端氨基超支化聚合物的制备及在皮革中的应用研究

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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。
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