皮革热老化机理与回软工艺研究

摘要

中国具有悠久的使用皮革制品的历史。早在远古时期，人们就开始在兽皮上涂抹油脂，经过一定的加工，将兽皮制成皮革。皮革属于天然高分子纤维，主要成分是胶原蛋白质。由于时间久远，在保存的过程里很容易受到外界的影响而发生老化现象。因此大多数留传下来的皮类文物都不同程度地出现弱化、硬化以及色变现象。近年来，在新疆地区出土大量皮类文物，其精美程度不逊于其它纺织品文物，具有很高的历史、文化、艺术价值。
　　由于文物具有稀有性和不可再生性的特点，本课题选用现代羊、牛皮革代替皮革文物。针对新疆地区干燥少雨的气候特点，采用热老化法对皮革进行模拟老化。研究了不同老化程度下皮革文物模拟样在失重率、色差、柔软度、吸水性能、表面形貌、化学结构、晶体结构、热性能等方面的变化，探讨热老化过程中牛、羊皮革的劣化机理。进一步采用回软剂对皮革文物模拟样进行软化，并对回软前、后皮革文物模拟样的物理和化学性能进行了初步的研究，得到如下结论：
　　热老化使皮革质量减少，并发生黄变、褐变；皮革毛孔表面会出现严重皱缩甚至爆裂等现象，尺寸也发生收缩，XRD结果显示老化后胶原纤维的间距减小；由于脂质与水分的损失和胶原纤维互相缠结，皮革柔软度下降；皮革化学结构变化表明内部鞣酸受热分解，胶原蛋白呈现明胶化趋势；DSC数据显示经过老化后，皮革的热稳定性明显下降，而热重分析显示由于胶原纤维相互缠结，导致老化后皮革热降解速率出现下降趋势。
　　对皮革文物模拟样品进行回软处理后，皮革的柔软度得到了明显的提高。通过对比回软前、后色差值发现，回软剂并没有对皮革外观产生不利影响，PEG与蓖麻油可以明显改善皮革模拟样品的柔软度。蓖麻油能显著改善老化皮革的光泽度，PEG与蓖麻油复配使用时，回软效果良好。通过数据比较和分析，得出回软效果最佳的回软剂配方为：30％PEG，5%蓖麻油，65%乙醇。机理分析表明这主要是由于回软剂渗透入皮革内部，通过溶胀作用将原本紧密缠绕的胶原纤维撑开，扩大了原本紧密胶原纤维分子间的距离，使得皮革胶原纤维活动的自由度增多，皮革柔软度也会相应得到明显的改善。
　　综上所述，本论文对皮革热老化的机理进行了探讨，并提出了一种新的皮革文物回软方法，为皮革文物的保护提供一种新的思路。

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第一章 绪论

1.1皮革的起源与历史

1.2 皮革的主要结构与成分

1.3北方干燥地区出土的皮革文物概况

1.4 皮革文物老化原因

1.5 皮革文物保护研究现状

1.6选题的内容与意义

1.7本课题的主要研究内容、技术重点、创新点

第二章 热老化对皮革结构与性能的影响

2.1实验部分

2.2结果与讨论

2.3小结

第三章 甘油与PEG法对热老化羊、牛皮革软化工艺研究

3.1实验部分

3.2实验结果与讨论

3.3小结

第四章 蓖麻油、纳米羟基磷灰石对羊、牛皮革回软工艺研究

4.1实验部分

4.2结果与讨论

4.3小结

第五章 结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢