超支化聚合物外源分子与超细纤维合成革的作用方式以及卫生性能研究

新一代聚氨酯超细纤维合成革是以束状超细纤维为基材，涂覆高性能聚氨酯形成的高档合成革，但是与天然皮革相比，由于分子结构的差异导致合成革内部有效的活性基团非常少，使得超细纤维合成革基材的吸湿透湿等卫生性能较差。由于超支化聚合物端基可携带大量的各种活性基团，将其引入超细纤维合成革基材中，仿真天然皮革活性基团结构，以期改善其卫生性能和使用性能。本研究采用酸法、酶法或混合法对超细纤维合成革基材进行适度水解，使其暴露出一定的活性基团，然后在不同的交联剂作用下，将制备的带有不同活性基团的超支化聚合物接枝在超细纤维合成革基材分子中，实现化学改性，并研究其结合方式和作用机理。本研究可望有效解决长期困扰超细纤维合成革卫生性能差的理论和实际问题。将超支化聚合物和超细纤维合成革进行有机结合，也是学科的相互渗透，不仅可以丰富高分子材料的内容，还可以促进合成革工业的发展。本课题的研究具有一定的创新性和理论价值。

国家青年科学基金项目（51103082）提出了超细纤维合成革的水解规律，建立了利用交联剂将超支化聚合物接枝在超细纤维合成革基布上的改性技术，获得了化学改性提高超细纤维合成革卫生性能的新途径。本项目的研究内容包括：选用硫酸水解超细纤维合成革基布，以处理后基布的强度及吸湿透汽性能为指标，确定了基布水解的最佳条件，并对其进行了表征。同时制备了端氨基超支化聚合物（NH2-HBP）和低代树枝状大分子PAMAM 0.5G和PAMAM 1G，并对产物结构进行了表征。分别采用盐酸和乙醛酸对0.5G和1G PAMAM进行改性，得到了0.5G PAMAM-COOH和1G PAMAM-COOH。将合成的NH2-HBP和PAMAM-COOH用于基布的改性，首先选用有机磷为交联剂，将制备的NH2-HBP接枝到超细纤维合成革基布上，结果表明基布的上染率可由59.09%提高至98.68%，耐干擦牢度从3级提高至4-4.5级，耐湿擦牢度从2级提高至3.5级，并且对基布的物理机械性能没有较大影响。其次，采用“两步法” 对鞋用超细纤维合成革基布进行改性：第一步是以戊二醛为交联剂，将NH2-HBP交联至甲酸预处理的超细纤维合成革基布上，得到初步改性超细纤维合成革基布；第二步继续以戊二醛为交联剂将采用胰酶水解制备的明胶水解液交联至初步改性的超细纤维合成革基布上，得到改性超细纤维合成革基布。结果表明：基布的透水汽性提高了113%；抗张强度和撕裂强度变化不大。并用IR、SEM、TG等对改性前后基布进行了表征，为了使超细纤维合成革基材的手感更接近真皮，又采用真皮涂饰技术对其进行了涂饰。采用戊二醛为交联剂，将制备的G0.5和G1 PAMAM-COOH用于超细纤维合成革基布的改性，结果表明：经G0.5与G1 PAMMA-COOH改性的基布其透水汽性分别提高了26.97%和34.59%，透气性变化不大。超支化聚合物和基布的结合方式的研究结果表明，NH2-HBP改性超细纤维合成革基布主要以共价键方式结合，其次是以电价键、氢键和物理吸附方式结合的NH2-HBP。综上所述，本项目已按照计划圆满完成了各项工作任务，并取得相应的成果。.已在纺织top期刊Textile Research Journal和其他国内外相关学术期刊上发表论文共22篇，其中SCI收录7篇，EI收录6篇。授权发明专利3项。培养硕士研究生2名。