超支化-线性聚合物的合成及其对皮革的加脂效能研究

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本论文以椰子油脂肪酸二乙醇酰胺(CDEA)为核分子,二羟甲基丙酸(DMPA)为AB2单体,对甲苯磺酸(p-TSA)为催化剂,制备出一系列(CHBPX系列,X表示第X代超支化聚合物)可用于皮革加脂的端羟基超支化-线性聚酯(CHBP1, CHBP2和CHBP3);然后在CHBPx系列产品的基础上,接枝马来酸酐(MA),制备出一系列(MHBPx系列,X表示第X代超支化聚合物)同样可用于皮革加脂的端羧基超支化-线性聚酯(MHBP1, MHBP2和MHBP3);同时,利用甘油、环氧丙烷和油酸对比制备出一系列(HBPG-X系列,X表示平均每个聚醚分子含有的油酸数量)端羟基超支化-线性聚醚(HBPG-1, HBPG-2和HBPG-3)。其后,分别研究了CHBPx系列产品,MHBPx系列产品以及HBPG-X系列产品的结构和乳液性能,并以绵羊皮蓝湿革为原料,以革样的柔软度和力学性能等为考察指标,对它们的加脂性能进行了研究。经单因素优化和正交试验分析,烷醇酰胺与二羟甲基丙酸的最佳反应温度为160℃,反应时间为4h,催化剂对甲苯磺酸用量为烷醇酰胺用量的1%。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱的分析,证明了烷醇酰胺与二羟甲基丙酸发生了酯化反应。利用表面张力仪对产物的表面活性进行了分析。结果表明:CHBPx系列产品具有良好的表面活性,并且随产物代数的升高,表面活性呈下降趋势,另外,产品还具有良好的乳化性能,同时相比于烷醇酰胺耐硬水性也有所提高。随后将CHBPx系列产品进行皮革乳液加脂试验,利用正交实验确定了CHBPx系列产品最佳加脂条件:加脂时间60min,加脂温度40℃,加脂剂用量为绵羊皮蓝湿革质量的10%。之后分别利用柔软度仪和材料拉力机测定了经过CHBPx系列产品加脂后的成革柔软度和物理机械性能,发现成革柔软度随产物代数的升高逐渐降低,拉伸强度和撕裂强度均较加脂前高。厚度测定结果显示,随产物代数的升高,成革增厚率逐渐降低,部位差逐渐减小。为了提高产物的乳液稳定性和水溶性,利用马来酸酐对CHBPx系列产品进行了羧基化改性,正交试验结果表明,马来酸酐与CHBPx系列产品的最佳反应条件是:温度为90℃,反应时间为4h,CHBPx的羟基与马来酸酐的摩尔比为1:1.4。通过红外光谱的分析,证明了产物的成功合成。随后利用正交实验确定了该端羧基产品的最佳加脂条件:加脂温度50℃,加脂时间40min,产品用量为蓝湿革质量的8%。该类产品的加脂规律性与端羟基产品类似,均表现为随产物代数的增高,成革柔软度降低,增厚率降低,部位差减小。线性结构的多寡是另一个影响皮革柔软度的重要因素,本论文采用阴离子开环聚合法,以丙三醇和环氧丙醇为原料,甲醇钠为催化剂,制备得到了第三代超支化聚醚,然后利用油酸对其进行不同程度的酯化改性,得到了端羟基超支化-线性聚醚(HBPG-X系列),利用FT-IR以及1H-NAM证明了反应的成功进行。随后将其应用于蓝湿革的加脂,粒度测定结果显示产物的分子体积随线性长链的增多而增大,受分子尺寸的影响,线性链段的增多并没有提高成革的柔韧性。另外,相比于聚酯产品,聚醚产品的加脂效果更为优越。
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