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含铬皮碎料因含有大量的胶原蛋白和铬盐,成为重要的可利用资源。如何回收含铬皮碎料中的有效成分,并将其循环应用于清洁化制革工艺,是亟需解决的难题和研究热点。本文采用碱水解法提取含铬皮碎料中的胶原蛋白,以回收的胶原蛋白水解物(CH)为原料,用三种不同结构类型的聚合物对其进行交联共聚改性后,制备胶原蛋白基复合材料,并将材料应用于少盐浸酸、少铬鞣制/复鞣、“紧凑型”工艺等清洁化制革中。主要研究内容和结论如下:1)胶原蛋白基复合材料的制备与表征:采用氨基树脂、丙烯酸树脂、芳香基树脂预聚体对CH进行交联共聚改性,制备得到三种不同结构类型的胶原蛋白复合材料,分别为胶原蛋白基氨基树脂(MCL)、胶原蛋白基丙烯酸树脂(NCL)和胶原蛋白基芳香型树脂(ACL)。利用红外光谱(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析(TG/DTG)、X射线衍射分析(XRD)、激光粒度分析仪和扫描电镜(SEM)等手段,对胶原蛋白基复合材料进行表征。结果表明,对CH的改性发生在胶原多肽的无定形区;MCL分子结构中引入了一定量体型的三嗪环交联结构单元,NCL以线性分子结构为主,且羧基数量明显增加,ACL分子结构中引入了一定数量的极性芳基;同时,因聚合分子结构中三嗪和芳环极性单元的引入,MCL和ACL的分子排列更加有序规整;由于三种胶原胶原蛋白基复合材料交联密度的不同,三种复合材料表现出不同的热分解稳定性,其中ACL的结构稳定性优于MCL和NCL。2)在少盐浸酸、少铬鞣制/复鞣工艺中的应用:将三种复合材料应用于浸酸、铬鞣、铬复鞣工序中,以实现少盐浸酸和少铬鞣制/复鞣清洁化制革技术。考察胶原蛋白基复合材料用量、盐用量、铬粉用量对坯革力学性能、铬吸收率和铬分布的影响。应用于浸酸工序中,采用6%胶原蛋白基复合材料对脱灰软化后的皮进行预鞣,盐用量为5%时,所得坯革的力学性能与常规浸酸所得坯革的性能相当,有效抑制浸酸皮过度酸膨胀现象的发生,可降低中性盐使用量25%～30%,其中MCL对酸肿的抑制效果最为明显。应用于铬鞣和铬复鞣工序中表明,加入三种胶原蛋白基复合材料可有效增加铬的配位结合点,从而提升铬粉的吸收和结合率。应用于铬鞣工序中,采用6%的胶原蛋白基复合材料对脱灰软化后的皮进行预鞣,浸酸盐用量为5%,铬粉用量为5%时,所得抗张强度和撕裂强度分别提升7%～17%和6%～9%,坯革的收缩温度可达96℃以上,铬吸收率可以达到73%以上,与常规铬鞣相比,可减少铬粉使用量15%～19%;应用于蓝湿革铬复鞣工序中,蓝湿革经6%胶原蛋白基复合材料预处理后,铬粉用量为3%时,所得坯革的抗张强度和撕裂强度分别增加8%～14%和2%～4%,铬吸收率可以达到71%以上,与常规铬复鞣相比,可减少铬粉使用量23%～27%。3)在填充工序中的应用:将三种胶原蛋白基复合材料应用于填充工序中,采用填充、染色、加脂同浴进行的“紧凑型”工艺。研究结果表明,胶原蛋白基复合材料的加入可提高阴离子填料、染料及油脂的吸收率,降低综合废水中的总有机碳(TOC)含量11.2%～29.5%,同时改善坯革的力学性能,抗张强度和撕裂强度分别提升14.2%～33.1%和33.2%～40.6%。其中经MCL和ACL填充后坯革相对紧实,NCL填充后坯革相对柔软,这与三种不同胶原蛋白基复合材料的聚合分子结构特征有关。