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《郑州大学》 2010年
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羊皮革的吸水性能研究

吕诚业  
【摘要】: 本文以浸酸山羊皮为原料,经过各种鞣制(铬鞣、醛鞣、植鞣)和加脂(氯化石蜡加脂、天然大豆磷脂加脂和亚硫酸化大豆磷脂加脂)后制得不同的羊皮革,系统研究了这些羊皮革在不同温度下的吸水性能,分析了皮革的鞣制、加脂和温度等对其吸水行为的影响与机理,分析了这些皮革吸水过程的热力学和动力学行为。 通过测定试样在不同时刻的吸水率,绘制了相应的吸水动力学曲线,发现未鞣试样的吸水过程可分为三个阶段:第一阶段(2h内),试样的吸水率短时间内迅速增加并达到最大值;第二阶段(2-10h前),试样的吸水率呈下降趋势并趋近于某一定值,第三阶段(10h后),试样吸水率变化很小并达到动态平衡。鞣制和加脂试样的吸水曲线与未鞣的相似,但随着温度的增加,后两个阶段越来越不容易区分。未鞣试样的吸水率远远大于其它试样,鞣制不同程度地削弱了羊皮革的吸水能力。三种鞣剂鞣制的试样中,植鞣试样的平衡吸水率最大,铬鞣试样最小。加脂对羊皮革试样吸水率的影响不大。三种加脂试样中,氯化石蜡加脂试样的吸水率最大,亚硫酸化大豆磷脂加脂试样的吸水率最小。 不同部位羊皮革的平衡吸水率也不尽相同,腹部试样的平衡吸水率远远小于颈肩部和臀背部试样。植鞣试样的孔隙率在所有试样中最大,亚硫酸化大豆磷脂加脂试样的最小。温度对羊皮革试样吸水率的影响较为复杂,升高温度会提高羊皮革试样的吸水速率,但却降低了试样的平衡吸水率。羊皮革试样吸水过程实质上是三种作用力的平衡过程,离子渗透压、与水的亲和力越大,试样的平衡吸水率就越大;试样的交联密度越大,吸水率则越小。 本文还研究了铬鞣试样的吸水动力学过程。选取了Lagergren一级速率模型和二级速率模型分析了其吸水的动力学过程,发现二级速率模型能够很好地拟合实验数据,其决定系数均大于0.99,平衡吸水率的预测值与实测值非常接近。说明羊皮革试样吸水过程中存在着化学吸附,也说明二级动力学模型可以用来描述此动力学过程,并预测平衡吸水率。
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