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铬鞣革屑是制革工业的一种含铬废弃物，含有丰富的皮胶原和铬资源。本论文以铬鞣革屑为原料，通过对铬鞣革屑水解、改性制备蛋白复鞣填充剂，再将其回用于制革复鞣工序，能够防止皮胶原腐烂和铬对环境的污染，充分利用了皮胶原和铬资源，是铬鞣革屑高附加值转化和制革清洁化途径之一。
本研究采用甲酸为水解剂对铬鞣革屑进行水解，进而采用乙烯基类单体对其接枝共聚制备蛋白复鞣填充剂，并对蛋白复鞣填充剂进行了应用工艺的研究。以铬鞣革屑水解液中胶原蛋白含量和体系旋转粘度为指标，考察了屑酸比（铬鞣革屑和甲酸的质量比）、水解温度、水解时间、体系pH和革屑含量对制备铬鞣革屑水解液的影响。以蛋白复鞣填充剂复鞣后坯革的增厚率和得草率为指标，考察了蛋白含量、单体配比、引发剂用量、反应温度和反应时间对制备蛋白复鞣填充剂应用性能的影响。以复鞣剂用量、复鞣前后pH和复鞣时间等作为考察因素对蛋白复鞣填充剂应用工艺进行了优化。采用动态激光光散射(DLS)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、热重分析-差示扫描量热(TGA-DSC)和透射电镜(TEM)等手段对铬鞣革屑水解液和蛋白复鞣填充剂分别进行了表征。
铬鞣革屑水解液较优的制备方案为：屑酸比为1:1.05，水解温度为100℃，水解时间为2.0h，体系pH为5.0，革屑含量为11.7％。此时铬鞣革屑水解液的胶原蛋白含量为8.17％，旋转粘度为2158mPa·s，胶原蛋白的提取率为92.94％。蛋白复鞣填充剂较优的制备方案为：蛋白含量为60％，丙烯酸：丙烯酰胺：丙烯酸乙酯(AA:AM:EA)为5：1:1.5（摩尔比），引发剂用量为3％，反应温度为85℃，反应时间为4.5h。此时蛋白复鞣填充剂的旋转粘度为26.83mPa·s，固含量为28.99％，pH为4.95，Cr2O3含量为2.11％，胶原蛋白含量为60％。蛋白复鞣填充剂的较优应用工艺为：复鞣剂用量为4％，鞣前pH为 5.5，鞣后pH为3.5，复鞣时间为60min。与科莱恩复鞣剂PR复鞣后坯革相比，采用蛋白复鞣填充剂复鞣后坯革的增厚率、得革率、断裂伸长率以及感官性能（丰满性、柔软性等）较差，而收缩温度、抗张强度和撕裂强度较好。
DLS测定结果表明：乙烯基类单体对胶原蛋白的接枝共聚改性，能够增加胶原蛋白分子的羧基含量，使水解胶原蛋白的Zeta电位趋于一致，能增强蛋白复鞣填充剂的稳定性。FT-IR测定结果表明：改性胶原蛋白中，除具有酰胺基的特征吸收峰1625.90cm-1外，还具有羧基的特征吸收峰1404.82cm-1和酯基的特征吸收峰1159.14cm-1，乙烯基类单体在多肽链上发生了接枝反应。TGA-DSC测定结果表明：乙烯基类单体对胶原蛋白的接枝改性能提高胶原蛋白的热稳定性。TEM测定结果表明：乙烯基类聚合物穿透于较大的片状形式存在的胶原蛋白中，较小的片状胶原蛋白分散包裹于乙烯基类聚合物周围，乙烯基类单体与胶原蛋白发生了接枝共聚。