王全杰;赵凤艳;高龙
【摘 要】现代货币数量论阳离子加脂剂是生产轻革的重要化工材料,具有特殊的加脂效果,本文综述了阳离子型皮革加脂剂的种类、制备原理、应用领域及最新研究成果,并对其应用前景进行了展望.%Cationic fatliquors are important leather chemicals in making light leathers, due to the special fatliquoring properties. In this paper, the categories, preparation mechanism,application fields and technological achievements of the cationic fatliquors were reviewed,and their application future was prospected.
wem2009【期刊名称】《皮革与化工》
【年(卷),期】2011(028)002
【总页数】3页(P26-28)
【关键词】阳离子型;皮革加脂剂;应用
【作 者】王全杰;赵凤艳;高龙
【作者单位】大连工业大学化工与材料学院,辽宁大连116034;烟台大学化学生物理工学院,山东烟台264005;大连工业大学化工与材料学院,辽宁大连116034;烟台大学化学生物理工学院,山东烟台264005
【正文语种】中 文
【中图分类】TS529.4
在制革工业中,优良的皮化材料对改进制革工艺流程、提高皮革质量起着至关重要的作用。加脂剂是三大类皮化材料之一,根据加脂剂中活性物离子性的不同可将其分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性离子型[1]。其中阳离子表面活性剂由于其特殊的结构而呈现出独特的性能如抗静电性、杀菌性、柔软性等,这些特殊性能是其它类型的表面活性剂所无法替代的,因此其用量和使用范围正在不断增加和扩大,并日益受到人们的重视。 1 阳离子加脂剂概述
阳离子加脂剂主要有两方面的应用特性。其一,应用于铬鞣前的油预处理,阳离子加脂剂是耐酸性加脂剂,能渗透填充到革的内部加速铬盐的渗透,使其分布均匀,而且革粒面细致、身骨丰满,是油预鞣的理想助剂,同时可起到分步多工序加脂的效果。其二,用于皮革的二次加脂,即在皮革染加油后期使用阳离子加脂剂,不仅能起到表面加油的作用,而且有固定阴离子加脂剂与阴离子染料的效果,对提高这些阴离子材料的吸净率极为有利,同时对改善革粒面的油润性、防止粒面脆裂和增加绒面革的丝光感有显著功能,且成革还具有防霉性。另外将其用于鞣制过程,可降低鞣液的收敛性,有助于鞣液渗透和吸收。因此阳离子加脂剂是生产绒面革、服装革、手套革和鞋面革等轻革的重要化工材料[2]。
州大学国内外对阳离子加脂剂的研究起步都较晚,相比而言国外发达国家的阳离子加脂剂品种较齐全,系列较配套。早在二十世纪五六十年代,美、德、意、日等国就相继研究出了新型的加脂剂品种,并广泛应用于工业生产中的分步加脂,起到了很好的效果。国内阳离子加脂剂的发展无论在品种、性能和质量上和国外产品相比都有一定差距。早期的阳离子加脂剂的生产都采用1631型表面活性剂乳化氯代烃,产品无动植物之分,流动性差,价格也偏高。但近几年来随着科研工作者的辛勤研究,亦产生了一大批新型加脂剂品种。
1.1 Z-2型
扭力
Z-2型阳离子加脂剂是以蓖麻油为主原料改性制成阳离子活性物并复配合成牛蹄油等矿物油而成的。这种加脂剂可在任何温度下与水混溶,乳液稳定性好,渗透性强,吃油均匀,无油花和油腻感,适合于各类软革。
1.2 DLF-6型
DLF-6型是毛皮专用的阳离子加脂剂,具有优良的渗透性、乳液分散性及耐光性,对酸碱或中性盐溶液稳定,用其加脂后毛皮制品皮板洁白、柔软、丰满、延伸性好、无油腻感;毛被松散灵活、光亮,使用性能接近或同于国外同类产品[3]。
2 阳离子加脂剂的制备原理
阳离子表面活性剂其表面活性部分多属于有机含氮化合物的衍生物,其制备方法有两种,一种是在油成分中加入阳离子型表面活性剂,作为加脂剂的乳化成分;二是在油成分中引入相应的阳离子型表面活性基团。无论采用哪种方法都要加入相应数量的非离子表面活性剂,以增强阳离子活性成分的表面活性[4]。
2.1 外加表面活性剂制备
在油成分中加入阳离子表面活性剂的过程可看作是一个机械匀化过程,在机械搅动与加热条件下,将乳化成分均匀地分散于油成分中,使之成为均匀的混合物体系,得到稳定的性能。
2.2 在油成分中引入阳离子乳化成分的方法
通过对油脂的化学改性将疏水性的油脂分子转变为带正电荷的具有表面活性的长链分子,并以此为活性物与油、助剂复配。
3 典型阳离子加脂剂的研究应用
由上述制备原理可以看出,阳离子加脂剂的制备其核心问题就在于活性成分阳离子表面活性剂的合成,而绝大多数含氮活性物均可用于制革中。根据阳离子活性物的不同,可将阳离子加脂剂分为:铵盐型、季铵盐型、烷基咪唑啉型和烷基吡啶盐型。细胞生长肽
3.1 铵盐型阳离子加脂剂
铵盐型阳离子加脂剂是以铵盐型阳离子表面活性剂与中性油、助剂复配而成。其中活性成分铵盐型阳离子表面活性剂一般由有机胺 (伯胺、仲胺、叔胺)与酸 (盐酸、乙酸)中和制得,
这样得到的加脂剂乳化能力较强,与阴离子加脂剂有较大的配比关系。同时也可通过化学改性矿物油和天然油脂及它们的衍生物得到此种类型加脂剂,即在脂肪长链上引入含氨基的亲水基团而制成阳离子活性物,再与油、助剂复配而成。其中常见的有:由矿物油和天然油脂改性而制得的铵盐型阳离子加脂剂;以烷基酰氯为原料,与单 (双)乙醇胺盐酸盐反应,合成单 (双)脂肪酸乙酯基胺盐酸盐;以天然油脂、脂肪酸、脂肪酸酯为原料,与氨基醇类低级胺反应,合成脂肪酸氨基酯等;由双烷基双亲水性表面活性剂复配而成的阳离子加脂剂等。但铵盐型加脂剂对酸碱程度太敏感,当呈现碱性时,胺易从溶液中析出,因此导致了其应用范围很窄[5]。
3.2 季铵盐型阳离子加脂剂
同铵盐型加脂剂的制备,季铵盐型阳离子加脂剂是以季铵盐型表面活性剂为活性物与其它中性油、助剂复配而成。此外还可通过铵盐型阳离子表面活性剂与季铵化试剂 (硫酸二甲酯)作用制备,如以三乙醇胺单 (或双)脂肪酸酯与硫酸二甲酯反应合成三乙醇胺单 (或双)脂肪酸酯甲酯硫酸铵[6]。这类加脂剂有较大的碱容量,以及很好的表面活性,更为稳定,可在酸性及硬质水环境使用。最近几年开发的季铵盐型阳离子加脂剂比较多,比如彭玉洁[7]等人以环氧
大豆油为基本原料合成了一种季铵型阳离子表面活性剂,实验证明该种表面活性剂能较好地降低表面张力,其临界胶束浓度比十六烷基三甲基溴化铵 (CTAB)要低,具有良好的表面活性。赵永丽[8]用蓖麻油经过酯交换合成蓖麻油脂肪酸甲酯,再与季铵盐 ETA发生醚化反应合成酯交换季铵型阳离子蓖麻油加脂剂,其乳液稳定,加脂量较大,加脂废液较清。经过其加脂处理的革柔软丰满,有弹性,表面油润。
3.3 烷基咪唑啉型阳离子加脂剂
烷基咪唑啉型加脂剂是由脂肪酸与羟乙基乙二胺或二乙烯三胺发生缩合反应得到叔胺,再用烷基化试剂季铵化得到烷基咪唑啉型活性物,并由此复配而成。这类加脂剂可作为皮革的防霉剂、柔软剂和染料的固剂。钟振声[9]等人以脂肪酸和二乙烯三胺为原料,经过酰化和环化制得中间体2-烃基酰胺乙基咪唑啉,进而利用硫酸二甲酯活泼的甲基对咪唑啉环上的氮原子进行季铵化反应,生成了季铵盐型阳离子咪唑啉表面活性剂。马养民[10]等以棉籽油和二乙烯三胺为原料,氯化苄为改性试剂,经酰胺化、环化和季铵化反应合成咪唑啉季铵盐,其具有很好的稳定性且缓蚀效果良好。陈武[11]等人以环烷酸、二乙烯三胺为原料,采用阶梯升温自由出水法合成了环烷基咪唑啉及其季铵盐,经证明其性能优异,必将很好地应用于皮革加脂剂中。
3.4 烷基吡啶盐型阳离子加脂剂
烷基吡啶盐型阳离子加脂剂可由吡啶与卤代烃反应制成的活性物与其它助剂复配而成。常用的表面活性剂有氯化十二 (或十六)烷基吡啶、氯化十七酰甲氨基吡啶等。Zandersons[12]等人利用松香与环氧氯丙烷反应,将产物与吡啶在一定条件下生成具有良好杀菌性能的表面活性剂。以此为活性物复配而成的阳离子加脂剂可作为皮革防水剂、染助剂或杀菌剂,但目前用量较少。
4 结语
随着绿皮革行业的呼声日渐高涨,对于所用化工产品的要求也日益提高。阳离子加脂剂作为一种特殊用途的加脂剂产品,顺应制革行业的需求,正往品种多样化,功能齐全化方向发展。利用我国丰富的天然油脂资源制备阳离子加脂剂,配合可降解的天然高分子产物进行改性,具有广阔的应用前景。
参考文献:
[1]但卫华.制革化学及工艺学[M].北京:中国轻工业出版社,2006.
[2]强西怀,张友恭.CF阳离子加脂剂制备工艺的研究[J].中国皮革,1997,26(8):15-17.
[3]陈玲.皮革化工材料应用与分析[M].北京:中国纺织出版社,2006.
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