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以木质素合成皮革鞣剂的研究

宋双  
【摘要】:在制革工艺中,鞣制是关键,复鞣被称为“点金术”,由此可见皮革鞣剂在制革中的重要性。目前,应用最多的皮革鞣剂是铬鞣剂。然而铬鞣剂的使用会造成环境的严重污染,并且地壳中的铬资源非常有限,因此寻求新型皮革鞣剂迫在眉睫。木质素是自然界中储量丰富的可再生资源,绿色环保,价格低廉。由于其结构中含有酚羟基,可以与生皮中的胶原发生交联反应,因此可以用来制作皮革鞣剂。 本文旨在以造纸黑液木质素为原料合成皮革鞣剂,并考察其鞣制性能。 (1)采用酸沉淀法从造纸黑液中提取木质素,并对其进行提纯。在Pd C催化作用下,对纯化木质素进行加氢还原反应,通过研究确定了最佳反应条件:反应温度为90℃,反应时间为3h,催化剂用量为0.06g·g~(-1),得到目标产物木质素栲胶。利用X射线荧光光谱、Folin-Ciocalteu试剂法、UV-VIS、FTIR、GPC等手段对所得产物进行表征。实验结果表明:粗木质素经过提纯后,杂质质量分数由31.4%降低到8.9%;加氢还原反应后的木质素中可反应基团增加,其中酚羟基含量增加了30.12%,木质素的反应活性大大提高,木质素的分子量分布比较均一。 (2)以木质素栲胶为鞣剂,对浸酸羊皮进行预鞣。考查了不同栲胶用量对成革物理和机械性能的影响,发现当木质素栲胶的用量为12%时,成革的综合性能最佳。对成革进行分析检测,结果表明:革样的柔软性和丰满度良好,粒面紧实,收缩温度为91.6℃,预鞣前后革样厚度平均偏差差值为4.9μm,填充性能良好,撕裂强度为16.6N mm。 (3)利用木质素栲胶对铬鞣猪皮正面革进行复鞣,考察了不同栲胶用量对复鞣效果的影响,实验证明当木质素栲胶用量为2%时,成革的综合性能最佳。检测结果表明:此时成革的弹性和柔软性都非常好,丰满度良好,粒面紧实,收缩温度为94.8℃,抗张强度为14.5N mm~2,撕裂强度为19.3N mm,复鞣效果最佳。 本论文对木质素合成皮革鞣剂提出了新方案,为进一步对木质素的结构、应用和皮革鞣剂的合成方面的研究提供了新思路。木质素栲胶的鞣制性能达到了其他植物鞣剂的水平,在制革工艺中可以完全替代其他鞣剂。木质素是造纸行业的副产物,用其制备皮革鞣剂,不但能够降低制革成本,对环境保护与低碳经济也具有现实意义。


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