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羊皮革的吸水性能研究

作　者: 吕诚业
导　师: 汤克勇
学　校: 郑州大学
专　业: 皮革化学与工程
关键词: 羊皮革吸水鞣制加脂温度吸水动力学
分类号: TS54
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文以浸酸山羊皮为原料,经过各种鞣制(铬鞣、醛鞣、植鞣)和加脂(氯化石蜡加脂、天然大豆磷脂加脂和亚硫酸化大豆磷脂加脂)后制得不同的羊皮革,系统研究了这些羊皮革在不同温度下的吸水性能,分析了皮革的鞣制、加脂和温度等对其吸水行为的影响与机理,分析了这些皮革吸水过程的热力学和动力学行为。通过测定试样在不同时刻的吸水率,绘制了相应的吸水动力学曲线,发现未鞣试样的吸水过程可分为三个阶段：第一阶段(2h内),试样的吸水率短时间内迅速增加并达到最大值；第二阶段(2-10h前),试样的吸水率呈下降趋势并趋近于某一定值,第三阶段(10h后),试样吸水率变化很小并达到动态平衡。鞣制和加脂试样的吸水曲线与未鞣的相似,但随着温度的增加,后两个阶段越来越不容易区分。未鞣试样的吸水率远远大于其它试样,鞣制不同程度地削弱了羊皮革的吸水能力。三种鞣剂鞣制的试样中,植鞣试样的平衡吸水率最大,铬鞣试样最小。加脂对羊皮革试样吸水率的影响不大。三种加脂试样中,氯化石蜡加脂试样的吸水率最大,亚硫酸化大豆磷脂加脂试样的吸水率最小。不同部位羊皮革的平衡吸水率也不尽相同,腹部试样的平衡吸水率远远小于颈肩部和臀背部试样。植鞣试样的孔隙率在所有试样中最大,亚硫酸化大豆磷脂加脂试样的最小。温度对羊皮革试样吸水率的影响较为复杂,升高温度会提高羊皮革试样的吸水速率,但却降低了试样的平衡吸水率。羊皮革试样吸水过程实质上是三种作用力的平衡过程,离子渗透压、与水的亲和力越大,试样的平衡吸水率就越大；试样的交联密度越大,吸水率则越小。本文还研究了铬鞣试样的吸水动力学过程。选取了Lagergren一级速率模型和二级速率模型分析了其吸水的动力学过程,发现二级速率模型能够很好地拟合实验数据,其决定系数均大于0.99,平衡吸水率的预测值与实测值非常接近。说明羊皮革试样吸水过程中存在着化学吸附,也说明二级动力学模型可以用来描述此动力学过程,并预测平衡吸水率。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
1 引言  10-27
  1.1 概述  10-11
  1.2 水的结构和物化性质  11-14
  1.3 羊皮革的主要成分—胶原的结构与物理性质  14-19
    1.3.1 胶原的四级结构  16-17
    1.3.2 稳定胶原结构的作用力  17-19
  1.4 羊皮胶原与水的相互作用  19-25
    1.4.1 水在高分子材料中的存在形态  19-23
    1.4.2 羊皮胶原与水的相互作用  23-25
  1.5 本研究的意义和创新点  25-27
2 羊皮革试样的制备和预处理  27-32
  2.1 实验材料和仪器  27-28
    2.1.1 实验材料  27-28
    2.1.2 实验仪器  28
  2.2 实验内容和方法  28-32
    2.2.1 浸酸羊皮的中和  28
    2.2.2 铬鞣羊皮试样的制备  28
    2.2.3 醛鞣羊皮试样的制备  28-29
    2.2.4 植鞣羊皮试样的制备  29
    2.2.5 亚硫酸化大豆磷脂的制备  29
    2.2.6 氯化石蜡、天然大豆磷脂、亚硫酸化大豆磷脂加脂铬鞣羊皮的制备  29
    2.2.7 羊皮试样孔隙率的测定  29-30
    2.2.8 羊皮革电镜实验试样的制备  30
    2.2.9 羊皮试样吸水性能的测量  30-32
3 结果与讨论  32-66
  3.1 羊皮革试样的孔隙率  32-35
    3.1.1 羊皮革试样孔隙率测定结果  32-33
    3.1.2 羊皮革试样电镜照片分析  33-34
    3.1.3 小结  34-35
  3.2 羊皮革试样的吸水动力学研究  35-40
    3.2.1 未鞣羊皮的吸水动力学  35-38
    3.2.2 鞣制和加脂羊皮的吸水动力学  38-40
    3.2.3 小结  40
  3.3 部位差对羊皮革吸水率的影响  40-42
    3.3.1 羊皮的组织构造  40-41
    3.3.2 不同部位羊皮的吸水曲线  41
    3.3.3 小结  41-42
  3.4 鞣制对羊皮革吸水性能的影响  42-46
    3.4.1 鞣制理论  42-43
    3.4.2 鞣制试样的吸水动力学曲线分析  43-46
    3.4.3 小结  46
  3.5 加脂对羊皮革吸水性能的影响  46-50
    3.5.1 加脂的作用和目的  46-47
    3.5.2 天然大豆磷脂的亚硫酸化  47-50
    3.5.3 小结  50
  3.6 温度对羊皮革吸水性能的影响  50-57
    3.6.1 温度对羊皮革吸水性能的影响机理  50-51
    3.6.2 不同温度下羊皮革试样的吸水率分析  51-53
    3.6.3 羊皮革的吸水热力学分析  53-55
    3.6.4 不同温度下羊皮革吸水动力学曲线分析  55-57
    3.6.5 小结  57
  3.7 羊皮革失水曲线分析  57-59
    3.7.1 羊皮革失水曲线分析  57-59
    3.7.2 小结  59
  3.8 羊皮革吸水动力学研究  59-66
    3.8.1 铬鞣试样在不同温度下的吸水动力学曲线  60
    3.8.2 吸水动力学  60-65
    3.8.3 小结  65-66
4 结论  66-68
参考文献  68-73
致谢  73-74
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果  74

羊皮革的吸水性能研究

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