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制革固体废物的资源化利用是当前制革行业广泛关注的热点问题,从制革固体废物中提取胶原蛋白与植物纤维复合利用就是其中的一个重要的研究课题。在前人的基础上,本文主要围绕纤维素和胶原蛋白的结合利用,对胶原的水解方法和产物性能、复合抄片的性能、胶原蛋白与纤维素的结合机理等方面做了深入研究。
首次以机械法为主、其他水解方法为辅,对灰皮下脚料的分解方法进行了系统探讨,获得了比较理想的水解工艺,并以此制成了适用于与纤维素复合抄片的皮浆,并且抄片效果良好。并利用MID对上述水解物的性状进行了分析,用超速离心沉降仪检测了水解物的粒径分布和重均粒径。
首次对胶原蛋白的加入量与混合浆性能的关系进行了比较全面的研究。
对复合抄片的物性检测结果表明:纸张的抗张指数、耐破指数、耐折度和紧度,随着胶原用量的增加都呈现先增加后降低的变化趋势。而撕裂指数受胶原加入量的影响很小。
对纸张的光学显微镜、扫描电镜、红外光谱以及热稳定性分析的研究结果表明:胶原蛋白与植物纤维之间形成了化学键,使纤维之间的成键键能提高,结合强度增加,从而使纸的强度提高。
X-射线衍射法计算纤维素结晶度的结果表明:胶原蛋白的小分子片段在纤维素无定型区的结合,使纤维素的结晶度改变,纤维素自身强度的提高,也是纸张强度提高的一个主要原因。
首次用染色法区分复合抄片中的两种纤维,便于直观分析胶原蛋白在抄片中的分布状态。
最后,建立了胶原蛋白和纤维素复合抄片的方法,对混合浆及成纸的物理性能等进行了测试,表明该法是制革固体废物资源化的一条可行之路,成纸能够适应新型特种纸类的要求。