高吸收铬鞣机理及其工艺技术(Ⅰ)高吸收铬鞣机理探讨

本文通过对现行常规铬鞣法铬鞣剂分子发生水解配聚及皮胶原羧基发生离解的定量研究,找出胶原羧基和铬鞣剂分子发生最大结合的条件,并由此提出高吸收铬鞣的作用机理和相应的高吸收铬鞣工艺——高ｐＨ值铬鞣法。     

大分子铬鞣助剂ECPA的高吸收铬鞣机理研究

通过研究大分子铬鞣助剂ECPA与皮胶原、铬鞣剂间相互作用以及ECPA助鞣的革坯铬结合牢度,探讨了ECPA的高吸收铬鞣机理.结果表明,ECPA助剂先与胶原上活性基团发生化学反应,将羧基、羟基以及氨基等基团引入胶原纤维上.在使用过程中,助剂中多种官能团与胶原及三价铬配位,使胶原对Cr3＋的结合量,结合牢度提高,这些协同作用是铬鞣助剂ECPA助鞣能力强的关键.     

铬鞣助剂OXD-I的应用工艺优化及高吸收铬鞣机理研究

通过改变OXD-I铬鞣助剂的应用工序、用量、提碱终点的pH值以及铬鞣剂用量等应用条件,对OXD-I的应用工艺进行了优化。进而研究了OXD-I助剂与皮胶原、铬鞣剂间的相互作用以及OXD-I助鞣的革坯的铬结合牢度,探讨了OXD-I的高吸收铬鞣机理。结果表明,OXD-I助剂的优化工艺为:2%的OXD-1在铬鞣前加入,KMC铬鞣剂用量为5%,鞣制终点pH值控制在4.0左右;废液中Cr2O3可降至0.18g/L,铬吸收率达到97.0%。革坯染色性能优良,丰满性良好,其抗张强度、撕裂强度均能明显高于普通铬鞣革;OXD-I的高吸收机理为:OXD-I助剂先与胶原上的活性基团发生化学反应,将羧基、羟基以及胺基等基团引入胶原纤维上。在鞣制过程中,助剂上羧基与胶原侧链羧基等共同与三价铬配位,形成了交联配位结合、单点配位结合以及环状螯合等不可逆结合,这些协同作用使OXD-I助剂具有很强的助铬吸收能力。     

铬鞣机理的研究

通过一系列方法研究了铬鞣机理，对铬鞣机理的认识将有助于制革工艺过程的改进，无论是用传统浸灰方法或酶浸水方法所得到结果都表明，浸灰18小时后，胶原的结构明显被破坏。但铬鞣反应没有受到影响，为了能够分析铬鞣胶原中的孤立的交联作用点，使用复合蛋白酶以完全水解铬鞣胶原。结果表明，铬鞣反应更倾向于发生在天冬氨酸侧链的羧基上。使用圆二色谱和傅立叶变换红餐光谱研究了浸灰和鞣制过程对胶原构象的变化的影响，圆二色谱的结果表明准备工段使胶原的三股螺旋分散和松弛，但没有破坏它，使用傅立叶变换红外光谱/衰减全反射法可以得到数个重新分布的吸收带，这些研究给我们提供了有关鞣制过程中胶原二级结构的变化的信息，使用电子自旋共振的方法直接测量了胶原和铬盐结合的特点，发现授反应分为两个阶段一首先是物理结合，然后是化学结合，这两个阶段是可以区分的。     

基于有机助鞣剂的不浸酸高吸收铬鞣过程研究（一）

从常规铬鞣工艺存在的问题来看,如何再利用制革废弃物,合理使用非可再生的铬资源,减少制革废水中铬和中性盐的污染,便成为制革工作者的重要工作;改善常规铬鞣工艺中的污染问题与浪费问题势在必行。高吸收铬鞣是解决这一问题的不二选择,其中又以不浸酸高吸收铬鞣方法在清洁铬鞣方面前景更好。要提高皮胶原对铬的吸收效率,一个有效的方法就是对皮胶原分子进行改性,以增加皮胶原分子侧链羧基的数量,从化学的角度而言是利用化学材料预先与皮胶原反应,对皮胶原分子进行改性或修饰,增加皮胶原分子与铬盐的结合点,提高结合能力。高吸收有机助鞣剂制备的基本出发点是：用除带有羧基外,还带有其它能与皮胶原分子发生作用的活性基的双（多）官能基的化学材料先与皮胶原作用,把羧基引入皮胶原分子,使得皮胶原所带羧基数量增加,为铬盐提供更多的结合点,增加皮胶原对铬的吸收率和结合率。常规铬鞣工艺中铬鞣剂的吸收率仅为60％～80％,且鞣前必须浸酸,铬鞣后期需提碱,以帮助铬的结合;因此除废液中含有大量Cr2O3外,还存在中性盐的污染问题。基于制革废革屑水解物改性制备的含多种活性基团的高吸收有机助鞣剂,实现了不浸酸、不提碱的清洁铬鞣技术。其突出特点表现在：软化后的裸皮无须浸酸,直接经助鞣剂进行预处理;铬鞣剂用量较常规工艺节省1／3;不需提碱,浴液终点pH约为4．0～4．2;铬鞣废液中Cr2O3含量低至200mg／L以下。成革质量,包括粒面平细度、收缩温度和面积得革率与常规浸酸铬鞣工艺相比无差异。具有良好的社会经济效益,也是实施资源有效利用和循环经济的范例。     

不浸酸铬鞣工艺试验

铬鞣机理认为,铬鞣是胶原的羧基与铬鞣剂配位结合。铬鞣过程必须遵循先渗透后结合的原则。在铬鞣过程中,过早地发生铬鞣剂与胶原羧基的结合,就会阻止铬鞣剂的继续渗透,出现“夹生”。因此在铬鞣工艺中,将裸皮先进行浸酸,然后再鞣制。浸酸,一方面抑制了胶原的羧基;     

丙烯酸接枝铬鞣方法的研究

在碱性介质中采用丙烯酸对裸皮进行接枝预处理 ,以增加裸皮胶原羧基的数目 ,然后铬鞣 ,可提高铬的吸收率和交联利用率。研究了接枝的条件及接枝对铬鞣的影响。结果表明 :接枝后铬鞣革的收缩温度要比未接枝的对比样的收缩温度高 8- 10℃ ,铬的吸收率可达 96 %以上 ,并且可减少铬的用量 ,坯革增厚明显 ,成革除撕裂强度稍低外 ,其它性能无明显变化     

鞣后湿操作过程中不浸酸铬鞣革的铬释放研究

通过与常规铬鞣革对比,研究了不浸酸铬鞣革鞣后湿操作中的铬释放情况,同时还研究了不同复鞣剂对不浸酸铬鞣革鞣后铬释放的情况。试验结果表明:不浸酸铬鞣革在鞣后湿加工过程中铬释放总量为2 012.83mg/L,与常规铬鞣革相比减少了30.67%;尤其是中和过程中脱铬量仅为常规铬鞣革的32.55%;丙烯酸类复鞣剂、氨基树脂类复鞣剂可以明显降低不浸酸铬鞣在鞣后湿加工过程中的铬释放,其中大分子丙烯酸复鞣剂复鞣过程中铬释放量减少了79.93%。总之,不浸酸铬鞣剂可以与皮胶原蛋白牢固结合,从而降低皮革在鞣后湿操作过程中铬的释放量。     

无铬鞣家具革涂饰粘着层的研究

本论文重点研究不同粘着树脂的在无铬鞣皮坯上粘着力。无铬鞣皮坯与常规铬鞣皮坯相比，无铬鞣皮坯的表面吸水性非常强。由于吸水性强，从而造成涂饰浆料易因为快速脱水而不会渗透到皮革中．造成涂层与皮坯表面粘着力差。本论文研究了不同粘着性树脂在无铬鞣家具革皮坯上粘着力，通过实验确定无铬鞣家具革粘着层的合理配方。     

超声波对铬鞣的影响

利用自制超声波转鼓，研究了在铬鞣初期或铬鞣末期施加超声波(23．7KHz)对铬鞣过程的影响．结果表明，超声波对铬鞣的影响主要体现在超声波对铬鞣初期的促进作用，即铬鞣初期施加超声波可以促进铬鞣剂的渗透和与皮胶原的结合，使革内铬含量高，革的Ts升高．鞣制末期施加超声波对铬鞣几乎无影响。从整个铬鞣过程来看，超声波对铬鞣的影响程度不大．用阳离子色谱法分析铬溶液的电荷组分的变化情况表明，超声波(20KHz)作用于不同碱度的硫酸铬溶液后，铬液电荷组分的种类和各组分的相对含量并没有发生明显的改变。因此超声波在铬鞣过程中并未改变铬鞣剂的分子结构，也未改变铬鞣剂与裸皮的结合方式，从而对铬鞣的结果影响不大。     

用铬革屑制备助鞣剂的研究

本文对从铬革屑中提取胶原产物制备助鞣剂的方法进行的探讨。结果表明,用石灰处理铬革屑从中提出胶原产物,用乙醛酸对胶原产物进行改性,可得到一种强阴离子弱阳离子型可生物降解的铬鞣助剂。采用该助鞣剂在软化后处理裸友,可进行无盐浸酸铬鞣,可使铬鞣废液中的铬降至0.130gCr2O3/l,使革的收缩温度与丰满满度明显增加。     

ND铬鞣技术参数的优化

利用特殊设计的皮革鞣制机,对影响铬鞣过程的主要因素:鞣制转速、鞣制时间、鞣制线压力和浴液铬含量进行了研究,研究结果表明:利用皮革鞣制机进行的铬鞣的最佳工艺条件为鞣制转速5r/min、鞣制时间为18h、鞣制线压力0.37N/mm、浴液铬含量16g/L。     

无盐浸酸与铬鞣

研究了高ｐＨ值铬鞣、无浸酸（助剂）铬鞣、常规浸酸铬鞣及无盐浸酸铬鞣４组鞣前准备条件不同情况下的铬鞣。结果发现无盐浸酸铬鞣后革结合铬（Ｃｒ２Ｏ３）量最大,最小的最高ｐＨ铬鞣。无盐浸酸铬鞣的革有合格的物理性能。     

快吸收铬鞣剂清洁铬鞣技术

该清洁铬鞣技术使裸皮呈适度空松状态,提高裸皮的吸收容量,使高浓度铬鞣剂均匀扩散,被皮快速吸收。在皮内存在保护剂的条件下,高碱度铬鞣剂逐渐水解,高pH裸皮在皮内自动调碱,使铬鞣剂与裸皮缓和均匀地牢固结合。再气态加温,提高鞣效,完成鞣制,达到铬鞣革质量要求,并且铬鞣结束和静置时,无废水流出。鞣后加工含铬废水回收,第二次利用,使废水达标排放。使用现有设备常用材料,不增加成本,不增加投资也能解决制革铬鞣废水污染,实现清洁铬鞣。     

木质素磺酸钠用作铬鞣助剂的研究

研究了采用木质素磺酸钠（木钠）作为铬鞣助剂的可能性。从蓝湿革的Cr2O3含量、废液的Cr含量和坯革的物理性能等方面考察了木钠的助铬鞣效果。结果表明,提碱后加入木钠可以提高皮胶原的铬吸收率,有效减少废液中铬的排放量,同时增加蓝湿革的收缩温度、厚度和紧实度。木钠助铬鞣的最佳工艺为：铬粉6.0%,转动2h;提碱至pH3.8～4.0;木钠1.0%,转动1h;升温至40℃,转动2h;出鼓,搭马静置24h。     

高吸收清洁化铬鞣技术

铬鞣法是目前制革工业中最成熟、产品质量最可靠、成本最低的鞣革方法,但是由于铬鞣带来的污染。限制了其使用。本文综述了几种高吸收清洁化铬鞣技术,能有效地促进铬的吸收,减少废液中铬的含量,符合清洁化生产的要求,促进了皮革工业的可持续发展。     

铬鞣技术研究进展

铬鞣是制革工艺中的重要工序,铬鞣技术的发展也已有一百多年历史。本文介绍了国内外各种铬鞣技术、特别是几种技术完善的铬鞣方法,也简述了铬鞣剂的结构、性能及制备方法。