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复鞣是对蓝湿革性能的加强和补充,决定了成革的性质和风格。传统的水性聚氨酯鞣剂(WPU)因其可以保持坯革良好的手感和天然粒纹而广泛应用于复鞣工序。但WPU对坯革的填充性和力学性能提升不大,且不能赋予坯革功能性,限制了其在制革中的应用。因此对传统的WPU进行改性,在提升坯革性能的同时赋予其特殊功能是未来皮革发展的方向之一。基于此,本研究制备了聚氨酯基水滑石纳米复合鞣剂,旨在改善WPU的复鞣性能,提高其坯革染色性能的同时赋予坯革一定的阻燃性,从而提高皮革制品的附加值。具体研究如下:(1)通过物理共混法制得具有部分插层结构的WPU/LDH纳米复合材料,通过动态激光光散射(DLS)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射仪(XRD)、透射扫描电镜(TEM)对其结构进行表征。应用结果表明:当LDH用量为2%时,坯革的机械性能和染色性能最优。当WPU/LDH中的LDH用量为8%时,阻燃性最好。与WPU复鞣革相比,其损毁长度降低了58.6%,极限氧指数(LOI)从23.6%提高到26.0%。同时探究了 LDH对坯革燃烧行为的影响,表明LDH在燃烧过程中有利于致密碳层的形成,进而阻止了热辐射对坯革的进一步破坏。但WPU/LDH-8%的综合应用性能不佳,有待进一步提高。(2)将具有多鞣性基团的磺化杯芳烃(SCA)作为交联剂对WPU进行改性,制备了磺化杯芳烃改性聚氨酯(SCA-WPU)。实验结果表明,最优制备工艺为:SCA、聚乙二醇(PEG)和2,2-二羟甲基丁酸(DMBA)三种单体同时加入,nSCA:nPEG=3:10,R值(n-NCO/n-OH)=0.8。将其用于复鞣工艺中,应用结果表明:相比于WPU,SCA-WPU复鞣革的增厚率、柔软度、机械性能和染料吸收率均有提高,但阻燃性能未得到提升。通过物理共混法将LDH引入上述的SCA-WPU中,得到改性聚氨酯基水滑石纳米复合鞣剂((SCA-WPU)/LDH)。应用结果表明:当(SCA-WPU)/LDH中的LDH用量分别为4%时,坯革的染色性能最佳;当LDH用量为8%时,阻燃性能达到最佳。但随着LDH的引入,SCA-WPU的复鞣性未得到提升。相比于SCA-WPU复鞣革,(SCA-WPU)/LDH-8%复鞣革的损毁长度降低了 33.3%,LOI值从22.7%提高到24.0%,其提升幅度低于WPU/LDH-8%。这是因为LDH在(SCA-WPU)/LDH中未形成插层结构,其在基体中的分散性决定了其应用性能,因此拟对(SCA-WPU)/LDH结构进行优化。(3)采用共沉淀法将SCA插入LDH层间,得到磺化杯芳烃插层LDH材料(SCA-LDH)。通过FT-IR、XRD和TEM对SCA-LDH的结构进行表征,结果表明:SCA进入LDH层间,且层间距从0.76nm增加到2.06nm。通过物理共混法将SCA-LDH引入WPU,制备了具有完全插层结构的聚氨酯基改性水滑石纳米复合鞣剂(WPU/(SCA-LDH)),其应用结果表明:当WPU/(SCA-LDH)中的SCA-LDH用量为8%时,坯革的增厚率、柔软度、机械性能和阻燃性能最优,其损毁长度降低了 53.5%,LOI从24.2%提高到28.1%。当SCA-LDH用量为10%时,染色性能最优,染料吸收率从90.6%提高到95.7%。综合对比,WPU/(SCA-LDH)-8%的应用性能最佳。最后,综合对比市售聚氨酯、WPU/LDH、(SCA-WPU)/LDH和WPU/(SCA-LDH)复鞣革的应用性能,其综合性能依次为WPU/(SCA-LDH)>WPU/LDH>(SCA-WPU)/LDH>市售聚氨酯。