製革過程中力的作用對皮革及皮膠原結構與性能的影響

《製革過程中力的作用對皮革及皮膠原結構與性能的影響》是依託鄭州大學，由湯克勇擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：製革過程中力的作用對皮革及皮膠原結構與性能的影響
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：湯克勇
• 依託單位：鄭州大學

項目摘要

本申請項目擬採用不同的鞣劑、復鞣劑和加脂劑處理裸皮製備皮革試樣，在加工過程的不同階段施以不同的力使其處於不同的應力狀態（單向應力狀態、平面應力狀態等），並保持不同的時間，模擬製革機械加工製備皮革試樣，套用熱分析、熱台偏光顯微鏡、X-射線衍射等現代分析測試與結構研究技術，通過研究經過不同皮革化學品和不同施力方式處理的皮革及其中膠原的結構（鏈結構、聚集態結構等）與性能（力學性能、通透性能、熱性能和手感性能等），探討在施力過程中皮膠原大分子鏈的運動規律，了解皮革化學品和施力方式對皮革及其中皮膠原大分子的鏈結構、聚集態結構與各種性能的影響及其規律。在此基礎上，建立相應的數學模型和分子運動模型，深入探討製革過程中力對其作用的科學問題。通過本項目的研究，為皮革工業科學合理地制訂皮革生產工藝技術、皮革生產工藝的改進、高性能皮革材料的研究與開發、皮革產品質量的提高和皮革產業的高效益提供必要的理論指導。

結題摘要

本項目圓滿完成了研究計畫，並達到了預期的主要目標，取得主要成果如下： 採用不同類型的復鞣劑如鋁鞣劑、戊二醛等對藍濕革進行了復鞣和加脂等處理，設計並搭建了施加單向和平面應力的實驗裝置。在此基礎上，在真空乾燥和常壓乾燥兩種方式下，分別對試樣施加單向拉伸和雙向拉伸的應力作用。通過改變拉伸程度，研究了不同應力狀態和不同應變下的力對皮革結構與性能的影響，重點研究了得革率、透水汽性能的變化規律。研究表明，乾燥時拉伸可以提高皮革的得革率和透水汽性能；在雙向拉伸應力狀態下乾燥，皮革的得革率及透水汽性能遠高於在單向拉伸應力狀態下乾燥的試樣。坯革試樣的得革率與其厚度的變化率有一定關係，而透水汽性能與試樣的最終厚度密不可分。 研究了乾燥時受拉伸試樣的耐濕熱性能、耐乾熱性能及熱解性能，並藉助紅外光譜法探討了皮膠原纖維內部氫鍵在拉伸前後的變化規律。結果表明，乾燥時拉伸試樣的耐濕熱性能與耐乾熱性能都有一定程度的降低，其中薄皮片的耐乾熱性能優於其中膠原纖維的耐乾熱性能。拉伸往往伴隨著其中部分氫鍵的斷裂。 研究了乾燥時不同拉伸應力作用對坯革力學性能的影響規律，結合坯革試樣粒面和斷面掃描電鏡觀察，分析了其影響的機理。研究發現乾燥時的拉伸作用在提高皮革拉伸強度和剛度的同時，減小了其斷裂伸長率。與雙向拉伸試樣相比，相同拉伸應變下單向拉伸試樣具有更高的拉伸強度和較低的斷裂伸長率。乾燥時的拉伸應力作用，改善了皮革粒面的平整度；單向拉伸使皮革中的膠原纖維向作用力的方向取向，增強了纖維的取向度，使纖維排列更加緊密，雙向拉伸則增大了纖維間的間距。在實驗研究工作的基礎上，建立了簡化的皮革膠原纖維拉伸模型。 研究了加工過程中的重要工序之一搓軟對皮革結構與性能的影響。研究表明，對承受單向應力和雙向應力作用後的皮革進行搓軟，能夠增加皮革的拉伸強度和斷裂伸長率。