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鉴于目前制革过程中铬鞣所带来的环境污染问题,开发无铬生态皮革制造技术已成为近年来皮革工业中最重要的发展方向。但无铬生态有机鞣鞣革后降低了胶原纤维的正电性,导致传统铬鞣体系中配套的大部分阴离子染整材料结合位点减少(特别是赋予皮革柔软度等手感性能的加脂剂),由此导致染整材料的吸收和化学结合率显著下降,造成成品革出现败色及手感欠佳等问题,不能满足鞣制体系的发展新需求。因此,研究与有机无铬鞣剂相匹配的加脂剂将成为重要的发展方向。基于上述原因,本文主要以咪唑型离子液体、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、1,3-丙磺酸内脂、丙烯酸等为原料,通过自由基聚合反应和季铵化反应合成两性聚合物,再将其用于无铬非金属鞣制坯革加脂工序中,利用咪唑型离子液体绿色环保、分子结构的可设计性及抗菌性等优点以及基于其合成的两性聚合物分子结构中的阴、阳离子基团对坯革表面电荷进行调控,旨在改善后续阴离子湿整饰材料的适应性,同时赋予坯革抗菌功能。主要研究工作包括:(1)以溴化1-己基-3-乙烯基咪唑([HVIM]Br)、溴化1-辛基-3-乙烯基咪唑([OVIM]Br)、溴化1-癸基-3-乙烯基咪唑([DVIM]Br)和溴化1-十二烷基-3-乙烯基咪唑([DDVIM]Br)为单体,分别与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAE)进行自由基聚合制备聚合物p(DMAE-co-[HVIM]Br)、p(DMAE-co-[OVIM]Br)、p(DMAE-co-[DVIM]Br)、p(DMAE-co-[DDVIM]Br)。考察了单体的配比、反应时间、引发剂用量等因素对合成条件的影响。通过红外光谱仪(FI-IR)、核磁共振氢谱仪(1H-NMR)、X-射线衍射仪(XRD)、表面张力仪、纳米粒度仪(DLS)等对聚合物进行结构与性能表征,证明了目标产物已被成功制备,且所制备的共聚物具有一定的表面活性,乳液粒径大小主要分布在67～400 nm。然后将聚合物与蓖麻油复配后用于绵羊白湿革加脂工序处理,通过扫描电镜(SEM)、超景深显微镜、热重分析仪(TG)、柔软度仪等仪器测定加脂后皮革的性能。结果表明:合成的加脂剂处理皮革后,其柔软度和物理机械性能均较未加脂有所提高。但和市售代表性加脂剂处理后的坯革相比,经其加脂后的皮革在柔软度及物理机械性能等方面还有待改善。(2)为了增强坯革的柔软度及聚合物与胶原纤维的结合能力,使用1,3-丙磺酸内酯分别对 p(DMAE-co-[HVIM]Br)、p(DMAE-co-[OVIM]Br)、p(DMAE-co-[DVIM]Br)、p(DMAE-co-[DDVIM]Br)共聚物进行季铵化改性合成四种两性聚合物。利用FT-IR、1H-NMR、凝胶渗透色谱(GPC)和XRD等分析证明两性聚合物具有预期的结构。GPC测得四种两性聚合物的数均相对分子质量分别为 Mn=6212 g/mol、Mn=4492 g/mol,Mn=4382 g/mol,Mn=4027 g/mol,两性聚合物的抗菌实验表明:四种聚合物都具有良好的抗菌效果。然后将两性聚合物与蓖麻油复配用于F-90有机无铬鞣制坯革的加脂应用实验结果表明:经两性p(DMAE-co-[DDVIM]Br)PS加脂剂处理后坯革,对染料的吸收率高达99.01%,染料浴液透明澄清,且坯革表面的K/S值(12.80)高于市售对比加脂剂处理后坯革表面的K/S值(4.47),同时基于两性聚合物加脂剂处理后的坯革其柔软度及物理机械性能较市售对比加脂剂都有所提高。(3)基于提高两性聚合物p(DMAE-co-[DDVIM]Br)PS的溶解性及解决丙烯酸树脂的败色问题。以丙烯酸(AA)、DMAE、溴化-1-十二烷基-3-乙烯基咪唑([DDVIM]Br)为原料,通过自由基反应合成了两性聚合物(pADD),FT-IR、1H-NMR、GPC、Zeta电位仪和表面张力仪等检测结果表明:两性聚合物具有预期的结构,其数均相对分子质量为7414,表面张力为22.9 mN/m,平均乳液粒径为642.5 nm,离子特性的检测和等电点(8.91)检测均证明了所合成的目标产物具有明显的两性特征。将两性聚合物pADD与蓖麻油复配制备出两性聚合物加脂剂pADD-1,将其应用于F-90鞣制的绵羊白湿皮进行加脂实验对比,结果表明:两性聚合物加脂剂吸收率高达95.3%,较市售对比加脂剂吸收率提高19.8%,染色后坯革颜色鲜艳,不存在败色问题,同时该两性聚合物加脂剂具有很好的抗菌功能,其抑菌圈大小为52.1mm,未加抑菌材料的抑菌圈大小为20 mm。提出有机无铬鞣制皮革体系下两性聚合物和皮革胶原进行加脂的“靶向”位点结合的“单分子膜”模型,通过对电荷的调节,使两性聚合物在胶原纤维表面形成一层分子膜,从而实现对皮胶原纤维隔离润滑作用。探究了两性聚合物加脂剂在坯革中渗透分散机理及与胶原纤维的作用机理,初步证实了两性聚合物加脂剂上的羧基、季铵基可与胶原分子中的氨基、酰胺基、羟基等发生离子键和氢键的结合。(4)出于提升坯革柔软、滑爽及丰满等综合性能的目的,以两性聚合物pADD、脂肪酸甲酯、菜籽油、蓖麻油为原料复配制备两性聚合物复合加脂剂pADD-2,其复配条件优化实验结果:蓖麻油、脂肪酸甲酯、菜籽油、两性聚合物pADD的配比2:4:3:2,时间30 min,温度60℃、搅拌速度600 r/min,复配体系的pH 6.5。将优化后pADD-2分别应用于F-90有机无铬鞣制绵羊皮服装革和铬鞣革加脂工艺,结果表明:F-90有机无铬鞣革加脂后柔软度、抗张强度、撕裂强度分别较市售对比加脂剂提高了 90.20%、3.43%、2.12%;铬鞣革的柔软度、抗张强度、撕裂强度分别较市售对比加脂剂提高了 5.79%、8.93%、75.93%。pADD-2加脂剂在F-90有机无铬鞣制中吸收率达到98.98%,在铬鞣革加脂中吸收率为92.47%,分别比市售对比加脂剂的吸收率高23.48%和3.14%,pADD-2加脂剂在F-90染色中染料的吸收率达到98.65%,在铬鞣革染色中染料的吸收率为89.94%,分别比市售对比加脂染料的吸收率高9.31%,5.69%。探究了两性聚合物加脂剂在生态无铬鞣体系及绵羊蓝湿革体系中对后续阴离子材料作用机理,结果表明:两性聚合物加脂剂pADD-2与F-90有机无铬鞣制的绵羊白湿革胶原纤维间以离子键结合和氢键结合为主;两性聚合物加脂剂pADD-2与绵羊蓝湿革胶原纤维间以离子键结合、氢键结合和配位键结合为主。结果表明:所制备的两性聚合物复合加脂剂将在生态无铬鞣体系中具有良好的应用前景。