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《四川大学》 2003年
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超声波对制革过程的影响及含铬废革屑的氧化脱铬

孙丹红  
【摘要】: 制革工业是我国具有综合优势的传统产业。但是,中国制革工业的持续发展正面临着环境污染、资源利用率低、生产效率低的严峻挑战。因此用高新技术改造这一传统产业,实现制革工业的绿色化和高新技术化具有重大的现实意义。 本文系统研究了超声波的空化效应对除去皮纤维问质和分散胶原纤维的作用;研究了超声波对制革常用酶制剂、鞣剂、染料和加脂剂在裸皮和皮革中的渗透速率、分布均匀性及吸收率的强化作用;同时还系统研究了超声波对含铬废革屑氧化脱铬的促进作用。 超声波对生皮作用的研究表明,超声波可以促使裸皮中可溶性蛋白质的溶解,有助于除去生皮中的纤维间质,且不损害裸皮的胶原纤维结构。同时超声波的空化效应使脂肪细胞壁破碎,油脂外溢,因此对生皮有脱脂作用。 超声波对制革常用酶制剂作用的研究表明,超声波对酶活力的影响因温度的变化而引起,因此在制革过程中超声波的使用不会影响酶的活力。 超声波对铬鞣、钛鞣和植鞣的影响研究表明,鞣剂的分子结构在超声波作用的过程中并未发生显著改变,因此鞣剂与裸皮的结合方式也未改变。超声波在溶液中的空化效应对鞣剂分子只具有分散作用,即鞣剂分子在超声波的空化效应作用下, 四川大学博士论文 得到进一步分散,更容易渗透到革内,所以在靴制初期有超声波作用时稣剂向裸皮 内渗透较快,收缩温度提高也快,而在蹂制后期革收缩温度的差异逐渐减小。 超声波预处理染料溶液,可提高染料的扩散系数值,加快上染速率;提高 上染百分率,降低皮革染色废液中的染料含量。研究表明超声波预处理染液的 助染效果与染浴温度有关。在45℃下染色时超声波的作用更明显,染料的扩散系 数或上染百分率均显著提高,说明应用超声波可实现低于常规工艺温度条件的染 色,这样,既可减少能源消耗,又能节约染料,降低生产成本。 无论是先将加脂剂施加超声波进行预处理,或在加脂过程中施加超声波, 还是先将加脂剂施加超声波进行预处理再在加脂过程中施加超声波,超声波只 起到了进一步分散加脂剂的乳液颗粒,从而促进加脂剂的渗透的作用。 本研究还表明,超声波在皮革加工过程中的传播受皮张厚度的影响,一般超 声波不易透过皮革而传播。因此超声波在制革加工中的应用应限于处理的材料, 使材料进一步分散,有助于材料向皮内的渗透。 超声波作用下的氧化脱铬明显优于无超声波作用条件下的氧化脱铬,超声 波的作用时间、频率、声强和传声媒介等都会影响含铬废革屑的脱铬率。氧化 脱铬过程可能发生了交联反应,即自由基反应和醛一胺缩合反应。这种方法克 服了单纯的氧化法脱铬率不高的缺点,具有很好的应用前景。对含铬废革屑在 超声波作用下的氧化脱铬产物的分析表明,其氨基酸组成与生皮相比基本不变。 从形态学观察说明,脱铬产物的纤维性状与生皮胶原纤维相比基本相同。
【学位授予单位】:四川大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TS51;X794

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