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品，皮革的質(zhì)量主要取決于皮革化學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，但是鉻鞣劑對環(huán)境和水造成的污染是不容忽視的。因此，研發(fā)新型無鉻鞣劑來減少或替代鉻鞣劑勢在必行。
　　鋁鹽制革也有很久的歷史，鋁鞣革的特點是顏色純白、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、羧基的有機化合物發(fā)生強烈配位反應的傾向，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)點的無鉻鞣劑。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可溶性淀粉進行氧化降解，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所得的鋁離子與丙烯酰胺的配合物進行共聚，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）等手段對產(chǎn)物進行結(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；通過單因素探索實驗探討了 NaOH用量、淀粉降解溫度及降解時間、硫酸鋁和丙烯酰胺用量對產(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用于制革中的鞣制、復鞣、加脂染色工藝中，通過鞣制、復鞣后革的收縮溫度、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比，確定該鞣劑的最佳用量為6％（以藍濕革稱重計）；在最佳用量下經(jīng)該鞣劑鞣制復鞣后的皮，最高收縮溫度為110.8℃，增厚率6.7%，斷裂伸長率為121.8%，抗張強度為9.45 MPa，抗撕裂強度為40.41 N·mm-1，柔軟度為6.62，透水汽性為3482 g·(m2·24h)-1；經(jīng)對其鞣制復鞣前后的皮革進行微觀形貌分析，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定得出該鞣劑可以提高皮革對鉻的吸收率，使廢液中的鉻含量降低為0.58 g/L，皮革對鉻的吸收率為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，提高了皮革對鉻粉的吸收率，減少了對環(huán)境的污染；通過對使用該鞣劑鞣制、復鞣后成革性能的測定與結(jié)構(gòu)