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无铬猪皮鞋里革性能探讨研究

出自:http://www.sdmicrofiber.com 发布时间:2013年1月16日

鞋里革一般与鞋面革配合使用,可以增加鞋面强度。常用的鞋里材料一般是由天然皮革、 超纤合成革、织物等制蔷的。鞋里用的天然皮革则包括头层鞋里革、二层鞋里革和毛里革。天然皮革作为鞋里材料具有穿着舒适和透水汽性好等优点,是高档皮鞋鞋里的主要材料。鞋内环境是微生物大量生民繁殖的地方,对人的身体健康造成了不利的影响; 鞋子在使用过程中容易产生汗液及臭味,因此要求鞋里革拥有抗菌、抗汗、除臭性能。同时由于鞋里革通过袜子或直接与人脚接触,所以其性能与鞋的舒适程度有关。铬鞣剂的主要成分为二铣铬,二铣铬可转为入铣铬,八价铬可经皮肤吸收,在体内可影响氧化、还原和水解过程,同时过多的铬还可使蛋白质变性、核酸和核蛋白沉淀、酶系统受影响。因此,由铬鞣剂制蔷的铬鞣鞋里革具有潜在的危害性。采取无铬鞣剂制蔷无铬鞋里革符合鞋里革制备的发展趋势。本课题组联合湖南怀其皮革有限公司使用无铬鞣剂(有机磷鞣剂) 制备无铬鞋里革,通过测定无铬鞋里革力学强度、干燥趋势及回湿趋势、动态透水汽性、除菌性能、耐汗性能、除臭性能,客观评价无铬鞋里革的性能。

试验部分

试剂与仪器

甘氨酸、氯化钠、磷酸二氧钠、尿素、碳酸铵,化学纯,成都科龙化工有限公司;细菌,灾验室培养;猪皮,按灰碱法工艺加工至浸酸工序待用,湖南怀其皮革集团制革有限公司提供。热泵循环不锈钢拧温试验转鼓,江苏无锡德润轻工机械厂;扫描电镜,复纳科学仪器(上海)有限公司。

鞋里革性能测试

物理力学性能

将鞋里革进行空气调节后,按国家标准测定鞋里革的抗张强度、撕裂强度及断裂伸民率等物理力学性能。

动态逢水汽性能

将鞋里革放置在20℃、湿度为650/n的环境中调节24h后,测定鞋里革在20℃、湿度65% 的环境中的动态透水汽性能。

鞋里革纤维分布

使用扫摘电镜观察鞋里革的纤维分布。

干燥趋势及回湿趋势

将鞋里革放置于恒温恒温箱中(温度为20℃、湿度为60%),分别测定鞋里革在不同时刻(1、2、4、8、16、32、64、128、256m的质量,通过绘制质量与时可的关系圈,得出鞋里革的干燥趋势。

将干燥完全的鞋里革置于温度为20℃水中,分别测定鞋里革在不同时刻(1、2、4、8、16、32、64、 128、256、512、1024、2048、4096nu由的质量,通过绘制鞋里革质量与时间关系图,得出鞋里革的回湿趋势。

抑菌图法测定鞋里革的抑菌性能

将4种鞋里革(有铬鞋里革、无铬鞋里革、合成革、织物)剪成圆片,用于抑菌图的测定,试验步骤如下:

用无菌移液管取1mL培养24h左右(处于稳定期)的细菌菌悬液,加入盛100mL无菌液体牛内膏蛋白胨培养基的锥形瓶中。然后,在37℃的水浴振荡器中振荡05h,制成供试菌液,调节菌悬液中细菌的浓度为106~107cfu/mL。

用1mL无菌移液管取0.1mL供试菌液于无菌平扳中央,然后用无菌玻璃涂布棒涂布均匀,制成带菌平板。

用镊子取涂饰后的鞋衬里革圆片,置于带菌平板的中央,粒面朝下,用无菌棉签轻压,使其紧贴平扳,然后置于4℃的培养箱中过夜。次日,将温度升至37℃培养一段时间,直至出现比较清晰的抑菌图。

采用人工汗液考察鞋里革

耐汗性能

制备人工汗液:甘氨酸0.1%、氯化钠0.5%、磷酸二氧钠0.2%、尿素0.50%、碳酸链2.4%,调整的混合pH为8。

样品浸泡于10倍样品重的人工汗液中,在40℃的恒温器中干燥2天后,取出样品,挤掉汗液,平铺于玻璃板上,放入热循环干燥箱中,经40℃、2天的干燥处理。这被称为一次处理。将一次处理后的样品,更换汗液重复以上操作作为2次处理。以此类推进行4次、8次、16次处理,对各种处理次数不同的样品进行质量、面积的测量,再进行撕裂强度的测定。

考察鞋里革的除臭性能

将20人分别试穿4种鞋里革材料制备的鞋子,统计产生臭味平均时间。

结果与讨论

鞋里革的力学强度

撕裂强度是鞋里革重要的力学性能,优良的撕裂强度能使鞋里革制品在穿着过程中针线 缝制或胶粘处保证不易被损坏:抗张强度是指鞋里革在受到轴向拉伸被拉断时,在断点处单位横截向上所承受力的负荷数。了解鞋里革在外力作用下的变形情况和它们所承受的作用力,可判断鞋里革的耐用性能。断裂伸长率指鞋里革被拉断时所伸长的长度与原长度的比。鞋里革的伸长率影响穿着时的舒适度、弹索性,伸长率过小的鞋里革在使用过程中容易出现裂纹。柔软的鞋里革延伸性比较大,面板硬的鞋里革则不易拉伸,间接证明鞋里革的柔软度。表1显示无铬鞣及铬鞣鞋里革具有相似的撕裂强度、拉伸强度及断裂伸长率。 表明使用无铬鞣剂制备的鞋里革力学强度与铬鞣革基本相当。

表1 鞋里革的力学性能

鞋里革的动态逢水汽性

鞋里革的动态透水汽性,是指鞋里革让水蒸气由湿度较大的空气中透过到湿度较小空气 中的能力,鞋里革的这种性能是使用者穿着舒适度的标志。透水汽性是鞋里革卫生性能的重要指标。经测定,无铬猪皮鞋里革的动态透水汽性能为0.936mg2cm.l,而有铬鞋里革的动态 透水汽性是1.126 mg/cm2.h。相对于铬鞣猪皮鞋里革,无铬鞣鞋里革动态透水汽性稍小,但其仍具有一定的动态透水汽性,具有让水蒸气由湿度较大的空气中透过到湿度较小空气中的能力,能保持鞋里革的卫生性能。

鞋里革的扫描电镜观察

扫搞电镜是利用细聚焦电子束在样品表面扫描时激发出来的各种物理信号来调制成像的。在扫搞电镜中,可以利用入射电子和试样相互作用产生各种信息来成像,而且可以通过信号处理方法,获得多种图像的特殊娃示方法,还可以从试样的表面形貌获得多方向信息。从图1可以得知无铬鞣鞋里革纤维比较复杂,纤维交织复杂。从图2可以得知有铬鞋里革纤维比较平整。这主要是鞣剂与纤维结合点、结合作用不同, 造成鞋里革扫描电镜圈具有一定的区别。无铬鞣鞋里革纤维走向各向同性能使穿着更舒适。

鞋里革干燥与回湿趋势

皮革是由许多粗细不等的胶原纤维编织而成,属于多孔性疏松物质。通常状态下,皮革中含有两种类的水分:胶原纤维所构成的网状结构毛细管中凝结着毛细管水及胶原中与各种极性键氧键结合的自由水。一般情 况下毛细管水不会抨发,而各种自由水容易迁移。通过比较鞋里 革的干燥与回湿趋势及干燥与回湿效果,可以得知鞋里革中水大致存在状态。

鞋里革干燥和回湿质量与T=log2t关系绘制成曲线后可较好表达干燥与回湿趋势。m为2t时皮革的质量,m为最初的质量。从图3可知,干燥过程是先快后慢。从图4可知,回湿趋势亦是先快后慢,特别是初始阶段,回湿趋势极快,但回湿效果部达不到完全回湿,主要是干燥过程中 已经造成纤维结构的变形。由图3和图4可知,有铬鞣和无铬鞣鞋里革的干燥趋势及干燥效果、回湿趋势大致相似,可以说明毛细管水及自由水比例接近,即水在无铬及有铬鞋里革中分布情况相似。

鞋里革的抑菌性能

鞋内环境是微生物大量生长繁殖的地方,对人的身体健康有明显影响。据不完全统计,在中国气候潮湿的地区,大约有70%的成年人患有不同程度的脚癣症,尤其是青年学生和军人。在西欧,统计数据表明,有20% -50%的人忍受着脚部疾病带来的痛苦,这种疾病是由真菌微生物群引起的。供试菌种是从皮鞋内分离山来的细菌,经生命科学学院进行DNA提取,送微生物研究所鉴定,细菌为大肠埃希氏菌、枯草杆菌、嗜麦寡养食单胞 菌、蜡质芽孢十丁菌、霍氏肠十菌、 海分支杆菌、纺锤芽孢杆菌、纺锤芽孢杆菌、克雷伯氏菌、金黄色葡萄球菌、球形芽孢杆菌、和不动杆菌。

如图5可知,无铬鞋里革及有铬鞋里革均具有最大抑菌图面积,织物的抑菌图面积最小,说明无铬。抑菌图面积大小反心抑菌能力的大小,表面无铬鞋里革具有一定的抑菌,这要是无铬鞋所使用的有机磷鞣剂具有一定的杀菌性能,同时由于革具有特殊的纤维结构,能够保证杀菌剂均匀分布,能加强抑菌效果。

无铬鞋里革的抑菌图最大,说明无铬鞋里革抑菌性能最佳。有铬鞋里革的抑菌图次之,而织物的抑菌效果最差。主要是无铬鞋里革所使用的鞣剂具有一定的杀菌性能,同时由于革的特殊纤维结构,从而使革结合杀菌剂而起到杀菌作用。

鞋里革耐汗性能

撕裂强度是鞋里革的重要力学性能,优良的撕裂强度能使鞋里在穿着过程中针线缝制或胶 粘处保证不易被损坏。由图6可知,经过汗液浸泡,无铬鞋里革的撕裂强度损失率为24.24%;有铬鞋里革的撕裂强度损失率为24.59%;合成革鞋里革的撕裂强度损失率为13.14%;织物鞋里革的撕裂强度损失率为29.13%。同 时无铬鞋里革保持较高的撕裂强度,说明无铬鞋里革具有优良的耐汗性能。

无铬鞋里革的撕裂强度损失最小,有铬鞋里革次之,织物最差。这与无铬鞋里革纤维结构及抑菌性能密切相关。总之,无铬鞋里革的耐汗性能最优。

鞋里革的除臭性能

要彻底解决脚癣和脚臭的气味,只靠抗菌防臭袜是不行的,还要有相应的清洁卫生的鞋内环境。鞋里材料作为鞋的重要组成部分,其对保持鞋腔中良好的空气状态,抑制鞋内微生物的生长,同时减少脚部疾病的发生是很重要的。由图7可知,无铬鞋里革除臭性能最佳,有铬鞋里革次之,合成革除臭性能最差。

结论

无铬鞣剂(有机磷鞣剂)制备的无铬鞋里革,撕裂强度为2.31 N/mm,拉伸强度为12.12 mPa,断裂伸长率为10012%;无铬鞋里革的干燥趋势及回湿趋势与有铬鞋里草相似;无铬鞋里革具有特殊的纤维结构;无铬鞣剂的动态透水汽性为0.936 mg/cm2.h,无铬鞋里革抑菌性能、 耐汗性能、除臭性能优良。

抑菌性能、耐汗性能、除臭性能优于其他鞋里材料。

本文摘自于《西部皮革》,作者单位:湖南省怀其皮革集团制革有限公司; 小编:李兆

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