皮革伴随着人类的发展，有着悠久的历史，因其具有良好的耐用性和持久性，以及柔韧性而被广泛应用于人类的生产和生活中，但截至目前，我们对皮革的应用和皮革废品的处理都处于初步的认识，对皮及皮胶原的热降解过程研究有助于提升皮革的加工工艺和应用价值。本论文主要研究皮及皮胶原纤维的热降解机理。从胶原蛋白入手，采用同步热分析法(TG/DSC)和热分析联用技术（TG-MS-FTIR）研究分析了胶原蛋白、皮胶原纤维的热降解，同时研究了不同鞣制方式鞣制皮胶原纤维和不同浓度铬鞣液鞣制的皮胶原纤维的热降解过程。　　胶原蛋白为皮胶原纤维的主要组成部分，我们对实验室提取的Ⅰ型胶原蛋白在空气中和氮气中的热解过程进行了热重分析，胶原蛋白在空气中的热解分为三个阶段:第一阶段为胶原蛋白的脱水，第二阶段为胶原蛋白的热裂解和热氧化降解，第三阶段为胶原蛋白的氧化。氮气中的热解分为两步，第一步同为胶原蛋白的脱水，第二步为胶原蛋白的热裂解。实验还采用变温SEM观察了皮胶原纤维在加热过程中的形貌变化，在200℃之后皮胶原纤维发生了脱水和三股螺旋结构的塌陷，纤维发生了断裂。用偏光显微镜观察了胶原蛋白从30℃到240℃之间的晶相转变，胶原蛋白在较低温度下具有晶体结构，其三股螺旋结构呈有序排列，分子内和分子间依靠氢键保持了良好的有序性，随着温度升高，分子间氢键被破坏,有序结构随温度升高转变为无序态结构,在240℃之后完全成为无序结构。这也表明在胶原蛋白中存在着几种区域:无定形态、部分有序不稳定结晶态和稳定的结晶态。利用TG-DTG技术测得胶原蛋白和皮胶原纤维在氮气气氛中不同升温速率下的热分解曲线，协同使用Flynn-Wall-Ozawa和Kissinger法以及Kissinger-Aksahira-Sunose法进行动力学计算。研究表明胶原蛋白和皮胶原纤维的热降解是一个复杂反应。随着升温速率的提高，胶原蛋白和皮胶原纤维的热分解温度逐渐升高，胶原蛋白和皮胶原纤维在氮气气氛中的热降解分两步。　　运用热重分析仪、差示扫描量热仪以及热重质谱红外光谱联用分析技术，对皮胶原纤维的热降解过程进行了分析，研究发现升温速率对皮胶原纤维的热解起始温度没有影响，但是热解最大速率处的温度从311℃升高到335℃。随着升温速率的升高，皮胶原纤维的降解速率也增大。戊二醛鞣制皮粉、甲醛鞣制皮粉和铬鞣皮粉在氩气气氛中的热降解产物组成一致，但是其降解产物的逸出温度和强度发生了较大的变化。戊二醛鞣制皮粉在热降解过程中放出的CH4较多，在热解过程中，出现了三个峰，在热解后期，一直有CH4逸出，在500℃还有峰出现，说明戊二醛与皮粉之间形成的环状化合物较多，在后期发生了二次分解生成了CH4;甲醛鞣制皮粉的热降解过程中，质荷比为30的碎片离子只出现了一次峰，而在戊二醛鞣制的皮粉中出现了两个峰，说明在甲醛鞣制皮粉中，甲醛和皮粉中的含氮基团只有一种结合，而在戊二醛鞣制皮粉中，戊二醛和皮粉之间有两种结合。甲醛鞣制皮粉热解过程中，质荷比为54，67，91的碎片离子在450℃逸出，与戊二醛鞣制的皮粉不同，戊二醛鞣制皮粉中，质荷比为91的碎片离子在后期单独逸出，这说明在戊二醛鞣制过程中，皮粉中含有苄基的基团与戊二醛结合的较稳定，而在甲醛鞣制皮粉中，与其它的碎片离子在同样温度下逸出，说明甲醛与皮粉中含有苄基的基团未发生结合或是与甲醛结合不牢固。对于铬鞣皮粉，质荷比为44的二氧化碳碎片离子，其出峰情况和戊二醛、甲醛鞣制皮粉的热解出峰情况一样，都是在400℃左右出现一个较大的峰，这说明铬鞣皮粉、戊二醛鞣制皮粉和甲醛鞣制皮粉中二氧化碳的来源一致，在鞣制过程中相关的基团都未与鞣剂发生反应，导致其在热解时都在同一温度范围内释放出来。　　对2.5g/L，5.0g/L，7.5g/L，10.0g/L铬鞣皮粉的TG-MS图对比，我们发现当铬鞣液浓度增加到10g/L以上时，铬鞣皮粉的热降解过程不再发生大的变化。在降解过程中，低分子物质如质荷比为16，17，18，44，45，47，48，64，66的碎片离子的逸出温度随铬鞣液浓度升高在前期不断升高，在2.5g/L铬鞣液中的逸出温度为345℃，在5.0g/L铬鞣液中的逸出温度为347℃，7.5g/L铬鞣液中的逸出温度为349℃，之后不再发生变化。说明当铬鞣液浓度达到7.5g/L之后，铬鞣液浓度对胶原分子中的羧基、羰基、甲基以及亚甲基等加热会产生小分子的基团不再有影响。质荷比为26，27，41，43，54，55，56，57，65，67，68，78，91，92的碎片离子则在425～445℃之间逸出，由此我们推断不同浓度铬鞣液与皮粉主要的结合点为胶原分子中的烷烃类基团，而芳香烃类基团的结合较少或者没有。