铬鞣剂因其优异的鞣革性能在制革加工中占有极其重要的地位,然而传统铬鞣工艺中,铬鞣剂的利用率较低,使得铬鞣废液中残留大量的Cr（Ⅲ）,在一定条件下,Cr（Ⅲ）易被氧化成致癌性Cr（Ⅵ）,且我国铬矿资源匮乏,因此无铬、少铬鞣剂的开发和研制是制革工作者的研究热点之一。水溶性杯芳烃与制革常用合成鞣剂的结构相似,含有大量酚羟基、磺酸基和羧基等,能够与胶原纤维中的氨基、羟基、肽基形成氢键和电价键结合,杯芳烃的空腔能与金属离子形成配位作用和π-π堆积作用,固定金属离子,因此,杯芳烃有望成为新型无铬、少铬鞣剂。本研究设计合成了四磺酸-四羟基杯[4]芳烃（SCA）、四亚甲基磺酸-四苯基间苯二酚杯[4]芳烃（STTCR）和四磺酸-四苯基间苯二酚杯[4]芳烃（STCR）三种不同结构的磺化杯芳烃,通过FT-IR和¹H NMR对其结构进行表征。以收缩温度为考察指标,以鞣剂用量、渗透pH、结合pH为考察因素,将其作为无铬鞣剂分别应用于山羊皮鞣制工艺中,获得了三种磺化杯芳烃的最优工艺,研究了磺化杯芳烃鞣剂结构与鞣制性能的关系,并对其鞣制机理进行了探讨。研究结果如下:（1）以对叔丁基苯酚和甲醛为原料,采用一步法合成了对叔丁基杯[4]芳烃;进而采用浓硫酸为磺化剂,控制n_杯芳烃:n_浓硫酸为1:72,磺化温度为90℃、磺化时间为4h,四磺酸-四羟基杯[4]芳烃的磺化度最高。以收缩温度为考察指标,以SCA用量、渗透pH、结合pH为考察因素,对SCA的鞣制工艺进行了优化,应用结果表明:当SCA用量为12%,渗透pH为3.0,结合pH 5.0,鞣制后坯革收缩温度为65.1℃,物理机械性能及增厚率均优于常规铬鞣革。（2）以间苯二酚和苯甲醛为单体,经浓盐酸催化制得间苯二酚杯[4]芳烃;进而采用亚硫酸钠为磺化剂,控制n_TCR:n_亚硫酸钠为1:4,磺化温度为80℃、磺化时间为4h时,四亚甲基磺酸-四苯基间苯二酚杯[4]芳烃的产率最高。STTCR用量为5%,鞣制后坯革收缩温度为66.9℃,物理机械性能及增厚率均优于常规铬鞣革。（3）采用浓硫酸为磺化剂,控制n_TCR:n_浓硫酸为1:75,磺化温度为80℃、磺化时间为3h时,四磺酸-四苯基间苯二酚杯[4]芳烃的磺化度最高。STCR用量为10%,鞣制后坯革收缩温度为77.2℃,物理机械性能及增厚率均优于常规铬鞣革。5%STCR和5%锆鞣剂结合鞣后坯革收缩温度达88.9℃,增厚明显,满足制革要求,可作为无铬鞣剂使用。（4）将三种磺化杯芳烃应用于同一张山羊皮鞣制工艺中,以收缩温度、物理机械性能等为指标,对比三种磺化杯芳烃的鞣制性能。结合三种磺化杯芳烃的结构,获得了磺化杯芳烃鞣剂结构与鞣制性能的构效关系。应用结果表明:鞣剂分子越大、酚羟基数量越多,鞣性越好。磺酸基连接在杯芳烃母体的,鞣性最小;磺酸基通过亚甲基连接在杯芳烃母体上的次之;磺酸基连接在侧链上的鞣性最好,即三种磺化杯芳烃鞣制性能顺序为:STCR>STTCR>SCA。皮粒面SEM和AFM结果表明:SCA和STTCR鞣制坯革粒面较为粗糙,STCR鞣制坯革粒面细致紧实。坯革EDS图谱及荧光光谱图表明:三种磺化杯芳烃鞣剂均匀分布于皮纵切截面。鞣制废液结果表明:STCR鞣制废液生化降解性优于其他两种磺化杯芳烃和常规铬鞣,属于易生物降解化学品。（5）选用聚己内酰胺和聚乙烯醇作为胶原模型物,分别与三种磺化杯芳烃作用,以结合量为考察指标,研究鞣剂与胶原模拟物相互作用的方式和程度。结果表明:胶原分子链中的氨基是磺化杯芳烃鞣剂主要的结合基团,其次是羟基和肽基。将三种磺化杯芳烃分别与Ⅰ型胶原和皮块作用,采用现代分析仪器表征其相互作用,结果表明:磺化杯芳烃均匀进入皮胶原纤维之间,其上酚羟基与胶原氨基成氢键结合,磺酸基与胶原中电离氨基（-NH₃⁺）成电价键结合,且未破坏胶原三股螺旋结构。基于以上研究,建立了磺化杯芳烃与皮胶原纤维的鞣制机理模型。