亞硫酸鹽封端的聚氨酯預聚體對皮膠原鞣制性能的研究.pdf

1、在鉻鞣革生產中大量使用的鉻鞣劑，由于受到空氣、光、熱、化學品等的作用而容易由Cr(Ⅲ)被氧化成具有致癌并誘發(fā)基因突變的Cr(Ⅵ)，從而使皮革產品失去生態(tài)性能，威脅人類健康。近十幾年來，綠色化學與清潔技術的應用以及生態(tài)皮革加工已成為世界各國制革科技工作者關注的熱點問題和主要的研究方向。
　　本文基于亞硫酸鹽封端的聚氨酯遵從熱解封和堿催化解封的原理，制備了亞硫酸氫鈉封端的小分子多元醇-IPDI預聚體(SP-PCMS)、聚乙二醇-IPD

2、I預聚體(PEG-PCMS)和二羥甲基丙酸/酒石酸-IPDI預聚體(D/T-PCMS)三類物質，通過傅里葉紅外光譜(FT-IR)、差示掃描量熱(DSC)和熱失重(TG)表征分析了其結構特征以及目標產物的熱力學性能。
　　以脫灰軟化山羊裸皮為實驗對象，將SP-PCMS和PEG-PCMS作為鞣劑分別進行應用實驗，研究了該系列產物的鞣制性能以及鞣制工藝方法。通過單因素實驗法探索優(yōu)化了該系列物質的最佳鞣制工藝為:對脫灰軟化裸皮直接進行鞣制

3、，液比為1，用量8％，溫度35℃，鞣制時間120min，提堿終點控制pH為9.0，由此制得革坯收縮溫度為73～76℃。在SP-PCMS系列產物中，亞硫酸氫鈉封端的季戊四醇-IPDI預聚體鞣后革坯的收縮溫度最高達76℃，增厚率最大為26.5％，物理機械性能較優(yōu);同時發(fā)現(xiàn)多元醇的官能度對產物的鞣革性能有一定的影響，官能團數(shù)目越多，鞣后革坯的收縮溫度越高、增厚率越大、物理機械性能較強。在PEG-PCMS系列產物中，亞硫酸氫鈉封端的PEG-20

4、00-IPDI預聚體鞣后革坯的收縮溫度最高達76℃，且各項性能較佳;另外該系列鞣劑分子的大小對鞣革性能有顯明的影響，鞣劑分子偏小，其滲透性較強，但與膠原纖維的交聯(lián)程度較弱，分子偏大，其滲透性較差，易形成表面過鞣，鞣后革坯的收縮溫度、增厚率和物理機械性能均不佳。
　　由于D/T-PCMS分子內部含有能夠為鉻鞣劑提供結合點的羧基，可將其作為鉻鞣助劑應用于鉻鞣過程。單獨用于處理脫灰軟化的裸皮后，結果發(fā)現(xiàn)該類物質的使用能夠抑制皮坯在酸性溶

5、液（pH為2.8）中的腫脹程度，并且隨著其用量的增加，抑制作用增強;當其用量為1％時，D/T-PCMS預處理后的皮坯在鹽濃度＜5％的酸性溶液中會發(fā)生不同程度的腫脹，當用量為2％時，預處理后的皮坯在鹽濃度＜2％的酸性溶液中會發(fā)生不同程度的腫脹，當用量≥3％時，預處理后的皮坯則在任何鹽濃度的酸性溶液中均不發(fā)生腫脹現(xiàn)象，這樣在隨后的鉻鞣過程中可以實現(xiàn)少鹽/無鹽浸酸工藝方法。在常規(guī)浸酸鉻鞣過程中，固定鉻粉用量為6％，研究了D/T-PCMS用量對

6、鉻鞣效果的影響，發(fā)現(xiàn)該類物質的使用能夠將鉻鞣劑的吸收率提高到85％以上，革坯收縮溫度增加到113℃以上，鞣革廢液中的Cr2O3含量由常規(guī)鉻鞣的477mg/L降低到221.5 mg/L以下，并且隨D/T-PCMS用量的增加，鉻助鞣效果更加顯著。在無鹽浸酸鉻鞣過程中，固定預處理工藝中D/T-PCMS用量為3％，研究了鉻鞣劑用量對鞣制的影響，結果發(fā)現(xiàn)當鉻粉用量為3％時，鞣后革坯的收縮溫度、增厚率等均與常規(guī)鉻鞣革坯相近，但鉻鞣劑的吸收率高達91

7、.8％和92.8％，且鞣后廢液中的Cr2O3含量明顯下降，僅為常規(guī)鉻鞣的1/8和1/9;同時隨著鉻鞣劑用量的增加，革坯的收縮溫度、增厚率均增大，但鉻鞣劑的吸收率有下降的趨勢，鞣后廢液中的Cr2O3含量也相應增加。采用掃描電鏡(SEM)對比分析發(fā)現(xiàn):較常規(guī)鉻鞣革坯相比，使用D/T-PCMS預處理后鉻鞣革坯的粒面較為平滑、細致、飽滿。因此該類物質作為鉻助鞣劑對軟化裸皮進行預處理后，能夠實現(xiàn)少鹽/無鹽浸酸以及少鉻鞣制的工藝方法，對清潔化制革理