复鞣是对蓝湿革性能的加强和补充，决定了成革的性质和风格。传统的水性聚氨酯鞣剂（WPU）因其可以保持坯革良好的手感和天然粒纹而广泛应用于复鞣工序。但WPU对坯革的填充性和力学性能提升不大，且不能赋予坯革功能性，限制了其在制革中的应用。因此对传统的WPU进行改性，在提升坯革性能的同时赋予其特殊功能是未来皮革发展的方向之一。基于此，陕西科技大学马建中教授团队制备了聚氨酯基水滑石纳米复合鞣剂，旨在改善WPU的复鞣性能，提高其坯革染色性能的同时赋予坯革一定的阻燃性，从而提高皮革制品的附加值。

首先，通过物理共混法，在制备WPU的乳化阶段引入LDH，制备一系列不同LDH用量的聚氨酯基水滑石纳米复合鞣剂（WPU/LDH）。如图1所示。

图1 WPU/LDH的合成示意图

将所制备的WPU/LDH纳米复合鞣剂，应用于皮革复鞣过程中，结果如图2所示，LDH的引入增强了WPU/LDH对阴离子染料和加脂剂的吸收和利用，从而提高了皮革的染色性能和柔软度。此外，LDH的引入也提高了皮革的阻燃性能，与WPU复鞣革相比，WPU/LDH-8%的损毁长度降低了58.6%，极限氧指数（LOI）从23.6%提高到26.0%，峰值热释放速率（PHRR）和总热释放速率（THR）分别降低了34.4%和28.7%。

图2 WPU/LDH复鞣皮革的（a）增厚率，（b）染料吸收率，（c）柔软度和（d-f）阻燃性能

最后，结合SEM和热重-红外联用等测试，以及燃烧后革样的形貌及热性能变化，系统分析了WPU/LDH的阻燃机理。结果发现LDH在燃烧过程中有利于致密碳层的形成，进而阻止了热辐射对坯革的进一步破坏，从而提高了皮革的阻燃性能。显然，该纳米复合材料在皮革阻燃领域具有广阔的应用前景。

图3 WPU/LDH复鞣皮革的阻燃机理图

该成果以《Functional nanocomposite based on waterborne polyurethane and layered double hydroxide as a flame retardant for leather》为题发表在《Journal of Cleaner Production》期刊上。本文的通讯作者是陕西科技大学马建中教授和周永香副教授，学生第一作者是陕西科技大学杨娜博士生。

文章信息：Jianzhong Ma*, Na Yang, Wenbo Li, Yongxiang Zhou*, Xiaodan Sun. Functional nanocomposite based on waterborne polyurethane and layered double hydroxide as a flame retardant for leather. Journal of Cleaner Production, 2022, 134966.