烘箱-新型皮革绿色合成方法：铬鞣革屑应用

面对当今紧张的资源与日益恶化的环境，人们开始对资源合理利用和环境保护倍加关注。统计资料表明，制革过程中原皮质量的近２５％变成了固体废弃物，生产高质量的皮革甚至要产生约５０％的废渣。１９９６年美国皮革工业产生约５万ｔ铬鞣废屑，*约６０万ｔ。在美国处理１ｔ固体废弃物约需２０美元，处理费用昂贵。我国是制革大国，１９９７年的皮革产量为１０００１４万张。几乎占世界产量的１／２，而我国在处理制革废弃物方面的研究尚少。主要应用领域仍然是就其纤维特征来生产无纺布，作人造革等的基底材料，或同别的纤维混合制造复合材料，也有一部分与其他高分子合成复合膜材料等。就目前的研究成果来看，大多是生产一些低附加值的产品。

　　

　　回收利用铬鞣革屑既消除含铬革屑对环境的污染又充分利用原皮和铬资源。随着环保条件要求的不断提高以及市场竞争的加剧，寻找合理有效的利用途径，研制开发高附加值产品，已成为含铬固体废弃物利用中的重要课题。也是解决我国制革废弃物污染的迫切要求。

　　

　　铬鞣革屑应用在皮革生产方面通常是将铬鞣革屑粉碎后采用物理方法生产合成革，另外也有利用铬鞣革屑生产再生革方面的研究。而这些方法铬鞣革屑的利用率不高，产品性能失去天然皮革的优良性能，还会给环境带来二次污染。

　　

　　本研究将铬鞣革屑*溶解在极性非质子溶剂中，采用化学交联反应后再经过化学修饰生成新皮革。此过程没有从铬鞣革屑中分离出任何污染环境的物质而使其全部用于以后的化学交联反应，铬鞣革屑利用率高，符合绿色化学中的原子经济性的思想，是新型皮革的一种绿色合成方法。此反应微观上可形成网状结构，合成的新型皮革力学性能和耐水性有明显提高。

　　

　　１实验部分

　　

　　１．１仪器与原料

　　

　　ＦＺ１０２型微型植物粉碎机；；ＢＳ３００Ｓ－ＷＥ１（ｄ＝０．００１）精密天平；ＤＦ－１０１Ｓ集热式恒温加热磁力搅拌器；ＤＶ－１旋转粘度计。

　　

　　铬鞣革屑；草酸；二甲基亚砜（ＤＭＳＯ）；二苯基甲烷二异氰酸酯（ＭＤＩ）；１，４－丁二醇。

　　

　　１．２实验方法

　　

　　将铬鞣皮革粉碎后干燥，称取一定量铬鞣革屑，加适量助溶剂草酸，在恒温磁力搅拌器中溶解于溶剂ＤＭＳＯ中，再将化学交联剂ＭＤＩ加入到铬鞣革屑溶液中反应，加入适量修饰剂１，４－丁二醇得新皮革的乳液。zui后涂布干燥成膜得到新型皮革。

　　

　　１．３测试方法

　　

　　铬鞣革屑溶解情况考察溶液的黏度，交联反应过程考察胶膜的耐水性。黏度测量：利用ＤＶ－１旋转粘度计，室温下，选择合适的转子测量３次取平均值。耐水性测量：取一定量乳液置于玻璃培养皿中于室温下成膜，再放于６０℃烘箱中烘干，称取一定量乳胶膜质量为Ｗ０浸泡于水中，２４ｈ后取出，用滤纸快速的吸取表面水分，立即称取质量为Ｗ，胶膜吸水率的计算公式为：

　　

　　吸水率（％）＝（Ｗ－Ｗ０）／Ｗ×１００％

　　

　　２结果与讨论

　　

　　２．１溶解过程

　　

　　取１ｇ干燥的铬鞣革屑，在一定温度下溶解于１５ｍＬＤＭＳＯ中，加入适量的助溶剂，溶解一定时间后测量溶液的粘度。考察溶解时间、溶解温度、助溶剂用量对溶解过程的影响，得出溶解过程*条件。

　　

　　２．１．１时间对溶解过程的影响

　　

　　在时间不同，其他因素相同的条件下，铬鞣革屑的溶解情况随时间延长，溶液的粘度降低，溶解效果渐好，３ｈ后粘度变化小，说明此条件溶解理想，而时间过长就会造成能源浪费。综上所述，溶解过程*时间为３ｈ。

　　

　　２．１．２温度对溶解过程的影响

　　

　　在温度不同，其他因素相同的条件下，铬鞣革屑的溶解情况，随温度升高，溶液的粘度降低，溶解效果渐好，６０℃后粘度变化小，说明此条件溶解理想，而温度过高铬鞣革屑容易变性，影响以后的化学交联反应。综上所述，溶解过程*温度为６０℃。

　　

　　２．１．３助溶剂对溶解过程的影响

　　

　　在助溶剂用量不同，其他因素相同的条件下，铬鞣革屑的溶解情况，随助溶剂用量增加，溶液的粘度降低，溶解效果渐好，０．２ｇ后粘度变化小，说明此条件溶解理想，而助溶剂用量过多，会与交联剂发生副反应，影响胶膜的性能。综上所述，溶解过程助溶剂*用量为０．２ｇ。

　　

　　２．２交联反应

　　

　　在６０℃下，取１ｇ干燥的铬鞣革屑溶解于１５ｍＬＤＭＳＯ中，加入０．２ｇ的助溶剂，充分搅拌３ｈ。将溶解后的铬鞣革屑在一定温度下加入适量的交联剂，再加入修饰剂１，４－丁二醇０．０２ｇ，反应一定时间后得到乳状物———胶乳。取一定量乳液置于玻璃培养皿中于室温下成膜———胶膜，测量胶膜的吸水率。考察反应时间、反应温度、交联剂用量对交联反应过程的影响，得出交联反应过程*条件。

　　

　　２．２．１时间对交联反应过程的影响

　　

　　在时间不同，其他因素相同的条件下，，铬鞣革屑的交联反应，随时间延长，胶膜的吸水率降低，胶膜耐水性能渐好，２４ｈ后胶膜的吸水率变化小，说明此条件胶膜耐水性理想，而时间过长就会造成能源浪费。综上所述，交联反应过程*时间为２４ｈ。

　　

　　２．２．２温度对交联反应过程的影响

　　

　　在温度不同，其他因素相同的条件下，铬鞣革屑的交联反应情况随温度升高，胶膜的吸水率降低，胶膜耐水性能渐好，６０℃后胶膜的吸水率变化小，说明此条件胶膜耐水性理想，而温度过高铬鞣革屑容易变性，影响化学交联反应。综上所述，交联反应过程*温度为６０℃。

　　

　　２．２．３交联剂用量对交联反应过程的影响

　　

　　在交联剂用量不同，其他因素相同的条件下，铬鞣革屑的交联反应，随交联剂用量增加，胶膜的吸水率降低，胶膜耐水性能渐好，０．３５ｇ后胶膜的吸水率变化小，说明此条件胶膜耐水性理想，０．４５ｇ时交联剂过量，交联剂本身亲水，故吸水率回升。综上所述，交联反应过程交联剂*用量为０．３５ｇ。

　　

　　３结论

　　

　　将铬鞣革屑溶解在极性非质子溶剂中，采用化学交联反应后再经过化学修饰生成新皮革是可行的。铬鞣革屑溶解在极性非质子溶剂中的*条件是６０℃下搅拌溶解３ｈ，废革屑∶助溶剂（质量比）为１∶０．２；交联反应过程*条件是６０℃下搅拌反应２４ｈ，废革屑∶交联剂（质量比）为１∶０．３５。整个过程没有从铬鞣革屑中分离出污染环境的物质，铬鞣革屑利用率高，产品性能保持天然皮革的优良性能，未给环境带来二次污染，是新型皮革的一种绿色合成方法。