超支化-线性聚合物外源分子对皮革胶原纤维的柔顺效应及其相关性研究

On micro level, the leather comfortable touch is the combined result of isolation and lubrication interaction of exogenous molecules among leather collagen fibers, namely the macroscopic manifestations of the collagen fibers flexible effect. One of the main methods to improve the leather comfort is fatliquoring. In the research, the large terminal groups' functionality, high reactivity, low viscosity and branching structure of hyperbranched polymers are inventive used. Combining the supramolecular structure of leather collagen, the structure of hyperbranched linear polymer is designed from molecular level. Moreover, the molecular weight, surface activity of hyperbranched linear polymer with different structures and their reactivity with leather collagen are studied. The effect of hyperbranched linear polymer exogenous molecules on flexible action of leather collagen fiber is explored. As fatliquor component, the structure-effect relation of hyperbranched linear polymer is researched and its interaction mode with leather collagen fiber is revealed. In this topic, the hyperbranched linear polymers, as exogenous molecules, are assembled among leather fibers and its effect on leather fibers are put forward. It will enrich the fatliquoring theory of tanning chemical and has excellent scientific significance.

皮革舒适性触感从微观上是外源分子在皮革胶原纤维之间的隔离和润滑等作用的综合结果，即胶原纤维柔顺效果的宏观表现。改善皮革舒适性的主要处理方式之一就是乳液加脂。本研究独辟蹊径，基于超支化聚合物端基官能度大、反应活性高、粘度低和支化结构等优点，结合皮革胶原的超分子结构，从分子层面设计超支化-线性聚合物的结构，研究不同分子质量、典型结构的超支化-线性聚合物的表面活性及其与皮革胶原的反应活性，探索超支化-线性聚合物外源分子对皮革胶原纤维的柔顺作用，研究其作为加脂剂组分的结构与性能之间的构效关系，揭示其与皮革胶原纤维的作用方式及柔顺规律。本课题提出超支化-线性聚合物作为外源分子组装于皮革纤维之间所产生的柔顺效应，将丰富制革材料化学中乳液加脂的理论，具有重要的科学意义。

皮革舒适性触感从微观上是外源分子在皮革胶原纤维之间的隔离和润滑等作用的综合结果。本项目基于超支化聚合物端基官能度大、反应活性高、粘度低和支化结构等优点，从分子层面设计超支化-线性聚合物的结构，探索不同分子结构的超支化-线性聚合物与胶原纤维的作用机制。主要研究内容包括将端羟基、和端羧基超支化聚合物与不同结构和长度的线性脂肪族链接枝共聚，合成具有良好表面活性的超支化-线性聚合物，探讨“反应条件-分子结构-性能”之间的构效关系，研究超支化-线性聚合物的分子结构对其溶液中的分布状态、界面特性和表面活性的影响规律，建立超支化-线性聚合物外源分子对皮革胶原纤维的隔离和润滑等柔顺作用机制模型。在原有申请书研究目标任务的基础上，根据研究需要，还对端磺酸基以及端基磷酸酯化等内容进行了探索，获得了相应的研究成果。研究结果表明，端羟基、端羧基、端磺酸基和端基磷酸酯化赋予超支化-线性分子的内核良好的亲水性，内核的亲水性和烷基长链的疏水性使得超支化-线性分子在水介质中自组装形成纳米胶束，可通过调节取代数和烷基链长度控制胶束的粒径分布及稳定性。将不同结构的超支化-线性聚合物应用于皮革胶原纤维的加脂柔顺处理，通过深入研究超支化-线性聚合物与胶原纤维间的作用、加脂机理和柔顺效果发现，超支化-线性聚合物的纳米胶束能够扩散至胶原纤维束内部甚至分子链之间的区域，端羟基、端羧基或端磺酸基能够与胶原纤维内部的酰胺基团形成较强的分子间作用，削弱了胶原纤维内分子间作用力，从而对皮革胶原纤维起到隔离和润滑作用，赋予皮革优异的柔顺性和机械性能。基于超支化-线性聚合物与胶原纤维的作用机制，创建了超支化-线性聚合物外源分子对皮革胶原纤维的隔离和润滑等柔顺作用机制模型。研究结论不仅深化了对外源分子与皮革胶原纤维作用机制的认识，对于新型高效皮革加脂剂的工业化生产及应用也具有重要的理论指导意义和实际应用价值。