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皮革热老化机理与回软工艺研究

谢军  
【摘要】:中国具有悠久的使用皮革制品的历史。早在远古时期,人们就开始在兽皮上涂抹油脂,经过一定的加工,将兽皮制成皮革。皮革属于天然高分子纤维,主要成分是胶原蛋白质。由于时间久远,在保存的过程里很容易受到外界的影响而发生老化现象。因此大多数留传下来的皮类文物都不同程度地出现弱化、硬化以及色变现象。近年来,在新疆地区出土大量皮类文物,其精美程度不逊于其它纺织品文物,具有很高的历史、文化、艺术价值。由于文物具有稀有性和不可再生性的特点,本课题选用现代羊、牛皮革代替皮革文物。针对新疆地区干燥少雨的气候特点,采用热老化法对皮革进行模拟老化。研究了不同老化程度下皮革文物模拟样在失重率、色差、柔软度、吸水性能、表面形貌、化学结构、晶体结构、热性能等方面的变化,探讨热老化过程中牛、羊皮革的劣化机理。进一步采用回软剂对皮革文物模拟样进行软化,并对回软前、后皮革文物模拟样的物理和化学性能进行了初步的研究,得到如下结论:热老化使皮革质量减少,并发生黄变、褐变;皮革毛孔表面会出现严重皱缩甚至爆裂等现象,尺寸也发生收缩,XRD结果显示老化后胶原纤维的间距减小;由于脂质与水分的损失和胶原纤维互相缠结,皮革柔软度下降;皮革化学结构变化表明内部鞣酸受热分解,胶原蛋白呈现明胶化趋势;DSC数据显示经过老化后,皮革的热稳定性明显下降,而热重分析显示由于胶原纤维相互缠结,导致老化后皮革热降解速率出现下降趋势。对皮革文物模拟样品进行回软处理后,皮革的柔软度得到了明显的提高。通过对比回软前、后色差值发现,回软剂并没有对皮革外观产生不利影响,PEG与蓖麻油可以明显改善皮革模拟样品的柔软度。蓖麻油能显著改善老化皮革的光泽度,PEG与蓖麻油复配使用时,回软效果良好。通过数据比较和分析,得出回软效果最佳的回软剂配方为:30%PEG,5%蓖麻油,65%乙醇。机理分析表明这主要是由于回软剂渗透入皮革内部,通过溶胀作用将原本紧密缠绕的胶原纤维撑开,扩大了原本紧密胶原纤维分子间的距离,使得皮革胶原纤维活动的自由度增多,皮革柔软度也会相应得到明显的改善。综上所述,本论文对皮革热老化的机理进行了探讨,并提出了一种新的皮革文物回软方法,为皮革文物的保护提供一种新的思路。


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