铬鞣是制革行业中使用的传统鞣制方法之一,然而铬资源短缺且铬鞣过程中引起的环境污染问题日益突出,彻底摒弃铬鞣是解决铬污染的根本办法。因此,无铬或少铬鞣制成为全球制革界研究的热点之一。目前国内外的研究大多还是着眼于常规鞣剂的开发和应用工艺的改进,而运用传统方法研制的无铬鞣剂很难满足成革良好使用性能的要求。为解决这些问题,制革工作者在不断改进鞣制工艺,减小铬污染的同时也在运用高新技术来改造传统的制革行业。纳米技术就是制革工作者一直以来所关注的高新技术之一。提高鞣剂与皮胶原交联结构的稳定性并赋予成革一定的填充效果是实现无铬鞣制的关键。利用纳米技术将可分散性的球形纳米SiO₂以化学键合的作用形式负载在氧化石墨烯纳米片上,并同聚合物复合制备出一类新型纳米复合鞣剂,球形的纳米SiO₂和二维片层的氧化石墨烯在皮革鞣制过程中能发挥协同鞣制作用,在胶原蛋白纤维和鞣剂分子间产生高密度交联点,由于纳米级可分散无机物的存在能促进高聚物链与皮胶原蛋白的网状交联作用,进而在皮革内部形成高度致密的无机-有机网络结构。本文将纳米技术和纳米材料引进传统制革工艺中,制备了可分散的球形纳米二氧化硅-氧化石墨烯/聚合物基复合鞣剂并探索了与之相匹配的鞣制工艺,球形的纳米SiO₂与二维的纳米片层石墨烯在鞣制过程中发挥了协同鞣制效应,显著提高了鞣革的耐湿热稳定性和机械性能,还赋予皮革良好的填充性能,鞣后革手感柔软、丰满且弹性好。此类鞣剂鞣制的皮革还具有一定的抗静电性和阻燃特性。1.采用改进的Hummers法以石墨粉为原料制备氧化石墨,然后将氧化石墨超声处理得到氧化石墨烯（GO）。使用绿色还原剂葡萄糖对氧化石墨烯进行还原,制得还原的石墨烯（g-rGO）。将还原得到的石墨烯分别添加到丙烯酸树脂以及聚氨酯中。研究结果表明:当把石墨烯添加到聚氨酯中,能显著提高聚氨酯的耐水性。氧化石墨烯的还原程度越大,聚氨酯的耐水性和物理机械性能越好。2.采用溶胶-凝胶法以硅酸四乙酯（TEOS）为原料制备纳米SiO₂,并分别使用聚乙烯醇（PVA）和聚乙二醇（PEG）对其表面改性,制得聚乙烯醇改性的纳米SiO₂（PVA-SiO₂）和聚乙二醇改性的纳米SiO₂（PEG-SiO₂）。然后将聚醇修饰的可分散性纳米二氧化硅与氧化石墨烯在水溶液中以化学键合的形式复合,制得聚乙烯醇改性纳米二氧化硅-氧化石墨烯（PVA-SiO₂-GO）和聚乙二醇改性纳米二氧化硅-氧化石墨烯（PEG-SiO₂-GO）复合物。通过傅里叶红外光谱仪（FT-IR）、X射线衍射光谱仪（XRD）、拉曼光谱仪（Raman）、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）等手段,对所得产物进行分析。结果表明:聚醇修饰的纳米SiO₂通过共价键作用形式成功地负载在氧化石墨烯纳米片层上。将PVA-SiO₂-GO、PEG-SiO₂-GO纳米复合物与马来酸酐-丙烯酸聚合物（PMAAA）进行复合,制备了PVA-SiO₂-GO/马来酸酐-丙烯酸聚合物（PVA-SiO₂-GO/PMAAA）和PEG-SiO₂-GO/马来酸酐-丙烯酸聚合物（PEG-SiO₂-GO/PMAAA）纳米复合鞣剂并应用于皮革鞣制,显著提高了皮革的增厚率、拉伸强度、断裂伸长率等性能,同时对皮革的耐湿热稳定性也有一定的提高。3.磁性Fe₃O₄纳米粒子性能稳定、耐高温、毒副作用小且生物安全性好。我们首先制备出二氧化硅包覆的四氧化三铁（Fe₃O₄@SiO₂）核壳纳米微粒,利用含有鞣性官能团的丙烯酰胺对Fe₃O₄@SiO₂核壳纳米微粒进行表面修饰,获得亲水的Fe₃O₄@AMSiO₂核壳纳米微粒。将GO与Fe₃O₄@AMSiO₂在水溶液中通过静电作用复合制备出Fe₃O₄@AMSiO₂-GO纳米复合物,并与马来酸酐-丙烯酸聚合物（PMAAA）复合,制备新型的Fe₃O₄@AMSiO₂-GO/马来酸酐-丙烯酸二元共聚物基复合鞣剂并应用于制革,应用结果表明该聚合物基复合鞣剂因Fe₃O₄纳米微粒的引入显著提高了皮革的耐湿热稳定性,其与氧化石墨烯发挥了协同阻燃效应,赋予了皮革较好的阻燃性能。