乙烯基类聚合物/蒙脱土纳米复合鞣剂鞣制机理的研究
将乙烯基类聚合物/蒙脱土纳米复合鞣剂分别与胶原模型物、明胶、皮粉及皮块等作用，并与乙烯基类聚合物做对比，研究乙烯基类聚合物/蒙脱土纳米复合鞣剂与胶原的作用机理。
选用聚酰胺和聚乙烯醇作为皮胶原模型物，分别模拟皮胶原分子中的肽基和羟基，将乙烯基类聚合物/蒙脱土纳米复合鞣剂在不同用量和pH值条件下与之作用，以复合鞣剂与胶原模型物的结合量、结合率考察它们相互作用的方式和程度，并与乙烯基类聚合物进行对比；以明胶作为胶原替代物，将乙烯基类聚合物/蒙脱土纳米复合鞣剂与明胶作用，通过紫外光谱和红外光谱对作用物进行检测，研究明胶溶液与复合鞣剂作用后分子结构的变化；在不同用量和不同pH值条件下，将乙烯基类聚合物/蒙脱土纳米复合鞣剂与皮粉作用，考察纳米复合鞣剂用量及pH值对鞣剂结合量的影响，找出鞣剂的理想用量和适宜鞣制的pH值；在理想用量和适宜pH值条件下将纳米复合鞣剂与去氨基皮粉、酯化皮粉、铬化皮粉作用，研究胶原氨基、羧基以及铬与纳米复合鞣剂的结合机理，并在相同的试验条件下与乙烯基类聚合物进行对比；采用皮粉及化学修饰皮粉分别与乙烯基类聚合物/蒙脱土纳米复合鞣剂、乙烯基类聚合物作用，对鞣制前后的各种皮粉进行DSC测试，研究皮粉在鞣制前后收缩温度、协同单元以及热力学参数的变化；将乙烯基类聚合物/蒙脱土纳米复合鞣剂与皮块、去氨基皮块、酯化皮块及铬化皮块作用，考察鞣制前后皮块收缩温度的变化，并与乙烯基类聚合物进行对比，进一步解释纳米复合鞣剂与胶原的作用机理。
研究结果表明：乙烯基类聚合物/蒙脱土纳米复合鞣剂与胶原模型物及皮粉作用的最适用量为30％左右，最适pH值在3.95左右；胶原分子链中的氨基是复合鞣剂主要的结合基团，羧基相对较少，其次是羟基和肽基；复合鞣剂与胶原肽基主要以氢键结合，与胶原羟基主要是鞣剂中所含的大量羧基与胶原分子中的羟基形成酯键结合，与胶原氨基主要是鞣剂中产生的电离羧基(-COO-)与皮胶原分子侧链上呈电离状态的氨基(-NH3+)发生电价键结合而形成酰胺键，与胶原羧基主要是胶原纤维中的电离羧基(-COO-)与纳米复合鞣剂中十六烷基三甲基溴化胺上的胺基发生电价键结合，与纳米复合鞣剂中的羟基形成酯键结合，另外，纳米复合鞣剂中的羧基可进一步与铬形成络合物；各种皮粉的DSC谱图表明：鞣制后皮粉的收缩温度、协同单元、发生收缩反应时的反应级数以及活化能均大于未鞣制皮粉的，说明纳米复合鞣剂及乙烯基类聚合物具有一定的鞣制作用，且纳米复合鞣剂的鞣制作用大于乙烯基类聚合物；复合鞣剂与乙烯基类聚合物的对比结果表明蒙脱土纳米粒子与乙烯基类聚合物的复合具有一定的协同效应，纳米粒子可以有效地提高乙烯基类聚合物的反应活性。
本课题的创新之处在于：1.首次全面系统地研究了乙烯基类聚合物/蒙脱土纳米复合鞣剂的鞣制机理，研究结果对于进一步改善鞣剂的性能具有一定的理论指导意义；2.在实验中采用DSC研究皮粉在鞣制前后多种参数的变化，从热动力学角度对鞣制机理作出了进一步的解释；3.首次在有机鞣剂鞣制机理的研究中证明了鞣剂分子中的羧基、羟基能与胶原分子中的羟基、羧基间形成酯键结合。
纳米复合鞣剂;乙烯基类聚合物;蒙脱土;胶原;鞣制机理
陕西科技大学
硕士
皮革化学与工程
杨宗邃
2006
中文
TS529.2;TQ325.12
83
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）