皮革中的游离甲醛含量是检验皮革成品是否合格的一个重要指标。随着人们生活品质的提高,各种有关皮革成品中游离甲醛含量的标准变得越来越严格化。因此,如何降低皮革中的游离甲醛含量已经成为近年来国内外研究者的研究热点。研究表明,胶原蛋白中的氨基和甲醛具有很好的反应活性,因而胶原蛋白具有除甲醛的功能;铬变酸(1,8-二羟基萘-3,6-二磺酸),又称变色酸,是一种常用于定量检测甲醛的物质,因此其也可用于去除甲醛。基于此,本文利用从皮革废弃物中提取出的胶原蛋白和铬变酸对聚氨酯进行改性,制备了两种具有除甲醛功能的新型聚氨酯复鞣剂,并对它们的结构和复鞣性能进行了研究。以期在复鞣工序的同时降低皮革中的游离甲醛含量,不仅实现了废弃皮胶原蛋白的资源化再利用,变“废”为“宝”,而且简化了制革工艺,实现“复鞣除醛一体化”。具体如下:首先,以异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)与聚丙二醇400(PPG 400)为原料,二月桂酸二丁基锡(DBTDL)作为催化剂,N-甲基二乙醇胺(MDEA)作为阳离子扩链剂,采用铬变酸(CA)作为聚氨酯的阴离子扩链剂与改性剂,使其扩链与改性一体化合成出了两性聚氨酯乳液。通过单因素实验,得出R值为2.5,MDEA用量为3%是最优合成条件。通过控制不同的铬变酸的用量,合成出了一系列的两性聚氨酯乳液,包括AWPU(1),AWPU(2),AWPU(3),AWPU(4)和AWPU(5)。利用紫外-可见-近红外分光光度计(UV-VIS-NIR)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、纳米粒度表面电位分析仪和电导率仪对它们的结构、粒径、电位和电导率进行了测定。结果表明,铬变酸已经成功地接枝到聚氨酯上,合成了目标产物;AWPU(3)(又称CAGAPU)即IPDI:PPG:CA=5:2:1时的乳液粒径最小,稳定性最好;CAGAPU的等电点为6.6;当pH介于5.0~7.8时,CAGAPU的电导率最低。通过CAGAPU与甲醛标准溶液的反应,证实了CAGAPU在降低甲醛方面有潜在的应用价值。利用FT-IR、~1H-NMR、XRD和TG对PU和CAGAPU的结构、结晶性能和热稳定性能进行了测定。结果表明,得到了预期的产物结构,CAGAPU的结晶性能增加,热稳定性能提高。将CAGAPU用于醛鞣皮的复鞣工序,通过对比酸皮,醛鞣皮,PU复鞣皮,CAGAPU复鞣皮和市售复鞣皮的收缩温度,机械强度,感官性能,SEM形貌,甲醛含量等性能,得出如下结论:CAGAPU的最佳用量为皮重的10%;CAGAPU复鞣系统能有效地提高皮革的收缩温度和感官性能且能使醛鞣皮中的甲醛含量由原来的294.38 ug/kg降低至56.08 ug/kg,游离甲醛去除率达到了80.95%;与市售复鞣体系相比,CAGAPU复鞣系统的BOD、TDS、TSS分别下降了31.82%、9.90%和30.80%。然后,以IPDI和PPG 400为原料,利用废弃皮胶原蛋白和铬变酸同时对聚氨酯进行改性,得到了一种新型的聚氨酯乳液(MPU)。通过单因素实验,得出R值为3,CA用量为0.02mol是最优合成条件。通过控制胶原蛋白的用量,合成出了一系列的聚氨酯乳液,分别为MPU(1),MPU(2),MPU(3),MPU(4)和MPU(5)。并利用FT-IR、纳米粒度表面电位分析仪和电导率仪对它们的结构、粒径、电位和电导率进行了测定。结果表明,铬变酸和胶原蛋白已嵌入到聚氨酯主链,产物具有预期的结构;MPU的等电点为6.4;当pH介于4.2~7.5时,MPU的电导率最低。通过MPU与甲醛标准溶液的反应,证实了MPU在降低甲醛方面有潜在的应用价值。利用FT-IR、~1H-NMR、XRD和TG对胶原蛋白和改性后的聚氨酯(MPU)的结构、结晶性能和热稳定性能进行了测定。结果表明,得到了预期的产物结构,MPU的结晶性能降低,热稳定性能提高。最后,将MPU用于F90鞣制绵羊皮的复鞣工序,通过对比不同用量的MPU、空白组、栲胶复鞣剂、改性戊二醛复鞣剂和铬复鞣剂处理的皮革的收缩温度,机械强度,感官性能和甲醛含量,得出如下结论:MPU复鞣系统能有效地提高皮革的收缩温度和感官性能且能使醛鞣皮中的甲醛含量由原来的295.96ug/kg降低至65.24 ug/kg,游离甲醛去除率达到了77.96%;通过MPU与甲醛反应的动力学试验,证明了MPU与甲醛的反应属于一级动力学反应。该论文的研究有望为制革行业的清洁化生产和游离甲醛问题提供新思路。