乙烯基聚合物-蒙脫土納米復(fù)合鞣劑的制備、結(jié)構(gòu)及性能研究.pdf

1、隨著全人類環(huán)保意識的提高，解決皮革工業(yè)的污染問題已刻不容緩。在這些污染物中，鉻的毒性最大。本課題組一直致力于少鉻和無鉻鞣劑的制備及應(yīng)用研究。前人已經(jīng)能夠制備出性能比較優(yōu)良的乙烯基聚合物/蒙脫土納米復(fù)合鞣劑，但是存在著產(chǎn)品穩(wěn)定性、重現(xiàn)性不好以及對乙烯基聚合物/蒙脫土納米復(fù)合鞣劑制備的一些規(guī)律認識不夠等問題。 本論文首先著眼于完善前人的研究成果，通過單因素試驗優(yōu)化了影響乙烯基聚合物/1631改性蒙脫土納米復(fù)合鞣劑(PVP/C-MMT

2、)穩(wěn)定性的因素，固定影響復(fù)合鞣劑性能的各項因素以保證試驗的重現(xiàn)性；同時針對采用1631改性蒙脫土制備納米復(fù)合鞣劑實驗周期長、操作繁瑣等問題，選用工業(yè)化有機蒙脫土(O-MMT)采用聚合物溶液插層法制備了PVP/O-MMT納米復(fù)合鞣劑，通過正交試驗優(yōu)化了其制備及應(yīng)用工藝，利用X-射線衍射(XRD)、熱重分析(TG)、透射電鏡(TEM)、掃描電鏡(SEM)等現(xiàn)代分析檢測手段研究了O-MMT、PVP/O-MMT以及鞣后革樣的各項理化性能及結(jié)構(gòu)；

3、最后采用粘度測量、XRD檢測等方法研究了隨蒙脫土含量的變化，單體原位插層聚合納米復(fù)合材料(MVP/O-MMT)的粘度及結(jié)構(gòu)變化規(guī)律，以期能夠為單體原位插層聚合制備納米復(fù)合材料的后續(xù)研究提供一定參考。 有關(guān)PVP/C-MMT的試驗結(jié)果表明：PVP/C-MMT納米復(fù)合鞣劑的最優(yōu)制備條件是：1631的用量為90mmol/100gMMT，乙烯基聚合物粘度為300～400mPa.s、pH值為4.0，VP與C-MMT比例為1.4：1.0，最

4、終復(fù)合鞣劑的pH值為5.4；PVP/C-MMT納米鞣劑的XRD衍射圖中尖銳的衍射峰并未消失，說明蒙脫土未發(fā)生剝離，PVP/C-MMT為插層型納米復(fù)合材料；PVP/C-MMT納米復(fù)合鞣劑采用優(yōu)化工藝配合2％的鉻粉(Cr2O3含量為25％，下同)鞣制綿羊酸皮，綿羊皮收縮溫度可達90℃，坯革增厚明顯，最大可比采用8％鉻粉進行常規(guī)鉻鞣的坯革增厚率提高265.3％；同時坯革的透水汽性和抗張強度已接近采用8％鉻粉進行常規(guī)鉻鞣的坯革；PVP/C-MM

5、T納米復(fù)合鞣劑與2％鋁鞣劑配合鞣制綿羊酸皮，比10％鋁鞣劑進行鞣制的各項性能指標均有所提高。 有關(guān)PVP/O-MMT的試驗結(jié)果表明：非離子表面活性劑牛脂胺聚氧乙烯(10)醚(TO-10)是較好的O-MMT的分散劑；PVP/O-MMT納米復(fù)合鞣劑的最優(yōu)制備工藝為：TO-10的用量為3％，TO-10分散O-MMT的超聲波處理時間為30min；加入VP后，超聲波處理30min；復(fù)合2h；XRD檢測結(jié)果表明，PVP/O-MMT的層間距為

6、3.54nm左右，尖銳的衍射峰并未消失，說明蒙脫土也未發(fā)生剝離，PVP/O-MMT復(fù)合鞣劑為插層型納米復(fù)合材料；將PVP/O-MMT納米復(fù)合鞣劑采用優(yōu)化工藝配合2％的鉻粉鞣制綿羊酸皮，結(jié)果表明：綿羊皮收縮溫度可達88℃，坯革增厚明顯，比2％標準鉻粉鞣制坯革增厚率提高26.59％；同時坯革的透水汽性和抗張強度、撕裂強度、規(guī)定負荷伸長率、斷裂伸長率均比2％標準鉻粉鞣制的坯革高，說明PVP/O-MMT參與了與鉻及膠原分子的交聯(lián)；將PVP/O-

7、MMT納米復(fù)合鞣劑采用優(yōu)化工藝復(fù)鞣藍濕革，復(fù)鞣革樣粒面細致，增厚明顯，柔軟性和豐滿性良好；但強度比4％鉻粉復(fù)鞣及ART-2復(fù)鞣革樣有小幅下降，說明雖然PVP/O-MMT參與了與鉻及膠原分子的交聯(lián)，但是結(jié)合強度和鉻粉及ART-2相比，仍有差距。 有關(guān)MVP/O-MMT的試驗結(jié)果表明：O-MMT含量在10～50％的范圍內(nèi)，加入蒙脫土后復(fù)合材料的粘度比相同條件下自由基聚合反應(yīng)產(chǎn)物的粘度都小，說明蒙脫土片層的存在對自由基聚合反應(yīng)存在較大