绿皮革鞣剂的研究与发展

汪晓鹏
葡萄藤下的玫瑰(甘肃省皮革塑料研究所有限公司,甘肃兰州730046)
摘要:本文简述了绿制革鞣剂,其中主要有植物类、醛类、金属类和有机、纳米类等的研究现状,及未来绿制革鞣剂的发展。
关键词:绿制革鞣剂;种类;未来发展中图分类号:TS 529.2文献标识码:A 文章编号:1671-1602(2019)09-0029-01
MATERIALS
AND APPLICATION
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作者简介:汪晓鹏(1965-),男,本科,甘肃省皮革塑料研究所,高级工程师,从事皮革化工材料的研发。
鞣制是一个质变过程,是使皮变成革的决定性的步骤。自1858年Knapp 发明铬鞣法以来,皮革工业经历了一个多世纪的发展进步已经相当成熟。人类使用皮革的历史十分悠久,已有上几千年的历史,人们对鞣剂的使用与鞣法的选择,亦进行了数次的抉择与探求,推进了鞣剂种类和鞣制技术不断发展。
铬鞣法已有近100年的历史,业已成为制革工业最重要的无机鞣制方法。铬鞣革以其优良的产品性能而独具魅力,如成革的柔软性、耐光性,特别是收缩温度能达到120℃以上。故此,铬鞣法得到了广泛应用,成为轻革鞣制的最主要方法。但令人遗憾的是,星移斗转,铬鞣法的缺陷也逐渐显露无遗。20世纪中期,人们认识到铬盐有毒,研究发现Cr (Ⅵ)有致癌作用。另外,铬资源存量有限,全球分布严重不均,铬的总量正在日益减少。在环境保护和资源利用日益受到强调和重视的今天,铬鞣法作为主要鞣制方法面临着很大的压力与挑战。在此情况下,少铬、无铬鞣的绿鞣剂,鞣法及其鞣革理论的探讨和探索成了研究热点。绿鞣剂的研发成为皮革化工材料发展的趋势。现就对绿无铬新型皮革鞣剂研究进行简述:
1植物鞣制剂
(1)植物鞣剂又称栲胶,为多种组分的
混合物,有效成份为植物鞣质,或称单宁,化
学本质属于多酚类化合物。(2)植物——
—金属结合鞣。植物———金属结合鞣可有效解决因非铬金属离子单独鞣革时不易获得较理想的耐湿热稳定性,同时成革的一些必要的物理力学性能、化学性质及制造成本也能得到满足。其中工艺最为成熟的,是植———铝结合鞣法。(3)植———醛结合鞣。植物鞣剂和醛鞣剂结合鞣是目前研究比较成功的结合鞣法之一,也是植物结合鞣研究的重点。醛类化合物可以在皮胶原和单宁分子之间形成交联键,这种交联作用可以提高皮胶原的湿热稳定性,并产生协同效应,使单宁与皮
胶原的结合稳定性进一步加强,能够抵御氢键破坏试剂和疏水键破坏试剂的作用。取卵针
2醛类鞣剂
醛类鞣剂的鞣制主要是羰基与皮中的蛋白质氨基等活泼基团形成共价交联的过程。多年来鞣制工作者对甲醛、乙醛、丁醛、戊醛、己醛、十一醛等单醛,、丙酮醛、巴豆醛等脂肪醛,苯甲醛、糠醛等芳香醛,以及乙二醛、丙二醛、丁二醛、戊二醛、甲基戊二醛、双醛淀粉等二醛都进行了系统的鞣革性能比较。结果表明,只有甲醛、及二元醛、双醛淀粉具有良好的鞣制性能。
3金属鞣剂与有机鞣剂
除铬盐以外其他金属鞣剂如铝盐、铁
盐、锆盐和钛盐鞣剂等,单独用鞣革或多或少具有一些缺陷和不足,如耐湿热稳定性差、耐水洗性差、不耐暴晒、易退鞣等,因此研究金属结合鞣,对提高鞣制效果具有重要意义,并且已经取得一定的成果。从广义上讲,有机鞣剂指的是用有机合成的方法所制得的鞣剂,包括芳香族合成鞣剂、树脂鞣剂、醛鞣剂、油鞣剂等。
飞羽辅助4纳米鞣剂
传统制革行业所沿用传统的制革技术,
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使得制革行业的环境污染问题日益突出,尤其,在当前环保治理强化的今天,直接威胁产业的生死存亡。在力求改进制革工艺以减小污染的同时,运用高新技术来改造传统的制革行业和开发新型绿鞣剂,已成为制革工业可持续发展的重要措施。采用高科技纳米技术,研究开发绿无机纳米鞣剂:(1)层状纳米硅酸盐。黏土蒙脱土作为一种价廉易得的层状硅酸盐,由于结构特殊,在制备纳米复合材料领域起着举足轻重的作用。(2)纳米SiO2。纳米SiO2由于具有较小的尺寸和较大
的比表面积及微观效应,易与胶原蛋白中活
性基团结合,达到对胶原纤维改性的目的。(3)其他纳米粒子。如TiO2是一种性能优异的材料,具
有折射率高、遮盖力强、白度好、对人体无害等许多优点,广泛应用于涂料、填料、造纸、油墨印刷、化妆品等行业。另外,纳米ZnO 具有光化学效应,有较好的屏蔽紫外线、抗菌抑菌、祛味防霉等一系列独特性能[1]。
5结语
总之,随着国家环保法规、意识的加强,生态环保理念深入人心,绿发展成为主体,制革产业也呼唤绿发展。传统的皮革工业迫切需要实现绿化、清洁化、零排放、循环经济的发展模式,不断推动科技创新。简而言之,其关键是要实现皮革鞣制过程的绿化,而新材料与新技术的完美结合才是实现皮革绿鞣制的最佳途径之一[2]。
绿鞣剂的发展着力科技创新,加强科研开发研究新型的、可以取代铬鞣剂的无铬鞣剂。具体应该做到:(1)采用化学的方法对胶原进行改性,如CEA 、醛酸LL-1、Michael 反应改性等;(2)对鞣剂本身进行改性,如在鞣剂分子中引入亚胺基、亚磺酸基、氨基、羧基、阳离子金属配合物等;(3)工艺技术创新,传统工艺是为铬鞣法“量身定制”的,因其未必适合新型绿无铬鞣制,故需要改进鞣法以实现匹配,从而达到最佳效果;(4)积极研究制革过程中所使用的其它非鞣剂材料的匹配与协同,如:染剂、加脂剂、表面活性剂等,这是因为现在所使用的这些材料都是为铬鞣革服务的,故其不一定有利于
新型无铬鞣革[3]
绿鞣剂已成为制革绿化的先决条件之一,应开发无毒无害、环保友好、绿新型产品,为实现制革工业的绿发展助一臂之力。参考文献:
[1]周秀军,周利芳,周建民,等.无铬皮革鞣剂研究应用进展[J].西部皮革,2015,37(22),25-29.
[2]吕生华.皮革鞣剂研究的现状及存在问题和发展趋势[J].西部皮革,2014.04,36(8):6-11.[3]李峰,何青,但年华等.无铬鞣剂研究新进展[J].西部皮革,2012.05,34(10):33-37.
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