[发明专利]一种植物生物质-金属原位结合鞣制皮革的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种植物生物质-金属原位结合鞣制皮革的方法，属于有机-无机两性结合 鞣领域。

背景技术

在制革领域中已有的鞣制理论及实践已经表明：多种收敛性相对较弱的鞣剂共同用在鞣 制时可以明显提高动物皮胶原蛋白的耐热稳定性，该现象称为鞣剂的协同效应(Synergetic Effect)。作为动物体内最多的蛋白质，胶原的低耐热稳定性极大地影响着其用处，制革工作 者也一直在寻求一种多鞣剂鞣法来增加胶原蛋白的耐热稳定性，即结合鞣(Combination Tannage)。制革工艺过程中鞣剂的加入顺序及用量会影响其协同效应的效果，故而在胶原内 界研究这些多鞣剂鞣法的机理存在一定的困难，同时，鞣剂的分子尺寸及两种鞣剂对胶原结 合力的差异也会明显影响其渗透等问题。结合近几年就结合鞣机理的研究及现有的理论可以 推断，如果多鞣剂鞣法中的鞣剂间能够在进入胶原内界后，在原胶原的活性反应点原位形成 一种配合物即原位聚合模块(In-situ Polymerization)，这种原位聚合模块只要与胶原蛋白有一定 的结合，或能够稳定的、在适当的位置存在并靠近纤维分子、填充于纤维间隙，就会在一定 程度上支撑着胶原纤维的构象，在胶原蛋白受热时，只要内在的原位聚合模块在形体上不受 热破坏，则胶原蛋白纤维构象转变就会受到阻碍，相对地增加了胶原纤维的刚性，宏观上则 表现为成革收缩温度(Shrinkage temperature，Ts)的升高(A.D.Covington，SHI Bi.High Stability Organic Tanning Using Plant Polyphenols《JSLTC》，p64～71)。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种植物生物质-金属原位聚合模块的制备 方法，其特点是植物生物质与金属离子形成的原位聚合模块框架反应点较多且模块结构比较 稳定，在制革过程中能很好与皮较好地结合，成革的Ts大大提高，鞣制效果较好。

本发明的目的由以下技术措施实现，其中所用原料份数除特殊说明外，均为 摩尔份数。

植物生物质-金属原位聚合模块的化学反应结构式为：

这种植物生物质-金属原位聚合模块的形成，其特征在于能够提高皮革的收缩温度，起 始原料由以下组分组成按摩尔计为：

植物生物质，1～2摩尔，来源于氧化的淀粉、纤维素、蔗糖等

金属氯化物，1摩尔，金属M：Fe，Al，Cr，Cu的盐

将植物生物质与金属氯化物按摩尔比为1∶1～2∶1的比例分别配成摩尔浓度为0.05～0.20 mol/L的溶液，加入带有搅拌器的反应器中，在搅拌状态下使其充分混合后用质量分数为3％ 的HCl溶液调节反应液的pH为2.0～4.0，常温下回流反应2～6h，生成的沉淀离心分离纯化， 在温度40～60℃、真空度0.02～0.06MPa干燥，然后在温度45～60℃烘箱中烘干，获得植 物生物质-金属原位聚合模块为浅绿色/白色粉末状，能与皮很好结合，鞣制的服装革收缩温 度为85～110℃，手感丰满有弹性。

植物生物质与金属盐形成的原位聚合模块的元素分析测试的结果显示植物生物质与Fe²⁺盐、植物生物质与Cr³⁺盐和植物生物质与Al³⁺盐形成的原位聚合模块的摩尔配位比分别为 1.5∶1、1∶1、1∶1详见表1所示；

测定单独的植物生物质与植物生物质-金属形成的原位聚合模块的红外光谱图FT-IR，证 明植物生物质的组成单元葡萄糖的2位、3位和6位羧基与金属离子的发生共价配位结合详 见图1所示；

测定酸皮、单独植物生物质与植物生物质-金属形成的原位聚合模块的差示扫描量热 (DSC)证明，酸皮的干热变性温度为90.3℃，单独的植物生物质变性温度为110.8℃，植 物生物质-Fe²⁺形成的原位聚合模块的变性温度为145.4℃，植物生物质-Cr³⁺形成的原位聚合 模块的变性温度为158.3℃，植物生物质-Al³⁺形成的原位聚合模块的变性温度为149.4℃。

本发明具有如下特点：