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本文以2，4-甲苯二异氰酸酯(TDI)、聚丙二醇1000(PPG1000)、二羟甲基丙酸(DMPA)和胶原蛋白粉为原料，合成了一种新型的皮革用水性聚氨酯改性胶原蛋白复鞣填充剂(WPCF)，并以应用实验的实际效果为指标，通过单因素实验对n(TDI/PPG1000)（摩尔比）、n(NCO/活性基团)（TDI和PPG1000反应后剩余-NCO和后续反应物中活性基团的摩尔比）、反应温度、加料顺序、DMPA用量等因素进行优化。对所得到改性产品进行了红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)及粒径的表征。同时，将所得到的改性产品应用于皮革复鞣填充，并与市场产品丙烯酸类(AR)复鞣填充剂进行复鞣填充实验对比，对复鞣后成革进行各项物理机械性能及静态吸水率、动态防水性的测定，并通过扫描电镜(SEM)、X-衍射(XRD)进一步对复鞣后成革进行表征。
单因素实验结果表明，在本实验条件下TDI和PPG1000在70℃预聚1h，然后加入用氮甲基吡咯烷酮(NMP)溶解过的DMPA在80℃反应2h，加入蛋白粉反应6h，其中，n(TDI/PPG1000)=5,n(NCo/活性基团)=1.3，-COOH含量=3％(由DMPA引入的羧基含量)，中和剂采用三乙胺(TEA)，中和度为100％。
FT-IR结果表明：胶原蛋白与端-NCO基团的聚氨酯预聚体发生了反应。激光粒径分析仪测定得出WPCF系列产品平均粒径分布较宽，且含有不同粒径大小的分散液粒子，分散液的平均粒径约在0～10μm。TGA结果表明：所合成系列产品中WPCF-4具有较好的热稳定性。
将WPCF市场产品丙烯酸类(AR)复鞣填充剂进行复鞣填充实验对比的应用结果表明：经WPCF复鞣填充后皮革的粒面平整、清晰、手感丰满、弹性好，且皮革平均增厚率最高，可达到41.2％，边腹部平均增厚率高达49.3％；而经过AR复鞣填充后的皮革平均增厚率为15.4％，边腹部平均增厚率为19.3％。经过WPUF复鞣填充后的成革，抗张强度较高，为19.66N/mm2；而经AR复鞣填充后的成革，抗张强度为13.7N/mm2。经WPCF静态吸水率最小：15min为72.9％,24h为94.8％。而经AR复鞣后革15min为166.6％,24h为173.5％；从动态防水性可以看出，WPCF复鞣后革透水时间最长为26min，吸水率最小为58％,AR复鞣后革透水时间为10min,吸水率为98％，结果表明经WPCF的动态防水性能优于AR。
复鞣后成革的扫描电镜、X-衍射测试结果表明：经WPCF复鞣后的皮革，能够使皮革的纤维结构得到明显的分散。经WPCF-4复鞣后革X-衍射峰d值为1.19大于AR的d值1.017，说明经WPCF复鞣后革胶原纤维分子链之间的距离增加。WPCF-4复鞣后革X-衍射A2峰面积为9906大于AR的峰面积7375，说明经WPCF-4复鞣后革复鞣填充剂在胶原纤维之间和肽链形成了较多氢键。经WPCF-4复鞣后革的结晶度小于经AR复鞣后革，说明经WPCF-4复鞣后革的晶区有序程度降低，胶原的结构变得较为稳定。