摘要
制革工业不可避免地会产生大量的铬革屑。日益增长的资源、环境压力使得铬革屑的资源化利用成为皮革行业关注的热点，若铬革屑不能得到合理充分的利用，不仅会造成大量胶原蛋白和铬资源的浪费，也会严重制约制革工业的可持续发展。本论文尝试开发一整套铬革屑资源化的工艺技术，系统研究了铬革屑经氢氧化钠水解、分离后所得产物的改性和应用，包括胶原多肽接枝改性制备蛋白填充复鞣剂、铬泥还原红矾制备铬鞣剂，实现铬革屑在制革中的循环利用，使铬革屑中的铬和胶原蚤白均能得到高值利用，且不产生二次污染，具有良好的经济价值和环保效益，真正实现铬革屑的资源化和无害化。系统考察了氢氧化钠水解铬革屑提取胶原多肽的规律，用正交试验优化了高效率提取胶原多肽的水解条件，通过对不同条件下水解产物产物的理化性质的测定，剖析了高效率分离铬和水解胶原的必要条件。结果表明，Na0H水解铬革屑提取胶原多肽的最佳条件为：预处理时间12h，氢氧化钠用量8％，水解时间4h，水解温度120℃，此条件下胶原提取率可达88．98％。试验发现，碱用量和水解温度是影响胶原提取率的最显著因素，分离体系的黏度则是高效率分离铬和水解胶原的重要参数。以过硫酸铵为引发剂，用丙烯酸类单体（AA、AM、BA和AN）接枝改性从铬革屑中提取的胶原多肽，以期为胶原多肽接枝改性制备蛋白填充复鞣剂提供理论依据。茚三酮反应和红外光谱分析结果证实在胶原多肽与丙烯酸类单体之间有接枝共聚反应发生，丙烯酸类单体以共价键形式与胶原多肽主链结合，用DSC、TG和XRD等测试手段表征了接枝共聚物的结构和性质。探讨了单体滴加方式和预乳化对乳液稳定性的影响，研究了接枝率和接枝效率随胶原浓度、单体总量、反应温度和反应时间的变化规律。正交试验结果表明，当胶原浓度为15％、单体总量／胶原为60％、保温反应1h，且丙烯酸类单体AA、AM、BA和AN质量比为5：1：1：1时丙烯酸类单体的接枝率可达48．64％。优选了GMCH系列蛋白填充复鞣剂综合应用性能最佳的产品，考察了GMCH产品的最佳应用条件，并与同类市售蛋白填料进行了应用对比。试验结果表明，胶原多肽接枝改性的蛋白填充复鞣剂性能优异，渗透填充能力强，与皮胶原纤维和铬的结合能力突出，使铬的吸收率可提高39．1％，部位差减小率可达13％，处理后的坯革粒面平整细致，革身柔软丰满，增厚明显，助染性能好，可显著地克服丙烯酸类阴离子复鞣剂的败色效应。GMCH-7是GMCH系列中应用性能最为突出的产品，当其在用量为3％、中和后染色加脂前加入时应用效果最佳，与同类蛋白填料RPF相比综合性能更为优异，尤在改善粒面性能、丰满性以及边腹部的选择性填充方面表现突出。考察了铬泥在酸性条件还原红矾的一般规律，对比了铬泥完全还原、铬泥部分还原再用硫代硫酸钠或葡萄糖还原所得铬鞣液的鞣革性能。试验结果表明，当铬泥中的有机物与重铬酸钾的质量比为1．8：1，铬泥与重铬酸钾反应40min后，Cr（Ⅵ）能被完全还原。用铬泥还原红矾制备铬鞣液时，在铬泥与红矾反应25min后，用葡萄糖补充还原的鞣液的性能优于用硫代硫酸钠补充还原和完全用铬泥还原的鞣液。
