耐黄变型氢化蓖麻油纳米复合加脂剂的合成、性能与应用

摘要

随着人民生活水平的提高，人们对皮革制品的质量要求越来越高，轻涂饰和不涂饰的皮革制品，如白色革及浅色革逐渐受到消费者的青睐，因此对耐黄变皮革制品提出更高的需求。蓖麻油因其来源广、可再生、易改性等特点，是制备加脂剂的主要原料之一，但蓖麻油存在大量不饱和键，在紫外光及氧气作用下，易发生氧化反应，导致蓖麻油产品黄变。氢化蓖麻油作为蓖麻油的衍生物，拥有较高的饱和度，使其具有良好的耐光性。金红石型纳米TiO2及纳米ZnO因其具有良好的紫外吸收作用，常作为紫外吸收剂被应用到化妆品、纺织品及塑料等材料的合成中，制备抗紫外及耐黄变产品。
　　本研究主要内容包括：⑴考察了纳米TiO2、纳米ZnO、纳米ZrO2、纳米CeO2、纳米SiO2等不同种类无机纳米材料的紫外吸光度及光催化性能，筛选出金红石型TiO2及纳米ZnO均具有良好的抗紫外性能及较低的光催化性能。采用单因素试验法获得了金红石型纳米TiO2工艺条件，并对纳米TiO2的改性工艺进行了优化。通过原位法将改性纳米 TiO2引入到加脂剂中，制备了氢化蓖麻油基纳米 TiO2复合加脂剂（MHCOF/KH550-TiO2）；研究了KH550-TiO2引入量对MHCOF/KH550-TiO2乳液粒径、抗紫外性能及加脂应用性能的影响；研究了 MHCOF/KH550-TiO2加脂后坯革的微观形貌及MHCOF/KH550-TiO2在加脂坯革中的分布。⑵通过单因素试验优化了纳米ZnO的改性工艺，通过原位法将改性纳米 ZnO引入到加脂剂中，制备了氢化蓖麻油基纳米 ZnO复合加脂剂（MHCOF/KH560-ZnO）。探讨了改性ZnO用量对MHCOF/KH560-ZnO的粒径、微观形貌、抗紫外性能及加脂性能的影响；研究了MHCOF/KH560-ZnO加脂坯革的微观形貌及MHCOF/KH560-ZnO在加脂坯革中的分布。⑶结合金红石型纳米 TiO2紫外吸收高，纳米 ZnO紫外吸收范围广的特点，制备兼具广谱高效紫外吸收的 TiO2-ZnO。考察了锌源种类、ZnSO4·7H2O与(NH4)2CO3摩尔比、Ti与Zn摩尔比等因素对TiO2-ZnO抗紫外性能的影响。以紫外吸光度为指标对改性剂种类、改性剂用量等因素进行优化，制备NDZ201改性TiO2-ZnO复合纳米粒子（NDZ201-TiO2-ZnO）。通过原位法将NDZ201-TiO2-ZnO引入到MHCOF中，制备了氢化蓖麻油基纳米TiO2-ZnO复合加脂剂（MHCOF/NDZ201-TiO2-ZnO）。探讨了NDZ201-TiO2-ZnO用量对MHCOF/NDZ201-TiO2-ZnO微观结构、粒径及抗紫外性能的影响，对比分析了MHCOF/KH550-TiO2、MHCOF/KH560-ZnO及MHCOF/NDZ201-TiO2-ZnO的抗紫外性能；研究了MHCOF/NDZ201-TiO2-ZnO加脂后坯革的微观形貌及分布情况。⑷对不同加脂剂加脂坯革紫外光照前后的结构、基团及稳定性进行了仪器分析。XRD结果表明：紫外光照后纤维间距均减小，纤维间距变化顺序为：蓖麻油加脂剂＞MHCOF＞MHCOF/KH560-ZnO＞MHCOF/KH550-TiO2＞MHCOF/NDZ201-TiO2-ZnO。FT-IR结果表明：纤维中酰胺键的破坏程度大小顺序为：蓖麻油加脂剂＞MHCOF＞MHCOF/KH560-ZnO＞MHCOF/KH550-TiO2＞MHCOF/NDZ201-TiO2-ZnO。使用蓖麻油加脂剂时，纤维间加脂剂流失最多，使用MHCOF/NDZ201-TiO2-ZnO时，加脂剂流失最小。TG及 DTG结果表明：紫外光照后坯革的最大分解速率高于紫外光照前，但 MHCOF/NDZ201-TiO2-ZnO加脂后坯革紫外光照前后最大分解速率差（Δν）最小，蓖麻油加脂剂加脂后坯革的Δν最大。

目录

符号说明

1 绪论

1.1 课题背景

1.2 紫外线的特性及其危害

1.3 紫外吸收材料的分类、特点及应用

1.4 纳米TiO2的抗紫外性能研究进展

1.5 纳米ZnO的抗紫外性能研究进展

1.6 蓖麻油的改性及其应用研究进展

1.7 耐光型皮化材料的研究进展

1.8 研究课题的提出及意义

2 氢化蓖麻油基纳米TiO2复合加脂剂的研究

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 小结

3 氢化蓖麻油基纳米ZnO复合加脂剂的研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 小结

4 氢化蓖麻油基纳米TiO2-ZnO复合加脂剂的研究

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 小结

5 坯革耐黄变机制的研究

5.1 引言

5.2 实验部分

5.3 结果与讨论

5.4 小结

6 结论

论文主要创新点

后续研究工作展望

致谢

参考文献

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