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关注天然物对环境友好地提高皮蛋白质稳定性作用
2019-01-16

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前言

铬鞣是已知的多功能性鞣制方法。但是,日益增长的环境、健康和安全方面的顾虑迫使制革者采用替代铬鞣的方法[1-4]。因此全球范围都在寻找一种更清洁、更可行的鞣制方式。到目前为止,已研究的对各种替代鞣剂[5-7],包括铝、铁、锆、醛鞣剂及其它们的结合鞣。这些鞣剂要么不符合皮革性能要求,要么不符合生态标准。植鞣是皮革业中最古老的鞣制方法[8-9]。基于植物单宁的鞣制体系的研究表明,植鞣是一种有可能替代铬鞣的鞣制方法。植鞣革有许多优点,如与皮肤的亲和性、舒适性和成型性好[10],该鞣制方法所产生的废液也易于处理。植鞣革的缺陷是缺乏柔软度和坚牢度,容易受到真菌侵蚀。在最初的研究工作中,为了提高革的稳定性,采取在丙烯酸聚合物存在条件下,用植物单宁鞣制裸皮的方法[11]。本试验采用植物单宁与植物油组合鞣革,以提高皮质的稳定性。

目前,麻风树(大戟科的一种)油已被用于结合鞣[12]。麻风树原产于拉丁美洲,生长于印度、尼泊尔、菲律宾、加纳、墨西哥、巴西、阿根廷和欧洲的荷兰以及澳大利亚等地。3Kg的麻风籽可产1-1.2L的油,粗麻风油售价为每公斤0.6-0.8美元。

 

2实验

2.1原皮

原料皮选择1千克左右的盐腌山羊皮。为了考察皮的变化,把原皮平均分为两部分,其中一半用常规植鞣鞣制,另一半用植-麻风油鞣制。试验所用植物鞣剂为荆树皮栲胶(粉状)。

2.2麻风树油的特性

试验所用油为工业级生麻风树油。用Hanus方法测定油的碘值,用官方标准方法测定酸值和皂化值。

2.3对比工艺

脱灰及调整裸皮的处理见表1

1对比工艺

50%


预鞣剂

1%

60 min

荆树皮栲胶

20%

6 hrs

甲酸

1%

3 X 10 ,60 min

 

鞣制的革用常规植鞣革的处理方法,进行伸展、挂晾干燥、拉软和磨革。

2.4试验工艺

2试验工艺

50%


预鞣剂

1

60 min

荆树皮栲胶

10%

3 hrs

麻风树油

X %

3 hrs

甲酸

1%

3 X 10,转60 min

 

鞣制后的革用常规植鞣革的处理方法,进行伸展、挂晾干燥、轻微拉软和磨革。

2.5工艺参数的标准化

为了确定植物单宁和麻风树油的最佳加料顺序,选取在pH4.2pH8.5,及麻风树油不同用量246810%)的进行结合鞣制。

2.6物理评估方法

使用Theis收缩温度仪测定成革的收缩温度,这是测量皮革的湿热稳定性的一种方法。用标准方法测定成革的各项物理机械性能。试样用IULTCS标准方法[13]取样,抗张强度、伸长率(%)、撕裂强度和粒面崩裂强度都用相应的标准方法测试。

按照官方标准[14],用灰色卡测定革的耐光牢度。

用标准感观评估技术评价植鞣革的柔软度、粒面紧实性、丰满性和整体外观。经验丰富的制革者在对革样的每项功能特征评估时,按0-10分进行打分。

试验的样品和常规植鞣革样在鞣制过程中,在臀部取样。然后用Edwards E 306喷涂机喷金,用Cambridge体视扫描S 150扫描电子显微镜进行分析。

2.7抗菌测试

按照如下的标准实验方法测试鞣制后的革的抗真菌性。于无菌条件下取20mlSDA培养基,注入到培养皿中,在培养基固化完全的时候,把圆形的革样平放在培养基表面,让革的表面粘贴在培养基上。在同一个培养箱中放入两组试验,一组试验曝露革粒面,另一组试验曝露革肉面。用标准化的接种体(黑曲霉、黄曲霉和木霉)均匀涂抹在培养基的表面,于25温度下培养30天。观察霉菌的生长情况。

 

3结果与讨论

3列出了麻风树油的特性值,即碘值、酸值和皂化值。

3 生麻风树油的化学特征

参 数

数值

碘 值

110

酸 值

4.5

皂化值

198.85

 

pH4.5pH8.5,麻风树油的用量分别为246810%,与荆树皮栲胶用量为10%的初步组合试验,成革的收缩温度如表4所示。

 

4革的收缩温度

鞣制的类型

pH 4.2 – 4.5

pH 8.0 – 8.5

20%荆树皮栲胶

79±2oC

-

10%荆树皮栲胶+ 2%

麻风树油

82±2oC

81±2oC

10%荆树皮栲胶+ 4%

麻风树油

82±2oC

81±2oC

10%荆树皮栲胶+ 6%

麻风树油

84±2oC

83±2oC

10%荆树皮栲胶+ 8%

麻风树油

85±2oC

85±2oC

10%荆树皮栲胶+10%

麻风树油

Jatropha oil

86±2oC

85±2oC

 

鞣制后的革的收缩温度有明显的区别,选择收缩温度大于85的组合鞣制方式作为进一步的研究对象。通过试验革样与常规植鞣革相比,和成革性能的评价,最佳鞣制方案是pH4.2-4.5,麻风树油用量10%,先加植物鞣剂,再加植物油。植物(荆树皮)-麻风树油鞣制的革,可能由于在植物单宁中油部分氧化,使革的耐光性增强,如表5所示。

5耐光性能

鞣制的类型

评估等级

植鞣革

2

植+麻风树油鞣革

4

 

新的鞣制方法中植物单宁的用量为常规用量的50%,因此用组合方式鞣制的革颜色可能比常规工艺鞣制革颜色浅。表6、表7分别列出了革的物理机械性能和由三个专家评价的感观性能。由此可见,用组合方式鞣制的革物理机械性能优于用常规植鞣革。

6成革的物理强度

鞣制类型

抗张强度(Kg/cm2)

撕裂强度(Kg/cm)

伸长率(%)

崩裂强度

植鞣革

211±1

27±1

43±1

70±0.3

+麻风树油鞣革

224.4±1

52.4±1

53.0±1

78±0.3

 

7革的感观性能*

鞣制的类型

柔软度

丰满性

坚实性

光滑度

总体外观

植物鞣革

5

5

6

7

5

植+麻风树油鞣革

7

6

7

7

6

*三位专家评估的平均值

 

在荆树皮-麻风树油组合鞣革试验中,不需要防霉处理和加油,而这在常规植鞣工艺中是不可缺少的。在贮存过程中,试验制成的革颜色没有明显的变化,而常规植鞣革的颜色变深了。

对荆树皮鞣革和荆树皮-麻风树油鞣革的扫描电镜(SEM两种鞣制体系鞣制的革无明显变化,荆树皮-麻风树油鞣制的革纤维分散程度比纯植鞣革稍好。

4结论

研究表明,用麻风树油鞣革可以达到无矿物鞣革的要求。组合鞣革方式生产的革其强度和感观性能提高了。把这种组合鞣革方式用于鞋面革和绒面服装革的加工中,与常规鞣制的革相比具有更好的性能,证明了这种组合体系的通用性。