基于角蛋白酶和纳米电气石粉改进的复合酶制剂脱毛工艺研究

为改善复合酶的脱毛效果,采用TRIZ进行系统、功能和资源分析,应用物场理论提出了引入角蛋白酶和纳米电气石粉的解决方法,并运用单因素法和正交设计法对改进的复合酶制剂配方进行优化。试验结果表明,改进的复合酶制剂最佳配比为:复合酶A 0.6%、角蛋白酶K 0.2%和电气石粉1.0%;该复合酶制剂适用于现有酶脱毛工艺,脱毛率>95%,粒面完整性好,脱毛效果极佳。这为减少污染、提升脱毛工序的生态性能提供了新途径。

基于单因素法的植物鞣剂-沸石鞣剂结合鞣革研究

为改善植物鞣白湿革性能,引入了沸石鞣剂,以湿热收缩温度和物理机械性能(撕裂强度和抗张强度)为评价指标,采用单因素法,优化出基于植物鞣剂的沸石结合鞣的最佳工艺。试验结果表明,植物鞣剂-沸石结合鞣最佳条件为:沸石鞣剂的用量为5%,鞣制时间50 min,提碱终点p H为5.5,鞣制终点温度30℃,所得白湿革的收缩温度达到94.55℃,撕裂强度达到55.75 N/mm,抗张强度达到11.44 N/mm^(2),部位差显著降低。该工艺对植鞣白湿革的改善效果明显,为无铬结合鞣技术提供了新思路。

基于正交设计的鞋面革湿态染整工艺设计与优化

应用正交设计方法,以坯革收缩温度、废液铬含量、坯革增厚率、撕裂力、柔软度、得革率为考察指标,对牛鞋面革湿态染整工艺的复鞣、填充、加脂工序进行设计与优化。试验结果表明,复鞣最佳工艺为醛酸复鞣剂用量6%,转动时间60 min,铬鞣剂用量4%,转动时间90 min;填充最佳工艺为丙烯酸树脂用量4%,氨基树脂用量6%,合成鞣剂用量8%,植物栲胶用量4%;加脂最佳工艺为合成油用量6%,牛蹄油用量3%,卵磷脂用量4%,合成酯用量3%;最佳工艺集成后所制得的鞋面革性能满足QB/T 1873—2010的要求。

沸石鞣透明皮革的制备及荧光防伪探索

本文采用“自上而下”的制备策略,结合“浸渍-聚合填充”工艺,以沸石鞣绵羊皮(ZSL)为原料,成功制备出沸石鞣基透明皮革(ZSTL)。着重探究了ZSL的厚度、染料的种类、染料的用量对ZSTL透明性和机械性能的影响,同时考察了ZSTL的细胞毒性和规模化制备工艺的可行性。结果表明:ZSTL具有较高的透明性和拉伸强度,即使由1.2 mm厚度的ZSL制备的ZSTL在550 nm波长下的透过率也超过了67.4%,且ZSTL的最大断裂拉伸强度达到了10.35 MPa,韧性为1054 kJ/m^(3);染料对ZSTL透明性的影响较小,它的引入能提升ZSTL的机械性能,最大断裂拉伸强度达到了12.69 MPa,韧性为1501 kJ/m^(3);ZSTL并未表现出细胞毒性,即使在100%的浸提浓度下,细胞活性依然高于80%。利用该工艺可以成功制备面积为600 cm^(2)的ZSTL,这为ZSTL的规模化生产提供了切实可行的方案。此外,采用荧光CQDs可以在ZSTL上构筑出长期稳定的防伪标签,且具有制备光致变色透明皮革的潜力。

基于正交设计的栲胶-沸石结合复鞣工艺研究

为了提高TWS鞣制白湿革的收缩温度及物理力学性能,以沸石鞣剂用量、转动时间、中和pH、固定温度为影响因素,以坯革收缩温度、力学性能为考察指标,设计正交试验方案,进行植物-沸石结合复鞣工艺优化试验。结果表明:沸石鞣剂用量对收缩温度具有决定性影响,转动时间对抗张强度和崩破强度的影响最大,中和pH对撕裂强度的影响最大;最佳工艺参数为:BS用量5%,转动时间3小时,中和pH 5.5,固定温度30℃,所得坯革收缩温度89.5℃,撕裂强度75.00 N·mm-1,抗张强度11.53 N·mm-2,崩破强度205.69 N·mm-1。实验对无铬生态皮革的复鞣工艺设计具有重要参考意义。

氮-磷-铝阻燃剂的制备及其在皮革中的阻燃性能

采用分子设计方法制备了氮-磷-铝协同阻燃材料,并作为填料,通过阻燃赋性工艺引入皮胶原纤维之间,得到阻燃性能优良的阻燃功能皮革,并通过FTIR、^(1)H NMR、SEM、XPS、TG和DTG进行了表征。FTIR和^(1)H NMR表明已引入了目标结构,SEM、EDS和XPS表明阻燃填料已引入到皮革的胶原纤维束之间;TG和DTG表明,阻燃填料的添加量越大,皮革的热分解温度越高,残留率也越大;阻燃测试结果表明,引入氮-磷-铝阻燃剂后,皮革具有较好的阻燃性,不燃烧,离开火焰后极易熄灭,不续燃;燃烧距离几乎为零,基本无质量损失,阻燃等级可达到UL 94 V-0,极限氧指数可达到354%。

基于CH/β-CD的无铬鞣白湿革长效抗菌性能研究

以β-环糊精(β-CD)醛基衍生物和盐酸环丙沙星(CH)作为抗菌剂,应用于无铬鞣白湿革(MCFL),开发了一种新型长效抗菌白湿革。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析仪(TGA)对所得皮革的结构和性能进行表征,并考察其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果。结果表明,与未经β-CD改性和CH处理的MCFL相比,该方法制备的皮革的Ts、Td和Tp分别提高了5.7℃、4.9℃和6.9℃;在贮藏90 d时,经CH处理后,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率仍分别达到99.7%和97.4%,比未经β-CD处理的分别提高了29.8%和34.4%。这说明改性后的MCFL具有更好的热稳定性能,且引入β-CD空腔可以包合抗菌剂,能改善因小分子抗菌剂释放导致的抗菌持久性差的问题。利用β-环糊精多醛基衍生物和CH对MCFL进行抗菌改性,可满足白湿革生产需求,为实现白湿革长效抗菌提供了一种新工艺。

基于均匀设计的无铬复鞣工艺设计与优化

为提高皮革复鞣工艺的生态性能,以锆-铝-钛鞣白湿革为原料皮,以皮革的热收缩温度、撕裂强度、感官性能和复鞣排放废液中的COD含量作为评价指标,设计并优化基于改性戊二醛、锆铝钛配合鞣剂和阳离子油的无铬复鞣工艺。结果表明,当改性戊二醛鞣剂用量为2%、锆-铝-钛配合鞣剂用量为2%、阳离子油用量为0.4%时,复鞣效果和生态性能好,复鞣后的坯革也具有较好的耐热性能、感官性能和物理性能。这为皮革的生态设计提供了一种新思路。

基于TRIZ理论的多重防水功能皮革的工艺设计

为提高皮革产品的防水性能,基于TRIZ理论,在前期防水研究的基础上,集成了基于复鞣防水、填充防水、加脂防水与表面防水的多层叠加-复合的防水体系,制备了具有优异动态防水和静态防水性能的防水功能皮革,并采用FTIR、SEM、EDS、XPS等进行了表征。试验结果表明,皮革防水性能优异,其中静态吸水量<14 g/2h,动态防水次数超过20万次,水接触角接近130°。与此同时,该防水功能皮革还具有较好的涂层性能、物理机械性能和感官性能,较传统皮革相比,均有所提升。这为防水功能皮革的生产与应用提供了一种新途径。

基于LEO/β-CD的长效芳香功能皮革的研究

为提高芳香皮革的留香性能,以蓝湿革为原料皮,β-环糊精包合薰衣草香精(LEO/β-CD)为香料,以加香后皮革的刺激性气味强度、香气浓度、香气舒适度、柔软度等为评价指标,采用正交设计法对复鞣、加脂、套色工序的加香工艺进行优化,并考察在不同温度下的留香性能。结果表明,薰衣草芳香皮革的最佳制备工艺为:复鞣工序的LEO/β-CD添加量为0.1%,加脂工序用量0.5%,套色工序用量0.2%;该芳香皮革的留香性能远高于普通芳香皮革,可在常温下存放6个月。利用β-环糊精包合香料制备的芳香皮革具有长效留香性能,这为制备芳香功能皮革提供了一种新思路。

新型接枝β-环糊精蚕丝芳香纤维的研究

为开发新型蚕丝功能纤维,设计并合成了具有包合能力的接枝环糊精蚕丝芳香纤维。首先以邻碘酰基苯甲酸为氧化剂合成了6位环糊精单醛,然后在弱酸性的条件下将其通过还原氨化反应接枝到蚕丝纤维上,并用来包合芳香物质。结果表明,环糊精单醛与蚕丝纤维的质量比为2∶1、pH 6.2、反应时间为7 d,其接枝效果较好。获得的功能纤维具有良好的包合能力,包合芳香物质后得到的芳香纤维,能长久保持香味。

α-环糊精接枝壳聚糖纤维的合成及其对对硝基酚的包合吸附与释放

在氰基硼氢化钠存在的弱酸性条件下将6-去氧-6-甲酰基-α-环糊精接枝到壳聚糖纤维上,制备了α-环糊精接枝壳聚糖纤维。测定了不同温度和时间下,α-环糊精接枝壳聚糖纤维对对硝基酚(PNP)的包合吸附与释放性能,及其包合稳定性常数和热力学参数。结果表明,α-环糊精接枝壳聚糖纤维是一种高效的PNP分离剂,对PNP具有良好的分子识别、包合吸附和释放性能,其PNP包合吸附容量可达到2.93mg/g,318K时PNP释放度可达到70%左右,并可反复包合吸附与释放;该包合反应为放热反应,分子间的范德华力起主导作用;包合物的稳定性受温度影响较大,低于298K时较稳定,318K时PNP释放达到平衡;在同一温度下,PNP释放度随时间的增加而提高。

环糊精醛接枝含氨基纤维的制备与包合研究

为制备新型环糊精改性纤维,首先合成了6位环糊精单醛,然后通过还原氨化反应将其分别接枝到壳聚糖纤维和蚕丝纤维上,并以桂皮酸、草莓醛和环丙沙星、左氟沙星为客体分子,合成了包合芳香物质或药物分子的功能纤维。利用1H NMR、FTIR、UV-vis表征了其相应的结构,考察了其包合性能。结果表明,该类功能纤维保留有环糊精的空腔结构,具有包合性能;同时也说明,利用环糊精醛对含氨基类纤维的还原氨化反应是制备新型环糊精改性功能纤维的通用方法。

新型环糊精-蚕丝纤维的合成及其包合性能

为制备新型蚕丝功能纤维,用环糊精对其接枝改性。首先合成了6位环糊精单醛,然后通过还原氨化反应将其接枝到蚕丝纤维,合成了包合药物β-苯丙烯酸的接枝β-CD蚕丝功能纤维,测定了其包合稳定性常数和热力学参数,研究了其包合与释放性能。结果表明,该包合反应为放热反应,分子间的范德华力在起主导作用;包合物的稳定性受温度影响较大,低于30℃比较稳定,40℃时大量释放;在同一温度下,释放率随时间的增加而变大。利用接枝环糊精法改性蚕丝纤维,并选择合适的客体分子包合,为制备新型功能纤维提供了可能。

左氧氟沙星/γ-环糊精接枝壳聚糖纤维的合成

在弱酸性的条件下将6-去氧-6-甲酰基-γ-环糊精接枝到壳聚糖纤维上,制备了接枝γ-环糊精壳聚糖纤维;合成了包合药物左氧氟沙星的γ-CD接枝壳聚糖纤维;测定了不同温度、不同时间下该功能纤维对左氧氟沙星包合与释放性能,并测定了其包合稳定性常数和热力学参数。结果表明,该包合反应为放热反应,分子间的范德华力在起主导作用;包合物的稳定性受温度影响较大,低于25℃比较稳定,35℃释放达到平衡;在同一温度下,释放率随时间的增加而变大。

环糊精醛类衍生物的合成及其对肌酐的吸附

为考察环糊精及其醛类衍生物对肌酐的吸附作用,制备新型肌酐吸附剂,采用化学改性的方法合成了3种环糊精醛类衍生物(单、二、全取代),考察了其对肌酐的吸附性能。结果表明:它们对肌酐的吸附在4 h内完成;吸附剂用量越大,吸附效果越好;吸附容量随肌酐质量浓度增大而提高;吸附能力为二取代环糊精醛>单取代环糊精醛>全取代环糊精醛>环糊精;吸附机理为化学吸附与包合反应的协同作用。

制革工艺对皮革结构、性能与功能的影响初探

为了解制革工艺对在制品结构、成品革性能与功能的影响,提出通过工艺参数控制工序效果,进而考察工艺效果对在制品结构与性能的影响,并利用特性传递,引入功能材料,设计赋性工艺,考察赋性工艺效果对在制品结构、性能及功能的影响,初步建立制革工艺、皮革结构、性能与功能之间的关系。以坯革填充工序为例,通过考察其结构与性能,确定最优填充工艺,并引入功能化石墨烯材料,进行功能赋性,从而提高其性能与功能。工艺、结构、性能与功能的研究,对合理利用原料皮资源,设计最优工艺,生产高性能、多功能产品提供了依据。

新型环糊精-酞菁功能纤维的制备与性能研究

采用DCC缩合技术合成了通过乙二胺连接的环糊精-酞菁,通过FT-IR、UV-vis、1H NMR进行了表征;并进一步制备了负载环糊精-酞菁的纤维素功能纤维,初步考察了包合性能和催化性能。结果表明,该功能纤维仍保留有环糊精、酞菁的原有分子结构,具有包合性能和催化性能。在氧化剂H2O2存在的条件下,可对PNP进行催化氧化作用,为制备水处理用功能纤维提供了可能。

纤维素纤维接枝β-环糊精预聚体的制备及包结性能

在碱性介质中合成了三种不同交联度的水溶性β-CD预聚体,计算出了各预聚体的交联度,并将其接枝纤维素纤维上,合成了一种功能性纤维素纤维,制备了包合苯甲酸药物的功能性纤维素纤维,测定了不同温度时的包合药物稳定性常数和表观热力学参数。

纤维素纤维接枝环糊精预聚体的合成与应用

在碱性介质中合成了水溶性β-CD预聚体,将其在纤维素上接枝,制备了包合苯甲酸药物的功能性纤维素纤维,测定了不同温度时的包合药物稳定性常数和表观热力学参数,考察了包合药物在水溶液中的稳定性能和释放性能。结果表明,包合反应为放热反应,分子间的范德华力在包合反应时起主导作用,该纤维在温度低于20℃时包合药物较稳定,在37℃左右释放几乎达到了最佳状态。