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皮胶原纤维的结构与耐干热性能研究

作　者: 刘京龙
导　师: 汤克勇
学　校: 郑州大学
专　业: 皮革化学与工程
关键词: 皮胶原纤维 耐干热性能 有序态结构 超声波 热处理
分类号: TS51
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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引　用: 4次
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内容摘要


本文首次研究了不同的脱毛处理方法对皮胶原纤维干热性能的影响。依据生理学上的统计结果,通过实验比较确定了自配人工汗液的成分和含量。用人工配制的汗液对各种皮胶原纤维试样(未鞣、鞣制、复鞣、加脂)进行浸泡处理。采用热台显微镜系统研究了各种未浸汗和浸汗处理的皮胶原纤维的干热收缩行为。结果表明,汗液浸泡降低了所有皮胶原纤维的耐干热性。皮胶原纤维种类不同,降低程度也不相同,即汗液对各种皮胶原纤维的干热性能影响的机理不同。 本文还对浸汗及未浸汗的未鞣制皮胶原纤维、戊二醛鞣制皮胶原纤维和铬鞣皮胶原纤维试样进行了TG和DTG分析,并采用Flynn-wall-Ozawa 和(?)atava-(?)esták两种方法计算出了这些皮胶原纤维的热降解活化能,初步研究了汗液对这几种皮胶原纤维的热降解行为的影响。结果表明,汗液浸泡对未鞣剥皮胶原纤维和戊二醛鞣制皮胶原纤维的热降解活化能影响不大,但对铬鞣皮胶原纤维的热降解活化能却有很大影响,使其易于降解。 综合对皮胶原纤维的干热收缩行为与热降解行为的结果分析,发现皮胶原纤维的干热收缩机理与热降解机理完全不同。经研究分析认为前者是聚集态结构发生的变化,后者则是其在热的作用下分子链发生断裂引起的变化。 通过对羊皮成革和猪坯革进行耐汗性试验,分别测定了汗液浸泡前后试样的物理性能,研究了汗液对其物理性能的影响。通过这些实验研究,可以预测皮革高分子材料经长久穿用后其物理性能的变化。 本文还研究了皮胶原纤维试样和皮块试样在不同工段、有无超声波作用而产生的再干热性能和透湿性能方面的差异。通过对实验结果的分析发现,超声波作用对所研究的各种皮胶原纤维试样的干热性能影响不大。 通过对各种皮胶原纤维试样进行不同温度和时间的热处理(保温和加热),为进一步研究皮胶原纤维的热变性过程提供了依据。本文还利用DSC研究了皮胶原纤维的熔融行为,认为其熔融实质上是变性。 首次利用变温傅里叶变换红外光谱法和变温 X-射线衍射动态实时跟踪了未鞣制皮胶原纤维的热变性过程。结果发现,当温度升高到相变温度时,吸收峰的位置、强度及峰形均发生较大程度的变化。以上两种实验方法相互补充,从而为进一步研究皮胶原纤维的相变机理提供了依据。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-11
引言  11-13
第一部分 皮胶原纤维耐干热性能研究  13-56
  第一章 概述  13-21
    第一节 前言  13-15
      1 胶原  13-15
        1．1 胶原的结构特征  13-14
        1．2 Ⅰ型胶原  14-15
        1．3 高级结构  15
      2 皮胶原湿热稳定性与干热稳定性  15
    第二节 国内外研究概况  15-21
      1 前言  15
      2 鞣制  15-17
        2．1 预鞣  15-17
        2．2 复鞣  17
      3 加脂  17-18
      4 汗液对皮胶原热性能的影响  18
      5 皮胶原热性能的表征方法  18-19
      6 皮革胶原的热性能理论  19-21
        6．1 皮革热收缩的热力学特征  19-20
        6．2 皮革热收缩的动力学特征  20
        6．3 皮革胶原的热降解动力学  20-21
    第三节 本研究的意义和创新点  21
  第二章 实验部分  21-27
    第一节 化学试剂及实验仪器  21-23
      1 化学试剂  21-23
      2 实验仪器  23
    第二节 实验内容及方法  23-27
  第三章 结果与讨论  27-54
    第一节 脱毛处理对皮胶原纤维的耐干热性影响  27
    第二节 模拟汗液成分选择  27-28
    第三节 鞣制皮胶原纤维的耐汗性能  28-42
      1 干热收缩行为  28-32
        1．1 未鞣皮胶原纤维  28-29
        1．2 铬鞣皮胶原纤维  29-30
        1．3 戊二醛鞣皮胶原纤维  30
        1．4 甲醛鞣皮胶原纤维  30-31
        1．5 干热收缩温度  31-32
      2 热降解动力学  32-42
        2．1 浸汗未鞣皮胶原纤维的热降解动力学  32-35
        2．2 浸汗铬鞣皮胶原纤维的热降解动力学  35-38
        2．3 浸汗戊二醛鞣皮胶原纤维的热降解动力学  38-41
        2．4 各种皮胶原纤维浸汗前后的热降解行为比较  41-42
    第四节 复鞣皮胶原纤维的耐干热性能和耐汗性能  42-47
      1 复鞣皮胶原纤维的耐干热性能  42-43
      2 复鞣皮胶原纤维的耐汗性能  43-45
        2．1 铬复鞣皮胶原纤维  43
        2．2 戊二醛复鞣皮胶原纤维  43-44
        2．3 TGR复鞣剂复鞣皮胶原纤维  44
        2．4 自制马来酸配类复鞣剂复鞣皮胶原纤维  44-45
        2．5 自制丙烯酸类复鞣剂复鞣皮胶原纤维  45
      3 干热收缩温度  45-47
    第五节 加脂皮胶原纤维的耐干热性能和耐汗性能  47-50
      1 加脂皮胶原纤维的耐干热性能  47
      2 加脂皮胶原纤维的耐汗性能  47-49
        2．1 合成牛蹄油加脂剂加脂皮胶原纤维  47-48
        2．2 硫酸化蓖麻油加脂剂加脂皮胶原纤维  48-49
        2．3 亚硫酸化鱼油加脂剂加脂皮胶原纤维  49
      3 干热收缩温度  49-50
    第六节 汗液作用对皮革物理性能的影响  50-54
      1 羊皮成革浸汗后透湿性变化  50-51
      2 猪坯革耐汗性测定  51-54
        2．1 汗液浸泡对皮革透湿率的影响  52
        2．2 汗液浸泡对皮革铬含量(Cr_2O_3)的影响  52-53
        2．3 汗液浸泡对皮革湿热收缩率的影响  53-54
        2．4 汗液浸泡对皮革湿热收缩温度的影响  54
  第四章 小结  54-56
第二部分 超声波对皮胶原纤维耐干热性能的影响  56-73
  第一章 概述  56-59
    第一节 前言  56-57
      1 超声波  56
      2 超声波在制革工艺中应用的理论基础  56
      3 超声设备  56-57
    第二节 国内外研究进展  57-59
      1 概述  57
      2 制革过程中的应用  57-59
        2．1 生皮  57
        2．2 脱毛  57
        2．3 脱脂  57
        2．4 鞣制  57-58
        2．5 加脂  58
        2．6 染色  58
        2．7 污水处理  58-59
    第三节 本研究的意义和创新点  59
  第二章 实验部分  59-64
    第一节 化学试剂及实验仪器  59-60
      1 化学试剂  59-60
      2 实验仪器  60
    第二节 实验内容及方法  60-64
  第三章 结果与讨论  64-72
    第一节 未鞣制的皮胶原纤维  64-65
    第二节 铬鞣制的皮胶原纤维  65-70
      1 铬鞣制前期用超声波处理  65-67
      2 铬鞣制前期用不同频率超声波处理  67
      3 铬鞣制后期用超声波处理  67-68
      4 超声波预处理铬鞣液后用其对皮胶原纤维进行鞣制  68
      5 不同铬鞣剂用量下超声波处理  68-70
    第三节 复鞣的皮胶原纤维  70-71
      1 铬复鞣时用超声波处理  70
      2 戊二醛复鞣时用超声波处理  70-71
    第四节 皮革的透湿性能  71-72
      1 复鞣时超声波处理对皮革透湿性的影响  71
      2 超声波处理对成革的透湿性能的影响  71-72
  第四章 小结  72-73
第三部分 干热作用与皮胶原纤维结构的关系  73-90
  第一章 概述  73-74
    第一节 前言  73
      1 皮胶原纤维的有序态结构  73
      2 X射线衍射  73
      3 傅立叶变换红外光谱法(FT-IR)  73
    第二节 国内外研究进展  73-74
      1 皮胶原纤维的有序态结构研究进展  73-74
      2 其他类天然纤维的有序态结构研究进展  74
    第三节 本研究的意义和创新点  74
  第二章 实验部分  74-77
    第一节 化学试剂及实验仪器  74-75
      1 化学试剂  74-75
      2 实验仪器  75
    第二节 实验内容及方法  75-77
  第三章 结果与讨论  77-88
    第一节 不同热处理对皮胶原纤维耐干热性能的影响  77-81
      1 未鞣皮胶原纤维  77-79
      2 铬鞣皮胶原纤维  79-80
      3 戊二醛鞣制皮胶原纤维  80-81
    第二节 皮胶原纤维的熔融行为研究  81-82
    第三节 皮胶原纤维的有序态结构研究  82
    1 变温X射线衍射  82-86
      1．1 25 ℃-250℃温度区间  83-85
      1．2 250℃-550℃温度区间  85-86
    2 变温傅立叶变换红外  86-88
  第四章 小结  88-90
第四部分 结论  90-91
参考文献  91-97
致谢  97-98
附录1(攻读硕士学位期间发表学术论文)  98-99

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 皮革工业 > 皮革学
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