/ZnO薄膜表面。皮革涂飾應(yīng)用結(jié)果表明：納米ZnO的引入有利于提高涂飾革樣的抗張強(qiáng)度和耐干擦性能。盡管納米ZnO的引入可在一定程度上提高基體的抗菌

4、性和薄膜的耐水性，但復(fù)合材料的抗菌性和耐水性還有待進(jìn)一步提高。
　　為改善復(fù)合乳液的抗菌性和薄膜的耐水性，同時進(jìn)一步提高有機(jī)相和無機(jī)相之間的相容性，采用雙原位法（即用ZnO前驅(qū)體代替市售納米ZnO粉體粒子，在體系中原位生成納米ZnO）制備了CA-CPL/ZnO復(fù)合皮革涂飾材料。以復(fù)合乳液的穩(wěn)定性能和抗菌性能、復(fù)合薄膜的機(jī)械性能和耐水性能為考察指標(biāo)，得到了最優(yōu)制備工藝：體系的pH為9.0、ZnO前驅(qū)體用量為3%、硅烷偶聯(lián)劑KH560

5、為納米粒子表面改性劑且其用量為3.5%。TEM表征結(jié)果顯示：最優(yōu)工藝下所制備的CA-CPL/ZnO復(fù)合乳膠粒粒徑大小為259nm，呈多層核殼結(jié)構(gòu)；DLS測試結(jié)果表明：復(fù)合材料電位為-28.4mV；ESEM結(jié)果表明：納米ZnO均勻分布在復(fù)合薄膜中。皮革涂飾應(yīng)用結(jié)果表明：采用雙原位法將納米ZnO引入到改性酪素基體中，有利于改善涂飾革樣的力學(xué)性能、衛(wèi)生性能及耐干擦性能。與單原位法制備的復(fù)合乳液相比，雙原位法制備的復(fù)合材料抗菌性能和耐水性能有所

6、提升，且得到的乳膠粒粒徑從400nm減小到259nm。
　　為進(jìn)一步提高復(fù)合乳液與坯革間的合能結(jié)力，得到具有優(yōu)異抗菌性和封底性的酪素基納米ZnO復(fù)合皮革涂飾材料，研究了陽離子型CA-CPL/ZnO復(fù)合皮革涂飾材料。分別考察了酸的種類、pH對酪素溶解性和酪素薄膜的影響，以及納米ZnO用量和己內(nèi)酰胺（CPL）用量對CA-CPL/ZnO復(fù)合乳液和薄膜性能的影響，得到最優(yōu)制備工藝：采用甲酸為溶解助劑、pH為2.5時制備酪素溶解液，ZnO用