基于表面引发ATRP法的聚合物刷/蒙脱土纳米复合材料结构与鞣制性能研究

聚合物基层状粘土纳米复合材料具有卓越的耐热性、阻隔性及增强增韧作用，因此可望采用其代替具有严重污染的铬鞣剂，提高胶原纤维的耐湿热稳定性及物理机械性能。但目前还难以得到单一结构的纳米复合材料，因此无法建立其结构与鞣制性能的相关性，致使其应用效果无法充分发挥。基于以上背景本研究拟采用离子交换法制备ATRP引发剂/蒙脱土复合材料，并以此作为大分子ATRP引发剂，利用表面引发ATRP聚合的优点，合成聚合物刷/蒙脱土纳米复合材料，从而获得单一结构的纳米复合材料。建立聚合物分子质量及聚合物刷数目与纳米复合材料结构间的定量关系；获得聚合物刷在蒙脱土片层表面构型的理论模型；建立聚合物刷/蒙脱土纳米复合材料结构与鞣制性能的定量关系。从而解决聚合物基层状粘土纳米复合材料研究领域中存在的关键性技术难题。同时，为皮革特性鞣剂的设计与合成提供理论指导，对于减轻皮革工业的铬污染问题，实现制革清洁化具有积极的推动作用。

聚合物基层状粘土纳米复合材料具有卓越的耐热性、阻隔性，可望采用其代替铬鞣剂提高胶原纤维的耐湿热稳定性。但目前还难以得到单一结构的纳米复合材料，致使其应用效果无法充分发挥。因此，本研究通过有机合成制备了含有季铵盐端基的ATRP引发剂，采用ATRP引发剂分子中的季铵盐端基与钠基蒙脱土发生离子交换反应将ATRP引发剂固定在蒙脱土层间，并用表面引发ATRP法制备聚合物刷/蒙脱土纳米复合材料，研究了聚合物刷/蒙脱土纳米复合材料的结构及鞣制性能。结果表明通过控制反应条件可获得完全插层型和完全剥离型的纳米复合材料，且两类纳米复合材料单独用于或结合铬粉用于山羊酸皮鞣制时所表现出的性能特点有所不同。研究对于新型皮革鞣剂的设计与合成及制备单一结构的纳米复合材料具有积极的理论指导作用。在本项目的资助下，已发表学术论文25篇，在国际会议上宣读大会报告2篇，申请发明专利7项，4项已获准。获陕西省自然科学优秀学术论文三等奖1项，咸阳市优秀学术论文一等奖1项。项目负责人从副教授破格晋升为教授，获全国五一巾帼奖状、全国工人先锋号、陕西省青年五四奖章提名奖等荣誉称号，并获得教育部新世纪优秀人才支持计划。