论文部分内容阅读
杯芳烃是继环糊精、冠醚之后出现的“第三代超分子”化合物,具有多个酚羟基和立体疏水空腔,目前主要应用于离子载体和分子离子识别。杯芳烃在水中的溶解度较低,为了扩大杯芳烃的应用范围,杯芳烃的亲水性改性已成为研究热点,常引入磺酸基、氨基、羧基等基团,磺化杯芳烃是研究最为广泛的一类水溶性杯芳烃。铬鞣以其优异的成革性能成为制革加工中最主要的鞣制方法,但是传统铬鞣法中铬鞣剂的吸收利用率不高,造成30%-40%的三价铬离子残留在废液中,不仅污染环境,还造成了大量铬资源的浪费。磺化杯芳烃不仅水溶性较好,而且其上酚羟基能够与胶原纤维中的氨基形成氢键和共价键,杯芳烃上缘的磺酸基和铬有配位能力,故本研究合成了磺化四-(p-羟基苯基)间苯二酚杯[4]芳烃,将其作为皮革鞣剂应用到制革无铬、少铬鞣中,以期减少铬鞣剂用量,减少铬污染。本研究以间苯二酚和对羟基苯甲醛为原料,通过酸催化环缩反应制备四-(p-羟基苯基)间苯二酚杯[4]芳烃；以产率为指标,对反应物配比、浓盐酸用量、溶剂配比、反应温度、反应时间等因素进行了优化。采用傅立叶红外光谱仪(FT-IR)、核磁共振光谱仪(NMR)、X-射线单晶衍射仪和热重分析仪(TG)对四-(p-羟基苯基)间苯二酚杯[4]芳烃的结构和热稳定性进行了表征。1H NMR结果表明：化学位移在5.428ppm处的出峰是新生成桥连次甲基上H原子的出峰,表明成功制备了四-(p-羟基苯基)间苯二酚杯[4]芳烃。X-射线单晶衍射结果表明：四-(p-羟基苯基)间苯二酚杯[4]芳烃分子结构为椅式构象。TG结果表明：四-(p-羟基苯基)间苯二酚杯[4]芳烃在320℃开始裂解,具有一定的耐热稳定性。以四-(p-羟基苯基)间苯二酚杯[4]芳烃和浓硫酸为原料通过磺化反应在四-(p-羟基苯基)间苯二酚杯[4]芳烃上引入磺酸基,制备水溶性磺化四-(p-羟基苯基)间苯二酚杯[4]芳烃；以水溶性为指标,对磺化温度和磺化时间进行了优化。采用FT-IR、NMR对磺化四-(p-羟基苯基)间苯二酚杯[4]芳烃的结构进行了表征。FT-IR结果表明：1026cm-1吸收峰是S=O伸缩振动吸收峰,1H NMR结果表明：四-(p-羟基苯基)间苯二酚杯[4]芳烃中对羟基苯甲醛的羟基邻位氢没有出峰,表明成功将磺酸基引入四-(p-羟基苯基)间苯二酚杯[4]芳烃中。将磺化四-(p-羟基苯基)间苯二酚杯[4]芳烃应用于山羊酸皮的无铬和少铬鞣制工序中,以鞣制后坯革的收缩温度为考察指标,鞣制pH、鞣剂用量、鞣制温度等为考察因素,对其鞣制工艺进行了优化。应用结果表明：磺化四-(p-羟基苯基)间苯二酚杯[4]芳烃具有鞣制性能,10%磺化四-(p-羟基苯基)间苯二酚杯[4]芳烃单独鞣制后坯革的收缩温度为70.9℃,增厚率达42.2%,物理机械性能与常规铬鞣革相当；6%磺化四-(p-羟基苯基)间苯二酚杯[4]芳烃配合2.5%铬粉鞣制后坯革的收缩温度为95.8℃,增厚率达50.6%,废液中Crz03含量降低至256mg/L,物理机械性能优于常规铬鞣革,既可以降低铬用量,也可减少铬污染。