论文部分内容阅读
传统制革生产造成了大量动物毛类的浪费,且对环境也造成了很大污染。动物毛中含有丰富的角蛋白资源,但国内对动物毛发角蛋白再利用的研究并不多。本文从制革废弃猪毛中提取了角蛋白,根据巯基-烯点击反应原理,利用角蛋白上含有的巯基接枝到末端带有双键的聚氨酯丙烯酸酯主链上,制备了聚氨酯丙烯酸酯接枝角蛋白混杂体高分子。首先,本论文采用尿素/焦亚硫酸钠还原体系降解制革废弃猪毛制备角蛋白,优化的降解条件为:pH=6.5,焦亚硫酸钠浓度1.0mol/L、尿素浓度14mol/L、十二烷基硫酸钠浓度0.2mol/L,时间8h,降解率达55%-60%。利用红外光谱(FT-IR)和热重分析(TGA)以及聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)对降解产物进行分析,表明其具有与原毛类似的结构特征和热性能,二级结构得以保持,相对分子质量分布于13kDa-15kDa、45kDa-50kDa和52kDa-55kDa三个谱带。巯基含量分析结果表明,角蛋白中约38.9%的硫原子以自由巯基的形式存在,含量丰富的巯基适于作为化学改性反应活性点。其次,用分步法合成了水性聚氨酯丙烯酸酯预聚物,优化的实验条件为: n(NCO):n(OH)=1.3, n(IPDI):n(PEG)=2.4:1,w(DMPA)=5.5%,DBTDL催化剂用量为反应体系总质量的0.5%,第一步和第二步反应温度为75℃,而第三步反应温度为50℃,并对预聚物结构进行了表征。红外图谱和核磁图谱都表明,丙烯酰氧基已引入聚氨酯丙烯酸酯末端,适合做与角蛋白接枝改性骨架。研究了聚氨酯丙烯酸酯的光固化行为,确定了合适的光固化条件:光固化时间为20s,光引发剂含量为3%。最后,利用从猪毛中提取的角蛋白与所合成的聚氨酯丙烯酸酯预聚物以不同混合比率,在引发剂和紫外光照射条件下固化成膜,研究了膜的外观形态、基本结构和热学性能等。结果表明,从猪毛中提取的角蛋白与聚氨酯丙烯酸酯混合,在引发剂和紫外光照射条件下几乎没有发生化学反应,而是简单的物理共混。而通过用焦亚硫酸钠对猪毛中提取的角蛋白进行预处理,然后与聚氨酯丙烯酸酯混合,在引发剂和紫外光照射条件下却发生接枝反应。通过角蛋白与聚氨酯丙烯酸酯不同比率复合膜的热衷分析可知复合膜中角蛋白含量为10%时的热稳定性最好。