蛋白改性聚氨酯皮革涂饰剂的研究

论文摘要

作为一种重要的服装材料，皮革已得到广泛的使用。其中一个重要的原因就是它具有良好的通透性能。通透性是影响皮革档次和其制品穿着舒适性的一个重要因素。影响皮革通透性的因素很多，其中涂饰对皮革的通透性能影响最大。良好的涂饰不仅可以赋予皮革的一定的光泽性和美观性，纠正染色的不均匀性，改善粒面上微小的缺陷，提高其使用性能，还可以用以修整伤残的粒面以及为二层革作假面等。但是，人们在涂饰工艺及涂饰剂对皮革通透性能造成的影响、影响机理和改进措施方面还没有充分的认识。本文通过胶原蛋白和明胶接枝改性聚氨酯皮革涂饰剂，探讨了改性反应的条件及合成改性聚氨酯皮革涂饰剂对皮革通透性能等影响。在胶原蛋白改性聚氨酯皮革涂饰剂方面，探讨了胶原蛋白接枝改性过程中反应温度、时间、成盐亲水物质量等因素对反应的影响。结果表明，在接枝反应中成盐亲水物质为单体质量分数的5.0％、反应温度80℃、反应时间2.5h为最佳接枝反应条件。通过研究和对比改性前后聚氨酯涂饰剂的性能，发现改性后试样的断裂伸长率最高可达1401％，透水汽速率可达454.2mg／10cm~2·24h，透气速率可达2.31mL／kPa·s。获得最佳性能的皮革涂饰剂时，胶原蛋白用量为异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)摩尔总量的15～20％。改性后聚氨酯皮革涂饰剂在稳定性、耐水性、耐溶剂性和耐干、湿擦性能等方面均可以满足涂饰剂的要求。在明胶改性聚氨酯皮革涂饰剂方面，探讨了明胶接枝改性过程中聚氨酯合成时的反应温度、时间、成盐亲水物质量等对反应的影响。结果表明，聚氨酯合成的最佳反应条件为，成盐剂用量为单体总质量分数的5.0％，反应温度为80℃，反应时间为2.5h。通过研究和对比明胶改性前后聚氨酯涂饰剂的性能，发现改性后试样的断裂伸长率最高可达830.0％，最大拉伸断裂应力可达3.04MPa，透水汽速率可达394.0mg／10cm~2·24h，透气速率可达1.92mL／kPa·s。获得最佳性能涂饰剂时，明胶用量为聚氨酯总质量的6～10％。对改性后聚氨酯涂饰剂在稳定性、耐水性、耐溶剂性和耐干、湿擦等性能的测定后发现，完全可以满足作为皮革涂饰剂的要求。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1.前言
• 1.1 本课题的提出
• 1.2 聚氨酯涂饰剂概述及发展概况
• 1.2.1 聚氨酯的发展概况
• 1.2.2 聚氨酯涂饰剂概述
• 1.2.3 水性聚氨酯涂饰剂的发展概况
• 1.2.4 水性聚氨酯涂饰剂的结构与性能
• 1.3 蛋白类涂饰剂概述及发展概况
• 1.3.1 概述
• 1.3.2 胶原性质
• 1.3.3 蛋白类涂饰剂发展概述
• 1.4 蛋白改性聚氨酯的研究概况
• 1.4.1 蛋白改性聚氨酯的优点
• 1.4.2 本课题的国内外研究概况
• 1.5 本课题的研究思路和创新点
• 1.5.1 胶原蛋白改性聚氨酯的原理
• 1.5.2 明胶改性聚氨酯的主要原理
• 2.实验部分
• 2.1 主要试剂和仪器
• 2.1.1.主要试剂
• 2.1.2.主要仪器
• 2.2 胶原蛋白改性聚氨酯涂饰剂合成实验
• 2.3 明胶改性聚氨酯涂饰剂的合成
• 2.3.1 聚氨酯乳液的合成步骤
• 2.3.2 接枝反应步骤
• 2.4 主要实验方法
• 2.4.1 反应体系中—NCO含量的测定
• 2.4.2 羟值测定
• 2.4.2 乳液稳定性
• 2.4.3 乳液固含量的测定
• 2.4.3 成膜的制备
• 2.4.4 成膜吸水率
• 2.4.5 成膜耐溶剂性
• 2.4.6 成膜的力学性能
• 2.4.7 涂饰革样的通透性测定
• 2.4.8 膜的耐高、低温性能
• 2.4.9 膜的光泽度测定
• 2.4.10 耐干、湿擦测试
• 2.4.11 红外光谱分析
• 3.结果与讨论
• 3.1 胶原蛋白改性聚氨酯皮革涂饰剂的制备与性能
• 3.1.1 反应温度和反应时间对反应体系的影响
• 3.1.2 胶原蛋白用量与IPDI的关系
• 3.1.3 成盐亲水物质对乳液性能的用量
• 3.1.4 胶原蛋白用量对成膜力学性能的影响
• 3.1.5 胶原蛋白改性对皮革透水汽性的影响
• 3.1.6 胶原蛋白用量对涂饰皮块透气率的影响
• 3.1.7 胶原蛋白用量对成膜吸水率的影响
• 3.1.8 胶原蛋白用量对成膜耐溶剂性能的影响
• 3.1.9 胶原蛋白用量对涂饰光泽度的影响
• 3.1.10 涂饰皮革的耐干、湿擦性能
• 3.1.11 不同胶原蛋白用量改性胶原蛋白的耐酸、碱稳定性
• 3.1.12 乳液稳定性测定
• 3.1.13 接枝物的验证
• 3.1.14 小结
• 3.2 明胶改性聚氨酯皮革涂饰剂的制备与性能
• 3.2.1 PU合成时温度和时间对反应体系的影响
• 3.2.2 异氰酸酯用量对乳液性能的影响
• 3.2.3 成盐亲水物质的引入
• 3.2.4 扩链剂的选用
• 3.2.5 封端剂的选用
• 3.2.6 接枝明胶用量的确定
• 3.2.7 明胶用量对成膜力学性能的影响
• 3.2.8 明胶改性对皮革透水汽性的影响
• 3.2.9 明胶用量对涂饰皮块透气率的影响
• 3.2.10 明胶用量对成膜吸水率的影响
• 3.2.11 明胶用量对成膜耐溶剂性能的影响
• 3.2.12 明胶用量对涂饰光泽度的影响
• 3.2.13 涂饰皮革的耐干、湿擦性能
• 3.2.14 不同明胶用量的耐酸、碱稳定性
• 3.2.15 乳液稳定性
• 3.2.16 接枝物的验证
• 3.2.17 小结
• 3.3 皮革涂饰剂的选择
• 3.3.1 不同涂层涂饰剂的要求
• 3.3.2 不同涂层涂饰剂的筛选
• 3.3.3 涂饰方法的确定
• 3.3.4 涂饰效果
• 4.结论
• 参考文献
• 后记
• 附录1:涂饰效果附图
• 附录2 攻读硕士期间发表论文