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尽管铬鞣法在制革业中具有不可撼动的地位，但其所带来的环境污染尤其是铬污染却也广受诟病。近年来，结构特殊、性能优良的超支化聚合物(Hyper-branched polymer,简称HBP)被认为是一种用作金属离子配体的理想材料。因此本论文致力于将配位能力强的超支化聚合物引入铬鞣过程中，以提高铬吸收率，减少废液铬污染，并探讨这一过程中超支化聚合物、Cr3+与皮胶原三者间的相互作用。本研究围绕以下三个关键问题展开。 研究的第一个关键问题是HBP的合成。首先进行ABx(x≥2)型单体的自缩合聚合。反应以柠檬酸为单体进行溶液聚合，通过体系粘度和产水量来跟踪聚合过程，并对不同合成时间的产物进行红外光谱、核磁共振谱和凝胶渗透色谱、差示扫描量热测试和酸值测定来表征其结构。以聚合12h的产物HBP-13为例，测得其支化度为0.41，质均分子量和分子量分布分别为2125和1.21，熔点和熔融焓均高于单体柠檬酸。通过考察HBP-13与Cr3+的配位行为，发现其配位过程形成了桥键和环状结构，使所得配合物的稳定性大大提高，后续的耐碱滴定实验也证明了此结论。另外发现温度在45℃、pH在4.0附近、HBP-13和KCr(SO4)2质量比为1∶1时，HBP-13与Cr3+有较好的配位效果，这和目前普遍应用的铬鞣条件相匹配，为其在铬鞣中的应用奠定良好的理论和实践基础。 另外，本研究中HBP的合成还使用了“AB3+Cy(y≥3)”型多官能度单体共聚法。所用AB3单体仍是柠檬酸，而共聚的Cy中心核包括:三羟甲基丙烷、双三羟甲基丙烷和二乙醇胺。通过调节共聚单体配比及反应时间，可方便地调控产物的分子量和支化度。以三羟甲基丙烷作为Cy中心核与柠檬酸共聚，产物支化度在0.43-0.76之间、质均分子量在800-3000之间、分子量分布PDI≤1.74;以双三羟甲基丙烷作为Cy中心核与柠檬酸共聚的产物有更宽的支化度变化范围(0.37≤BD≤0.98)和更窄的分子量分布(PDI≤1.40)，质均分子量在1800-2700之间;而柠檬酸与二乙醇胺的共聚产物，支化度在0.40-0.66之间，质均分子量在1400-1600之间，分子量分布更窄(PDI≤1.13)。 研究的第二个关键问题是HBP作为新型配体与Cr3+的配位过程中，其结构因素对HBP配位能力的影响及规律。以柠檬酸和三羟甲基丙烷的共聚产物HBP-2x(x=12,4，5，6，7)为代表，使用等摩尔系列法考察其与Cr3+所形成的配合物的组成和稳定性的变化规律，并与柠檬酸、乙酸以及分子量相近的线性聚丙烯酸与Cr3+的配位情况进行对比。实验发现HBP-2x与Cr3+所形成配合物的稳定常数最大可达4.43*109，明显优于单齿配体乙酸与Cr3+的配合物（实测稳定常数为4.15*106），甚至优于柠檬酸与Cr3+的配合物(实测稳定常数为6.40*108)。通过对各含铬配合物配位数、解离度和稳定常数的考察，发现HBP的分子量是影响其配位能力的关键。实验中两支化度均为0.7的HBP，随着其质均分子量从748增加为2826，形成配合物的稳定常数从4.43*109下降到3.28*105。同时，HBP的配位能力也随支化度的增大而升高，实验中质均分子量都在1200-1300的HBP，随着支化度从0.53增加为0.61，配合物的稳定常数随之从2.74*106增加到5.14*106。 此外，HBP优异的配位能力可以应用到提高Cr3+的抗氧化稳定性上。实验发现随着所用HBP支化度的增大，Cr3+溶液的抗氧化稳定性提高。实验中支化度最大(DB=0.98)的HBP所展现的抗氧化效果最好:相同氧化条件下，添加HBP(DB=0.98)的实验组，Cr6+浓度为1.44*10-5mol/L,而空白对照组氧化后Cr6+浓度为7.55*10-5mol/L。Cr3+溶液的抗氧化稳定性还随着所用HBP分子量和酸值的增大而有所降低。 本研究最后也是最为关键的问题是所合成HBP应用在铬鞣过程中是否具有提高铬吸收率的效果及其作用机理。本研究通过将HBP与铬鞣剂同时使用进行铬鞣，发现使用HBP会使铬吸收率、蓝皮的热稳定性和成革的物理力学性能均得到明显提高，铬鞣综合效果远优于添加柠檬酸和分子量相近的线性聚丙烯酸的对照组。添加HBP后实验组最佳的铬吸收率比空白对照组提高39.5％、蓝皮收缩温度提高8℃、成革抗张强度提高51.3％。 HBP的结构因素对铬鞣过程铬吸收率的影响规律是:所添加聚合物的分子量相近时，铬吸收率随着HBP支化度的增加而增大。而所添加HBP的支化度相近时，铬吸收率随分子量的增大呈先增大后减小的规律，在平均分子量约2000时达最佳。另外，成革的抗张强度随所使用HBP的分子量的增加、支化度增大和HBP端羟基含量的增多，均呈增大趋势。 以编号为HBP-24的产物为例，考察HBP在铬鞣中使用的最优条件。在兼顾节约成本和不改变现有铬鞣工艺的前提下，HBP在铬鞣的提碱过程添加，添加量为皮重的1.5wt％时，具有最优的铬鞣效果:铬吸收率和成革的抗张强度分别比空白对照组提高34.5％和86.2％，蓝皮的收缩温度提高5℃。通过将酸皮的铬鞣结果和白皮粉的浸酸铬鞣结果作对比，发现HBP促进铬吸收的机理是:HBP同时促进Cr3+向皮内的渗透和Cr3+在皮中的固定;并且，两种鞣后胶原的扫面电镜照片均证实HBP的使用可有效促进胶原纤维的交联，揭示了成革具有更优的热稳定性和物理力学性能的原因。此外，实验发现通过添加HBP，可以将铬鞣过程铬鞣剂用量从工业上的6wt％-8wt％降低到4wt％，仍能保证成革品质，并有效降低生产成本和废水中的含铬量。另外，实验证明HBP-24在自碱化铬鞣中同样适用。只要预先中和HBP的酸度，就可消除其对自碱化铬鞣体系提碱速度和最终pH的影响，并使铬吸收率比空白对照组提高22.1％，成革抗张强度提高17.4％，蓝皮收缩温度提高5℃以上。