【摘 要】
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无铬鞣剂及其鞣法的技术开发与应用已经成为目前制革工业的发展方向,而TWS和TWLZ两种无铬鞣剂作为十三五国家重点研发计划项目的成果,已实现产业化和推广应用,但对其产品所鞣制以及复鞣的坯革吸收结合阴离子制革染整材料的化学机制及其规律缺乏研究。为了探讨TWS鞣制和TWLZ复鞣应用体系的坯革对阴离子染整材料的吸收结合规律,本研究以皮革染整常用的酸性和直接性阴离子染料为代表,以TWS初鞣及其Cr和TWLZ
【基金项目】
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“十三五”国家重点研发计划项目（2017YFB0308500）；
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无铬鞣剂及其鞣法的技术开发与应用已经成为目前制革工业的发展方向,而TWS和TWLZ两种无铬鞣剂作为十三五国家重点研发计划项目的成果,已实现产业化和推广应用,但对其产品所鞣制以及复鞣的坯革吸收结合阴离子制革染整材料的化学机制及其规律缺乏研究。为了探讨TWS鞣制和TWLZ复鞣应用体系的坯革对阴离子染整材料的吸收结合规律,本研究以皮革染整常用的酸性和直接性阴离子染料为代表,以TWS初鞣及其Cr和TWLZ复鞣的坯革纤维吸附两类染料模拟坯革染色过程,系统研究Cr和TWLZ复鞣对TWS鞣革纤维吸附结合染料的差异性,从理论阐明铬鞣革阴离子染整材料在TWS-TWLZ无铬鞣坯革染整体系应用的兼容性,为TWS和TWLZ无铬鞣剂推广应用以及坯革湿染整工艺的设计提供理论支撑。以黄牛酸皮为实验材料,采用TWS对生皮进行初鞣,再分别用两类金属盐鞣剂铬粉和TWLZ分步进行复鞣,将初鞣和复鞣的坯革进行超细粉碎制成相应三种不同的坯革纤维皮粉材料（简称TWS、TWS-Cr和TWS-TWLZ）。采用单因素变量法,选取酸性染料（酸性黑1和酸性蓝25）和直接性染料（直接黄132和直接红23）,研究分析不同条件下革纤维对染料的吸附与解吸过程变化规律。通过Zeta电位、热重分析、扫描电镜及X射线衍射等方法分析革纤维在吸附前后的等电点及其微观结构变化。TWS革纤维经过铬和TWLZ复鞣处理之后,坯革纤维的湿热和干热稳定性有不同程度的提高,而且两者热分解失重变化曲线形状很吻合,由此反映出二者复鞣过程化学机制及其形成的交联键类型具有相似性;等电点从5.0相应增加到6.8和6.1,说明两类金属盐复鞣剂复鞣相应提高TWS鞣革纤维表面的正电性;此外,复鞣均能够使坯革纤维得到一定程度的松散,但铬复鞣效果要优于TWLZ复鞣,这些复鞣变化效应均有利于后期革纤维与阴离子材料的吸收与结合。从吸附过程来看,染料的初始浓度c0、吸附时间t、溶液pH、温度T及革纤维用量等都对三种坯革纤维吸附结合阴离子染料有一定影响,且三者吸附变化规律相似。与TWS单独鞣制相比,经过铬或TWLZ复鞣后的革纤维对染料的吸附量明显增加,最高可达240mg/g,且两种复鞣革纤维的吸附容量接近,说明经过铬和TWLZ复鞣均能够增加TWS鞣革纤维对阴离子染料的亲和性。吸附在8h左右基本达到平衡,且酸性条件有利于该吸附过程的进行。通过解吸实验发现,TWS鞣革纤维吸附结合阴离子类染料后在人工汗液中的解吸程度最低,而复鞣革纤维则在纯净水和无水乙醇中较难发生解吸,这与纤维和染料之间的结合机制有关。根据吸附热力学原理分析,TWS单独鞣革纤维比较符合Freundlich吸附等温式,铬和TWLZ两种复鞣革纤维则更符合Langmuir吸附等温式;通过吸附动力学研究证实,三种鞣革纤维对阴离子类染料的吸附过程均满足拟二级速率方程,表明了该吸附过程主要由化学机理所调控。
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