多尺度皮革胶原纤维/丁苯橡胶复合材料的制备与性能研究

利用巯丙基三乙氧基硅烷改性皮革胶原纤维(MCF),并将其作为丁苯橡胶(SBR)的补强剂,以提高丁苯橡胶复合材料的拉伸强度和断裂伸长率。结果表明,基于MCF多尺度结构在增韧中的作用及其与橡胶的界面相互作用,提高了MCF在橡胶中的分散,促进了界面应力传递,从而增强了复合材料的机械性能。与纯SBR相比,填充3%(质量分数)MCF的弹性体复合材料拉伸强度从1.6MPa提高到2.1MPa,断裂伸长率从184%提高到247%。

浸汗处理对运动鞋面革耐汗性能的影响研究

简述了浸汗处理对运动鞋用皮革材料性能影响的研究现状。准备铬鞣液、戊二醛复鞣剂及自制新型丙烯酸树脂复鞣剂对皮革胶原纤维进行复鞣处理,配置人工汗液,探究浸汗处理对复鞣皮革胶原纤维干热收缩性能的影响。结果表明,未浸汗情况下,复鞣后的皮革胶原纤维干热收缩能力均有所改善,铬复鞣的胶原纤维整体上收缩率最低;浸汗处理后,所有的复鞣皮革胶原纤维收缩率都有不同程度提高,耐干热收缩性能下降。戊二醛复鞣和自制新型丙烯酸树脂复鞣的胶原纤维的干热收缩性能受浸泡时长影响较小,浸泡前后干热收缩率比铬复鞣胶原纤维低,耐汗性能较好。

基于红外光谱的古代皮革制文物的老化评估及清洁保护

干燥地区的皮革制文物长期处于脱水状态,内部空间结构受到破坏,老化程度评估是选择文物保护方法的基础。本文通过制备羊皮模拟热老化样品,基于胶原纤维红外光谱测试结果发现,模拟样品酰胺Ⅰ、酰胺Ⅱ的特征峰峰位随着老化程度加深,且二者强度比值不断增加,并逐渐向低波数方向移动。据此对新疆出土距今3800年的皮革文物样品进行老化评估,认为该文物的老化程度与模拟热老化330 h后的状态相似或更加严重,并选取适用于该老化状态的清洁配方对其清洁保护,表面油脂类污染物被清洁干净,样品表面平整无干裂发生。本文提出的基于红外光谱的皮革老化评估方法及清洁配方可为古代皮革文物的修复保护提供实践参考,丰富皮革文物科技保护的基础研究。

胶原纤维在离子液体中的溶解特性研究

研究了胶原纤维在氯代1-烯丙基-3-甲基咪唑([AMIM]Cl)离子液体中的溶解浓度。通过红外光谱(FT-IR)分析,结果表明:胶原纤维在离子液体中具有良好的可溶性溶解,属于直接溶解。

胶原纤维在不同离子液体中溶解特性的研究与比较

研究了胶原纤维在溴代1-乙基-3-甲基咪唑([Emim]Br)离子液体中的溶解特性,结果表明:在原料比为1∶6条件下的适宜溶解温度为110℃,溶解时间10min,用冷水冲洗残渣,溶解率可达21.0%。通过比较红外光谱图可知,离子液体对胶原纤维的溶解属于直接溶解。通过比较发现,相对[Amim]Cl离子液体的溶解性能而言,[Emim]Br能够在较低的温度下和较短的时间内,实现对胶原纤维的高效溶解,更具有溶解优势。研究结果表明:胶原纤维在不同的离子液体中,其溶解特性有着显著的区别。

原子力显微镜对胶原各级结构和聚集形态的观测

使用原子力显微镜（AFM）观测了胶原各级结构及典型体外聚集形态，对用AFM研究胶原的适用范围、优点和不足进行了系统的概括，并对制样方法和检测条件进行了探讨。AFM能观测到胶原分子的形态，也能用于检测和表征胶原的超分子聚集体——胶原原纤维，其周期横纹清晰可见，还能检测到由原纤维组装而成的直径为1-2肌m的胶原纤维。AFM在用于研究胶原其它体外聚集形态时，也得到了很好的结果。虽然AFM的应用存在一些局限性，如对样品的表面平整度要求较高、扫描范围的缩放不够灵活，但其具有制样手段方便快捷、分辨率高等优势，使其有望在胶原及其它生物大分子的研究中发挥重要的作用。

高新等离子技术的开发应用——制革绿色化工新概念

等离子体化工技术具有节水节能,安全经济,无污染、效率高的特点,符合绿色化、清洁化的化工技术理念。把这一高新技术应用到制革化工领域,将会给传统制革工业带来新的技术和方法,具有广阔的应用前景。本文通过对等离子体技术及化学的功能、特点及作用机理进行分析,结合制革化学与化工的基本原理,主要探讨了高新等离子技术在制革的胶原纤维改性、皮革化学品合成、制革脱毛化工过程、制革化工污水处理等方面的应用前景。

胶原纤维用于纸张增强的研究

对皮革固体废弃物的成浆性能进行研究,并探讨了胶原纤维的添加对纸张物理性能的影响。通过实验分析得到皮革固体废弃物成浆的最佳碱处理条件,是在常温下用质量分数为5%的NaOH溶液浸泡皮革固体废弃物45min。研究发现,当胶原纤维打浆度为62°SR时,与植物纤维混合抄造纸张的强度性能最好。随着胶原纤维添加量增加,纸张的抗张指数、撕裂指数和耐折度都有先上升后下降的趋势。因此,适当添加胶原纤维可提高纸张的强度性能。

造纸污泥与皮革废弃物混合抄造瓦楞原纸的研究

以皮革废弃物胶原纤维与造纸污泥为原料,并配加部分针叶木浆,混合抄造瓦楞原纸。结果表明,混合抄造的瓦楞原纸性能指标达到国家标准要求。其最佳混合比例为:针叶木浆20%,皮革废弃物胶原纤维50%,造纸污泥30%。

废革胶原纤维对重金属(Cu^(2+))吸附性能的研究

将制革过程中产生的大量皮革边角料疏解成胶原蛋白纤维进行再利用,该纤维作为一种新型吸附剂,可去除Cu2+等重金属离子。研究了吸附过程中温度、时间、pH值、吸附材料量等参数对吸附效果的影响。

真皮革和胶原纤维革的鉴别研究

胶原纤维革是废革屑、皮渣等皮革废弃物的综合再利用。简单通过眼观、手摸和灼烧法等难以鉴别革的类别。借助溶剂法、撕裂法、TGA分析法和SEM法等进行鉴别。研究发现SEM法可以清晰看到革内纤维束的构型;胶原纤维革在溶剂处理下会收缩,天然革形态无变化;胶原纤维革的撕裂强度远远小于天然革,且纵横向撕裂大小差异较小;胶原纤维革的DTG曲线在400℃附近出现一拐点,此拐点是粘合剂的热解点,而天然革在400℃附近曲线光滑。通过以上几种方法可以快速鉴别革的种类。

皮胶原纤维聚集结构与皮革感官性能的相关性研究

对绵羊蓝湿革进行复揉加脂试验,得到系列具有不同感官性能的皮革样品,采用应力-应变分析,扫描电子显微镜(SEM)和感官评分的方法,对样品的感官性能和胶原纤维的聚集结构进行了表征,从纤维运动的角度研究了胶原纤维聚集结构与皮革感官性能之间的相互关系。结果表明:柔软度、紧实度和弹性是胶原纤维运动能力的反应,当纤维束变细、孔隙率增大,股原纤维运动能力增强,皮革的柔软度增加,紧实度和弹性下降;皮革粒面平细度、厚度与胶原纤维聚集的有序性有关,随胶原纤维取向度的降低,皮革厚度增加,粒面平细度下降;丰满度与样品的厚度及胶原纤维运动能力有关,当胶原纤维具有一定运动能力时,随胶原纤维取向度的下降,皮革厚度增大,丰满度增加。

定型应力状态对皮革与皮胶原热稳定性的影响

以牛蓝湿革为原材料,通过复鞣、加脂后制得坯革试样。在常压干燥和真空干燥2种干燥条件下,分别对试样施加单向和双向拉伸作用。主要研究了干燥时受拉伸试样的耐湿热性能、耐干热性能及热解性能,并借助红外光谱法探讨了皮胶原纤维内部氢键在拉伸前后的变化。结果表明:干燥时拉伸试样的耐湿热性能与耐干热性能都有一定程度的降低,其中薄皮片的耐干热性能优于其中胶原纤维的耐干热性能。拉伸往往伴随着其中部分氢键的断裂。

废革胶原纤维/涤纶纤维水刺材料的缠结结构及性能

采用不同水刺压强对废革胶原纤维/涤纶纤维的纤网进行加固成形,研究最终水刺材料的缠结结构,并分析了材料结构与性能之间的关系.研究结果表明:废革胶原纤维/涤纶纤维水刺材料的缠结结构主要由3部分组成,其中涤纶纤维的相互缠结作用是强力的主要来源;随着水刺压强的增加,涤纶纤维在厚度方向上的穿插程度越高,胶原纤维的开纤程度越大,试样表面平整度下降,材料在性能上表现为纵横向断裂强力的增大,平均孔径先减小后增大,对Cu2+的总吸附量呈增大趋势.

制革过程中胶原纤维网络多孔结构的演变

在归纳针对多孔结构表征的氮气吸附法、压汞法等传统方法和毛细管流动孔径分析法、热孔法、扫描电子显微镜观察法等现代方法以及现代分形分析理论的基础上,重点阐述了制革过程中皮革胶原纤维网络基质多孔结构变化的研究进展,同时介绍了多孔性结构对皮革性能的影响。充分了解并掌握制革过程中影响皮革胶原纤维网络多孔结构的演变因素,对优化制革工艺、提高化工材料利用率和改善皮革性能具有极其重要的意义。

废革胶原纤维的再利用技术

概述废革中胶原纤维再利用的传统技术与现代技术,指出除用作再生皮革外,废革胶原纤维还可用于开发吸附、过滤、吸声等材料。详细介绍废革胶原纤维的纺纱与非织造加工技术,并展望其非织造加工技术。

皮革固体废弃物用于制浆造纸的研究

研究了皮革固体废弃物经化学、机械结合处理后的成浆性能,并对由处理所得的皮革胶原纤维与植物纤维混合抄片的纸页的性能进行了分析。实验证明,皮革固体废弃物经适当处理后可以用于制备造纸所用的胶原纤维浆;在植物纤维中添加适量的胶原纤维可以较大地提高纸页的强度性能。

废革胶原水刺非织造材料对重金属吸附性能的研究

利用皮革边角料疏解成的废革胶原纤维与高亲水涤纶混合,通过气流成网、水刺缠结等工艺制成的非织造材料可作为一种新型吸附剂,能去除Cu2+等重金属离子,有效地应用于环保领域。研究了不同水刺加工参数对废革胶原水刺非织造材料Cu2+吸附效果的影响,并从实际生产的印染废水中取样,进行了重金属吸附试验。结果表明:废革胶原水刺非织造材料对Cu2+有很好的吸附性能,水刺工艺参数对材料的吸附效果有一定影响;在水刺压力14.0 MPa、输网帘速度2 m/min条件下制得的废革胶原水刺非织造材料,在温度为30℃时对Cu2+的吸附率达79%;废革胶原水刺非织造材料能够有效吸附印染废水中的Mg、Fe等重金属元素。

定型应力状态对皮革与皮胶原热稳定性的影响(续)

以牛蓝湿革为原材料,通过复鞣、加脂后制得坯革试样。在常压干燥和真空干燥2种干燥条件下,分别对试样施加单向和双向拉伸作用。主要研究了干燥时受拉伸试样的耐湿热性能、耐干热性能及热解性能,并借助红外光谱法探讨了皮胶原纤维内部氢键在拉伸前后的变化。结果表明:干燥时拉伸试样的耐湿热性能与耐干热性能都有一定程度的降低,其中薄皮片的耐干热性能优于其中胶原纤维的耐干热性能。拉伸往往伴随着其中部分氢键的断裂。

不同复鞣方法对皮胶原纤维网络阻燃性能的影响

皮胶原纤维网络(LCFN)与大多数蛋白质材料一样,具有应用于高聚物阻燃改性的潜力。但受限于其相对较低的极限氧指数(LOI),必须进一步改性。本文选用双氰胺树脂、三聚氰胺树脂、丙烯酸树脂、植物栲胶、铬粉和十八水硫酸铝作为复鞣剂,研究了复鞣剂种类和用量对LCFN阻燃性能的影响。结果表明:采用复鞣的方法均能在一定程度上提高LCFN的阻燃性能。而经由铝复鞣的LCFN由于具有更高的起始分解温度、更高的残碳率(800℃)以及更致密牢固的残碳结构,进而表现出更好的阻燃性能。特别是当Al2O3的用量为3%时,LCFN充分吸收了铝复鞣剂,其LOI可达61.4%,800℃下的残碳率可达13.65%,表现出优良的阻燃性能。