一种氧化石墨烯原位还原制备高物性皮革的方法

2021-03-07

皮革制作与环保科技 2021年24期

专利公开号：CN113736929A

申请人：齐鲁工业大学

摘要：本发明为一种氧化石墨烯原位还原制备高物性皮革的方法，属于皮革功能材料应用技术领域，具体为在酸化后的酸皮中加入纳米氧化石墨烯分散液进行分散，分散后加入一定量的铬粉进行铬鞣，铬鞣完成后加入还原剂进行纳米氧化石墨烯的原位还原。本发明在铬鞣工序中加入纳米氧化石墨烯渗透进入皮革后，再加入还原剂原位还原氧化石墨烯，可以使成革的抗张强度、撕裂强度明显提高，提高了鞣制时对铬的吸收，使皮革的导热率提高，从而显著提升了皮革的物理性能，具有操作简单、用量少、污染小、效果显著的特点。

技术领域

本发明属于皮革功能材料应用技术领域，具体涉及一种氧化石墨烯原位还原制备高物性皮革的方法。

背景技术

皮革是由鲜生皮经过浸水、脱脂、脱毛、浸酸、鞣制、中和、加脂整理等几十道工序加工制成的，其中最关键的工序是鞣制。鞣制是通过加入鞣剂使生皮转化成带有水分的熟皮，皮革鞣剂与皮胶原纤维发生作用形成化学键的过程，在天然蛋白纤维之间形成交联结构，使皮革具有抗微生物性能及良好的力学性能和适当的弹性和柔软性。目前，主要的鞣制方法包括以下几种：

（1）无机盐鞣革，如铬、铝等金属盐与蛋白纤维上的羧基形成配位键；

（2）有机物鞣革，如醛类化合物、酚类化合物与蛋白纤维上的胺基、羟基形成共价键；

（3）植物鞣革是利用植物汁液中的高分子量物质通过氢键和离子键与蛋白纤维作用。

在以上方法中，经醛鞣的革甲醛含量高，且皮革不耐黄变，植鞣皮坯白度差，会发生黄变。而铬因其特殊的电子层结构，经鞣制后的革具有良好的柔软性、延伸性、耐热稳定性及透水汽性等特点，因此，铬一直被广泛地应用于皮革生产，并以其柔软、丰满、耐高湿热等优良特点一直占据主导地位。但是，由于目前的铬鞣法中铬盐的利用率低，大量三价铬未被吸收就直接排放出去，造成严重的环境污染。为了减少对环境造成的污染，需要减少铬鞣剂的用量。减少铬鞣剂用量的主要方法是提高铬鞣剂的吸收率，进而减少含铬污染物的排放，但目前效果不是非常明显。

石墨烯是一种理想的二维晶体，具有完美的晶体结构和极高的导电导热性、优异的光学、力学等物理性质。而氧化石墨烯（GO）作为石墨烯的衍生物，也具有良好的物理性质。氧化石墨烯的水分散液具有较好的稳定性，其纳米片层表面及边缘含有羟基、羧基、羰基等可与皮革胶原纤维发生反应的活泼基团，在胶原纤维之间又具有纳米尺寸效应和小尺寸效应，因此纳米氧化石墨烯可以用于皮革生产过程。氧化石墨烯经过还原后可以得到石墨烯，但氧化石墨烯中的含氧官能团不可能被完全去除，共轭结构也不会完全恢复，因此一般被称为还原氧化石墨烯（RGO），其还原程度越高，越接近石墨烯原本的性质。