丙烯酸丙烯酸丁酯共聚物用作弹性皮革鞣剂的研究.docVIP

丙烯酸/丙烯酸丁酯共聚物用作弹性皮革鞣剂的研究 20世纪60年代以来，丙烯酸类聚合物复鞣剂在国内外制革中得到了广泛研究与应用。科研人员采用的单体多种多样，有常规的丙烯酸酯类单体，也有醛类、不饱和长链单体；采用的聚合体系也不尽相同，有的采用水溶液聚合，有的采 用乳液聚合，也有的将胶原蛋白水解液、降解淀粉、纳米二氧化硅等引入丙烯酸复鞣剂中，所得复鞣剂功能各异。但到目前为止，关于提高皮革弹性的丙烯酸复鞣剂鲜见报道。 由于丙烯酸丁酯(BA)为常用的软性单体，与丙烯酸(AA)共聚后共聚物玻璃化转变温度较低，分子链柔软，而且共聚物侧链为非亲水性基团，具有两亲性表面活性剂的特性，与侧链为极性的共聚物相比，更有利于在革纤维中的渗透及对革纤维润滑，使革样在受到外力作用时纤维之间更容易相对滑动，因此本文以复鞣革样弹性为考察指标，采用AA、BA进行共聚制备了可以用于提高皮革弹性的特性复鞣剂。 1.实验部分 1.1原料 丙烯酸(AR)，天津市化学试剂三厂；丙烯酸丁酯(AR)，天津市博迪化工有限公司；过硫酸铵(AR)，天津市化学试剂六厂；异丙醇(CP)，天津市化学试剂三厂；氢氧化钠(AR)，天津市化学试剂六厂；纯净水，西安万家纯净水厂；甲酸(AR)，西安化玻站化学厂。 RST复鞣剂，成都德赛尔公司；标准铬粉〔w(Cr2O3)=(22±1)%〕，内蒙古黄河铬盐股份公司；荆树皮栲胶，广东新会皮革化工有限公司；合成单宁PR-C，拜耳无锡皮革化工有限公司；SC加脂剂，上海皮革化工厂；SE加脂剂，上海皮革化工厂；亚硫酸化鱼油、硫酸化蓖麻油、羊毛脂加脂剂、阳离子油，均产自陕西咸阳轻化工材料厂；NPS-1渗透剂，上海明华公司；直接黑，洛阳瑞丰公司；蓝湿革，河北辛集东明制革厂。 1.2仪器 傅里叶变换红外光谱仪，德国Bruker公司；D/Max2200PC型X射线衍射仪，日本理学公司；热分析系统，美国TA公司；扫描电子显微镜，中科院仪器厂；DV-II+可编程控制式黏度计，美国Brookfield公司；TS2000-S型多功能材料试验机，台湾高铁科技股份有限公司；GSD型不锈钢四联比色实验转鼓，无锡市新达轻工机械有限公司。 1.3系列AA/BA共聚物的合成及应用 在三口烧瓶中加入一定量的去离子水，置于水浴锅内加热并开始搅拌。将单体混合均匀加入恒压滴液漏斗，引发剂加入另一恒压滴液漏斗。升温至 设定温度后，开始同时分管滴加单体及引发剂。 滴加完毕后升温反应一定时间，反应结束后冷却至室温，用氢氧化钠调节pH≈5 0，出料，备用。 复鞣操作同常规。 1.4AA/BA共聚物的纯化 将制得的共聚物溶液和无水乙醇按1∶4体积比加入到烧杯中，白色有弹性的共聚物沉淀出来，用玻璃棒快速搅动，溶液中的聚合物即成为絮状物析出，静置沉淀后弃去上层清液并反复进行洗涤，将沉淀物在110℃左右烘干，即得透明的固体共聚物，用干燥器储存备用。 1.5AA/BA共聚物的性能测试及复鞣革样性能测试 1.5.1丙烯酸类聚合物复鞣剂黏度的测定 开启已经调节水平的黏度计，等待自动校正结束，然后把转子悬挂在仪器的联轴器上，转子应全部浸没于待测液中。待恒温水浴锅内水温为30℃，扭矩恢复至+0 3以内时开始测试。读数时扭距应尽量在30%~70%(不能低于10%或超过90%)，每个样品测试两次，取算术平均值。 1.5.2玻璃化转变温度测试 用美国TA公司热分析系统Q1000DSC测试，温度范围：-180~725℃；灵敏度：0 2μW；温度准确度：±0 1℃；温度精度：±0 05℃；加热速率：0 01~200℃/min，升温范围：-100~200℃。 1.5.3红外光谱表征 用德国Bruker公司傅里叶变换红外光谱仪Vector-22测试，固体样品充分干燥后与KBr压片，波数范围400~4000cm-1，分辨率1cm-1。 1.5.4结晶度测试 用日本理学X射线衍射仪D/max2200PC进行测试，测试条件：CuKα辐射，管电压40kV，管电流40mA，石墨单色皿，扫描范围5°~70°。 1.5.5扫描电镜 用冰冻切片机切取待扫描试样，样品干燥后，将样品固定在样品台上，喷金，在扫描电镜下观察革样表面形貌。 1.5.6革样拉伸性能测试及弹性表征 将革样在皮革冲样机上取样，取样为中号试样，样块置于空气调节器中平衡48h，然后进行拉伸性能测试，拉伸条件同常规革样拉伸。 弹性表征采用拉伸曲线上初始阶段弹性形变范围内的杨氏模量(以下简称杨氏模量，Y.M.)进行表征，杨氏模量的数值为4个数值(革样两纵两横)的平均值。 2.结果与讨论 2.1丙烯酸丁酯用量对共聚物复鞣革样杨氏模量的影响 选取BA用量(占单体总物质的量的百分比)分别为5%、10%、15%、20%的共聚物复鞣革样，考察其对革样杨氏模量的影响，见图1。BA细化用量对革样杨氏模量