端氨基超支化聚合物的制备及在皮革中的应用研究

摘要

基于本课题组前期对端氨基超支化聚合物进行单因素优化的基础上，制备端氨基超支化聚合物(NH2-HBP)，并通过正交试验，研究NH2-HBP的最优制备工艺参数。将最优工艺条件下制备的NH2-HBP分别应用在绵羊皮服装革工艺的固色、除醛和复鞣工序中，以研究其在皮革中的最优应用参数。主要的研究内容和结果如下:
　　以N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)和二乙烯三胺(DETA)为原料，采用正交实验对NH2-HBP的制备工艺参数进行优化，以产率和氨基含量为考察指标，优化得出NH2-HBP的最佳合成条件为MBA和DETA摩尔比为1∶1.2、反应温度为80℃、总反应时间为24h;对NH2-HBP合成工艺的影响因素进行显著性检验，测得其反应温度对产率和氨基含量都具有显著性影响。对NH2-HBP进行红外表征，通过红外光谱对比图证明NH2-HBP分子按预期路线成功合成;通过GPC测得NH2-HBP的相对分子质量，结果表明，NH2-HBP的数均分子质量Mn最高可达2088，重均分子质量Mw最高可达2472。NH2-HBP的合成具有重复性和稳定性，平均产率为90.23％，平均氨基含量为2.72mmol/g，产率和氨基含量的变异系数均较低。对NH2-HBP的物理性能进行检测，NH2-HBP带有刺激性氨臭味，其固含量为31.0％左右，水溶性良好。
　　基于制备NH2-HBP的基础上，将NH2-HBP应用在绵羊皮服装革固色工艺中。通过对比试验优化NH2-HBP在甲酸前后的加入方式对固色效果的影响，结果显示NH2-HBP在甲酸之后加入对皮革的固色效果更好。将NH2-HBP在甲酸固色之后加入，对NH2-HBP的用量进行单因素优化。结果表明:将用量为0.6％的NH2-HBP在甲酸固色之后加入，皮革的染料上染率和耐干湿擦牢度已经达到较理想状态，染料的上染率提高了5.41％，皮革耐干、湿擦牢度分别提高了0.5级和1级，同时在本固色工艺条件下，加入NH2-HBP还可以改善坯革的增厚率和物理机械性能。
　　将NH2-HBP应用在绵羊皮服装革除醛工艺中，通过单因素实验对NH2-HBP的加入用量和作用时间进行优化。结果表明:当NH2-HBP加入用量为4％，作用时间为20min时，坯革的游离甲醛含量由649.23mg/kg减少至111.47mg/kg，减少了82.83％。同时也检测了NH2-HBP在本工艺条件下中对坯革物理机械性能的影响，检测结果表明NH2-HBP的加入可以改善坯革的增厚率和物理机械性能。
　　为了考察NH2-HBP的复鞣性能，将NH2-HBP应用在绵羊皮服装革复鞣工艺中，研究将NH2-HBP作为复鞣剂对皮革复鞣性能的影响。结果表明，将用量为6％的NH2-HBP在加脂之前加入对坯革的物理机械性能有明显提高，平均Ts提高4.4℃，平均抗张强度由11.76N/mm2提高至15.94N/mm2，提高了35.54％，平均撕裂强度由22.47N/mm提高至33.73N/mm，提高了47.31％。同时检测在此工艺条件下，NH2-HBP的加入对皮革染色性能的影响。结果显示NH2-HBP能提高皮革的染色性能，皮革上染率提高5.06％，皮革染色废液透亮，颜色浅，皮革粒面颜色明显变深。

目录

摘要

符号说明

1 前言

1．1 超支化聚合物

1．1．1 超支化聚合物的历史概述

1．1．2 超支化聚合物的结构及性能

1．1．3 超支化聚合物的应用

1．1．4 超支化聚合物皮革领域中的应用

1．1．5 超支化聚合物的产业化生产前景

1．2 固色剂在皮革中的应用

1．2．1 皮革固色剂的概述

1．2．2 皮革固色剂的固色机理

1．3 皮革中游离甲醛的除去方法

1．3．1 甲醛对人体的危害

1．3．2 各国对皮革制品中甲醛含量的规定

1．3．3 甲醛在皮革中的产生来源

1．3．4 皮革中甲醛的去除方法

1．4 课题的提出

1．5 主要研究内容

2 端氨基超支化聚合物的合成

2．1 主要实验材料及仪器

2．1．1 主要实验材料

2．1．2 主要实验仪器

2．2 实验内容

2．2．1 端氨基超支化聚合物的合成

2．2．2 NH2-HBP的合成条件优化

2．3 NH2-HBP的检测

2．3．1 NH2-HBP的提纯

2．3．2 NH2-HBP产率的测定

2．3．3 NH2-HBP伯氨基含量的测定

2．3．4 NH2-HBP合成工艺稳定性测定

2．3．5 NH2-HBP的仪器表征

2．3．6 NH2-HBP的产品质量指标的测定

2．4 结果与讨论

2．4．1 NH2-HBP的合成条件正交试验分析

2．4．2 NH2-HBP的正交试验结果讨论

2．4．3 NH2-HBP的对比试验

2．4．4 NH2-HBP的仪器表征结果

2．4．5 NH2-HBP的产品质量指标

2．5 本章小结

3 端氨基超支化聚合物在皮革染色中的应用

3．1 主要实验材料及仪器

3．1．1 主要实验材料

3．1．2 主要实验仪器

3．2 实验内容

3．2．1 应用工艺

3．2．2 NH2-HBP加入顺序的研究

3．2．3 NH2-HBP用量的单因素研究

3．2．4 皮革应用性能测试

3．3 结果与讨论

3．3．1 NH2-HBP的加入顺序对染色性能的影响

3．3．2 NH2-HBP改善皮革染色性能单因素试验

3．3．3 NH2-HBP对皮样增厚率和物理机械性能分析

3．4 本章小结

4 端氨基超支化聚合物在皮革除醛中的应用

4．1 主要实验材料及仪器

4．1．1 主要实验材料

4．1．2 主要实验仪器

4．2 实验内容

4．2．1 应用工艺

4．2．2 NH2-HBP用量的单因素研究

4．2．3 NH2-HBP作用时间的单因素研究

4．3 甲醛含量检测方法

4．3．1 皮革中游离甲醛去除率

4．3．2 皮革增厚率和物理机械性能的检测

4．4 结果与讨论

4．4．1 NH2-HBP的用量对皮革游离甲醛捕获性能的影响

4．4．2 NH2-HBP的应用时间对皮革游离甲醛捕获性能的影响

4．4．3 NH2-HBP的加入对皮样增厚率和物理机械性能分析

4．5 本章小结

5 端氨基超支化聚合物在皮革复鞣中的应用

5．1 主要实验材料及仪器

5．1．1 主要实验材料

5．1．2 主要实验仪器

5．2 实验内容

5．2．1 应用工艺

5．2．2 NH2-HBP改善皮革复鞣性能的应用试验

5．2．3 皮革应用性能测试

5．3 结果与讨论

5．3．1 NH2-HBP对皮革厚度和面积的影响

5．3．2 NH2-HBP对物理机械性能的影响

5．3．3 NH2-HBP对皮革染色性能的影响

5．4 本章小结

6 主要结论与创新点

6．1 主要结论

6．2 创新点

6．3 展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的成果

声明