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Q16系列有机鞣剂（简称Q16鞣剂）的活性成分是一类具有三嗪环结构的衍生物,按主要亲水基团的差异性可分为Q16-1、Q16-2和Q16-3,属一类绿色环保型皮革有机鞣剂。本文针对Q16鞣剂的鞣制机理进行了探索实验,为鞣剂的应用工艺以及鞣革性能的研究提供了可寻的理论依据。同时,通过优化其最佳鞣制工艺;对比研究Q16-1、Q16-2、TWT和F-90的鞣革性能差异;探索Q16-2与铬粉/硫酸铝的结合鞣制性能及生物降解性;旨为Q16鞣剂的进一步开发、性能研究以及推广应用提供理论支撑。具体研究基于以下几个方面开展:采用Q16鞣剂分别与聚酰胺和聚乙烯醇进行相互作用,模拟Q16鞣剂与皮胶原中酰胺基和羟基的鞣制机制;通过重量法考察Q16鞣剂与酰胺基和羟基的结合程度。结果表明,Q16鞣剂与胶原中酰胺基和羟基的结合程度较低,推测其主要以氢键方式结合。采用Q16鞣剂分别与未修饰皮粉、去氨基皮粉、去羧基皮粉和去胍基皮粉进行作用,通过重量法、差示扫描量热分析和热重分析研究Q16鞣剂与皮粉的结合程度,并结合皮粉热稳定性变化规律考察Q16鞣剂与皮胶原中氨基、羧基和胍基的结合程度。研究发现,Q16鞣剂与皮胶原中氨基和胍基的结合程度较高,推测其主要以共价键结合,对提高皮胶原的热稳定性贡献较大;而与羧基仅有较少且微弱的氢键或电价键结合,对热稳定性贡献不大。这表明Q16鞣剂与皮胶原中氨基和胍基的结合与作用程度高于羧基。采用Q16鞣剂对软化绵羊皮皮块和去氨基、去羧基、去胍基修饰的皮块进行鞣制实验,通过X射线衍射分析和不同化学介质洗涤前后收缩温度变化考察鞣制前后皮块的晶型改变和耐化学介质稳定性变化。结果表明,经Q16鞣剂鞣制后,未修饰皮块与去羧基皮块相较去氨基皮块与去胍基皮块的结晶度明显降低。表明Q16鞣剂与皮胶原中氨基与胍基结合程度远高于羧基,且鞣剂对皮胶原鞣制作用贡献大小的键合方式顺序为:共价键>电价键>氢键。采用Q16鞣剂对软化后绵羊皮进行鞣制,考察不同鞣制条件对坯革收缩温度的影响。研究表明,最佳鞣制工艺为:液比50%,时间360 min,Q16鞣剂用量8%10%,温度50℃。当Q16-1和Q16-2用量不低于4%,Q16-3不低于5%时,所鞣制坯革在无盐浸酸体系中不膨胀。同时,以收缩温度、变性温度、胶原微观形貌特征、粒面粗糙度、耐黄变等级、白度和物理机械性能为考察指标,研究了Q16-1、Q16-2、TWT和F-90的鞣制性能。结果表明,基于Q16-1、Q16-2、F-90和TWT与皮革胶原纤维上活性基因具有相似的结合方式,因此四种鞣剂均能与皮胶原中的活性基团形成稳固的交联网络,都可赋予胶原纤维良好的弹性与韧性,所获得的白湿坯革粒面洁白细致,纤维分散性良好,耐干/湿热稳定性能和耐黄变性能优异。以收缩温度、物理机械性能、胶原微观形貌特征、纵切面铬/铝分布、废液中Cr3+/Al3+为考察指标,分别研究了Q16-2与铬粉/硫酸铝结合鞣制性能。结果表明,采用4%Q16-2和5%铬粉结合鞣制的坯革收缩温度可达114.7℃。相比8%铬粉鞣制的坯革,结合鞣制坯革的物理机械性能显著增强,纤维分散更好,粒面平细,纵切面铬分布均匀,废液中Cr3+浓度与COD大幅降低。采用4%Q16-2和5%硫酸铝结合鞣制的坯革收缩温度可达86.7℃。相比8%硫酸铝鞣制的坯革,结合鞣制坯革的物理机械性能和耐介质稳定性显著提高,铝鞣革不耐水问题得以改善,坯革粒面平细,纤维分散性较好,纵切面铝分布均匀,且废液的Al3+浓度与COD大幅降低。BOD5/COD的研究结果显示Q16鞣剂具有良好的生物降解性。通过对Q16鞣剂鞣制与铬鞣废液环境影响评估发现,Q16鞣剂鞣制废液的COD、BOD5、TS、DS和SS明显低于铬鞣。说明在制革生产中采用Q16鞣剂及其鞣制体系具有良好的生态性,对无铬鞣生态皮革的加工有一定指导意义。