有机鞣剂及其与金属盐结合鞣制的皮胶原纤维热降解行为

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1、０７０８论文分类号：２学校代码：１学号：１５０３０２１ＳＨＡＡＮＸＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕士学位论文’ＴｈｅｓｉｓｆｏｒＭａｓｔｅｒｓＤｅｇｒｅｅ有机鞣剂及其与金属盐结合鞣制的皮胶原纤维热降解行为李玉指导教师姓名：强西怀教授学科名称：应用化学’论文提交日期：２０１８年０３月论文答辩日期：２０１８年０５月学位授予单位：陕西科技大学Ｉ申请工学硕士学位论文论文题目：有机鞣剂及其与金属盐结合鞣制的皮胶原纤维热降解行为学科门类：工学一级学科：化学工程与技术培养

2、单位：轻工科学与工程学院硕士生：李玉导师：强西怀教授2018年5月StudyonThermalDegradationoftheCollagenFiberDealtwithOrganicTanningAgentsandMetalsaltAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceByYuLiSupervisor:Prof.XihuaiQi

3、angMay2018有机鞣剂及其与金属盐结合鞣制的皮胶原纤维热降解行为摘要无铬鞣剂是一直是皮革业界内的热门研究方向之一，近年来研究报道的无铬鞣剂主要有F-90、TWT、TANFORTMT-A（简称T-A）等。目前对于这些无铬鞣剂的研究主要集中在鞣制工艺、鞣革性能、环保性能等方面，但对其鞣革的热性能方面的研究报道很少，而目前对于皮革热降解性能的研究主要集中在传统鞣革（如铬鞣革、醛鞣革和植鞣革等），因此对于近几年新出现的无铬鞣剂鞣革的热降解性能系统性的研究是很有必要的。本文首先选用F-90、TWT和Q16-1分别对脱灰软化的生皮进行鞣制，并对鞣制后的坯革纤维的

4、耐热稳定性及热降解行为进行了研究，并通过坯革纤维的热稳定性及热降解过程变化规律，从热动力学的角度考察不同鞣剂的鞣制效果差异。通过TG/DTG分析，结合Flynn-Wall-Ozawa法和Satava-ˇSesták法计算了坯革纤维的热降解活化能，研究结果表明：与生皮胶原纤维相比，经过鞣制的坯革纤维的热降解活化能均有所增加。随着三种鞣剂用量的增加，鞣制的坯革纤维耐热稳定性皆逐渐增强，且当F-90、TWT和Q16-1三种鞣剂用量分别达到10%、8%及10%时，对应的坯革纤维的热分解温度有了显著的上升，说明此用量条件下对于鞣制反应的交联达到最大程度。此时三种鞣剂

5、鞣制坯革纤维的热降解机理均为G(α)=[-ln(1-α)]4，坯革纤维的热降解活化能分别为236.965~284.426KJ/mol，147.603~250.243KJ/mol，143.551~227.953KJ/mol。以定量的F-90、TWT和Q16-1三种无铬鞣剂对脱灰软化的生皮进行预鞣，进行适度无盐浸酸后分别以不同用量的铬粉和T-A对预鞣皮胶原纤维进行复鞣，并对两种金属盐鞣剂在不同用量下复鞣的坯革纤维的耐热及热降解行为进行了系统研究，得到对应热降解活化能，分析了铬粉和T-A对预鞣坯革纤维的热降解过程的影响，以此来探讨两种金属盐鞣剂与三种无铬鞣剂的结

6、合鞣制的配伍性能以及协同增效作用。研究结果表明：对三种无铬鞣剂预鞣的坯革进行复鞣，随着铬粉/T-A用量的增加，复鞣的坯革纤维耐热稳定性逐渐增强，且铬粉复鞣坯革纤维的耐热稳定性优于T-A复鞣的坯革纤维；而其热降解活化能则随着复鞣时鞣剂用量的增加而逐渐降低，且活化能的范围值也逐渐缩小。当铬粉和T-A用量分别达到3%和5%时，F-90预鞣的相应坯革纤维的热分解温度基本趋I于平衡并达到最大值，此时对应坯革纤维的热降解活化能值依次为142.915~175.104KJ/mol和150.095~228.111KJ/mol，两种金属盐复鞣坯革纤维的热降解机理均为G(α)=

7、[-ln(1-α)]4。当铬粉和T-A用量均达到5%时，TWT预鞣的相应坯革纤维的热分解温度基本趋于平衡并达到最大值，此时对应坯革纤维的热降解活化能值依次为155.382~207.298KJ/mol和164.553~177.287KJ/mol，两种金属盐复鞣坯革纤维的热降解机理均为G(α)=[-ln(1-α)]4；当铬粉和T-A用量分别达到3%和5%时，Q16-1预鞣的相应坯革纤维的热分解温度基本趋于平衡并达到最大值，此时对应坯革纤维的热降解活化能值依次为155.382~207.298KJ/mol和164.553~177.287KJ/mol，两种金属盐复鞣

8、坯革纤维的热降解机理均为G(α)=[-ln(1-α)]4。关键词：