工业废弃羊毛制备皮革填充剂的研究-化学工程专业论文.docxVIP

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工业废弃羊毛制备皮革填充剂的研究-化学工程专业论文

万方数据 万方数据 烟台大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明: 所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工 作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体 已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已 在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名: 日期: 年 月 日 学位论文使用授权说明 本人完全了解烟台大学关于收集、保存、使用学位论文的规定,即:按照学校 要求提交学位论文的印刷本和电子版本;学校有权保存学位论文的印刷本和电子版, 并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保 存论文;在非必威体育官网网址的论文范围内,学校可以公布论文的部分或全部内容。 (必威体育官网网址论文在解密后遵守此规定) 论文作者签名: 导师签名: 日期: 年 月 日 摘要 常见的毛发废弃物主要有羊毛、牛毛、猪毛、羽毛、头发等,它们都主要是由角蛋 白构成的,属于可再生资源。资料显示,我国每年的毛发废弃物产量超过 400 万吨,由 于各种各样的原因,这些毛发废弃物没有被充分利用,导致浪费资源的同时,对环境造 成了伤害。因此,毛发废弃物的回收利用,具有非常重要的经济效益和社会价值。 本论文主要针对毛发废弃物的回收利用进行初步的探索,分别研究了毛发废弃物提 取角蛋白和角蛋白制备皮革填充材料的工艺条件。一方面,从毛发废弃物中提取角蛋白, 可以为其它行业提供所需要的蛋白质原料;另一方面,将制备的角蛋白进行深加工,生 产皮革填充材料,满足制革行业对蛋白类皮革填充剂的需求,从两个方向实现毛发废弃 物的资源化利用。 在废弃毛发(以羊毛为例)提取角蛋白方面,采用酸碱法制备角蛋白。在不同的因素 条件下对羊毛进行水解,并以角蛋白的收率为标准,探讨其对羊毛水解效果的影响。通 过实验可知,羊毛水解的最佳条件为:温度 85℃,水解时间为 130min,液固比为 1.2, 亚硫酸氢钠用量为 26%,碱量为 30%。水解产物中蛋白质分子量的分布情况如下:分子 量小于等于 1000Da 的占 29.01%,分子量在 1000~3500Da 之间的占 53.12%,分子量在 3500~7000Da 之间的占 2.66%,分子量高于 7000Da 的占 15.21%。最后,利用红外光谱 对制得的角蛋白进行表征,并将表征结果与羊毛红外谱图进行比较,确定二者的一致性。 利用调节蛋白质溶液 pH 的方法,使蛋白质逐渐析出,然后过滤,烘干,研磨,即 可获得纯度较高的角蛋白粉末。 向毛发角蛋白中加入其质量 0.5 倍的乙醇胺,在 110℃条件下搅拌熔融 20min,使角 蛋白进一步降解及活化,然后利用三氯甲烷提纯,除去未反应的的乙醇胺。 利用顺丁烯二酸酐对提纯后的毛发角蛋白进行酰化,通过单因素实验确定顺酐的用 量、反应时间以及反应温度对酰化产物中碳碳双键含量的影响,通过实验可知,顺酐的 用量为蛋白质的 0.5 倍,温度 76℃,酰化时间为 126min,酰化反应完成后,顺酐中的双 键被引入到多肽链中,然后提纯,除去未反应的顺酐即得角蛋白酰化物,最后,利用红 外光谱仪确定酰化物中碳碳双键的存在。 利用丙烯酸与酰化物在引发剂存在的条件下进行接枝,根据单因素实验,确定原料 用量、温度、时间等因素,由实验结果知, m(丙烯酸)/m(酰化物) =1.1,引发剂加入量为原料质 I 量的 10%,在温度为 74℃下,共聚反应 130min,在此条件下,丙烯酸与酰化物的接枝 效率和接枝百分率均达到最高值,通过红外分析可知,酰化物中包含的碳碳双键已经消 失,同时羧基含量增加,说明二者之间发生了加成反应,制得了蛋白质共聚物。 利用自制角蛋白填充剂进行皮革填充试验,检测皮革的填充效果,并且与商品填充 剂进行比较。通过实验可知,自制填充剂可以明显增加皮革的厚度,减小皮革的部位差, 提高皮革的丰满度;但是在提高皮革柔软度、收缩温度、抗张强度等方面改善效果不佳, 不如商品填充剂。另外,通过多次的平行实验可知,自制蛋白质填充剂性能渗透性和稳 定性稍差,平行实验过程中的标准偏差较大。 从填充后皮革样品的扫描电镜图片可以看出,自制填充剂和工业填充剂均能对皮革 内部的纤维具有分散作用,填充后的成革厚度增加,手感丰满。在纤维的分散效果方面, 自制填充剂效果稍差,但是初步达到了分散皮革纤维和增加皮革厚度的效果。 关键词:羊毛角蛋白;降解;酰化;改性;填充 II ABSTRACT Waste wool, cattle hair, pig hair, feather and hair are commonly hair wastes and their main ingredient is keratin which is

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