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复合锆铝皮革鞣剂的合成研究

发布日期:2007-3-3  类型:免费文章  作者:  来源: 世界皮网   点击 5131

    皮革的生产从原皮经鞣制、整饰等工段直到成革的全部过程都是用化学方法处理的,因此每个工序都需要某些特定的化工材料,主要包括皮革鞣剂、皮革加脂剂、涂饰剂和其它助剂等.本文讨论的是皮革鞭剂中的复合错铝鞭剂的合成方法。
  皮革鞣剂是能进到生皮组织中去,而且能改变皮的性质,使皮变成具有柔软性、弹性、强度好、耐水、耐热、耐腐蚀、有化学稳定性的革的化学试剂,主要包括无机鞣剂和有机鞣剂,无机鞣剂中有铝鞣剂、铬鞣剂、独占锆鞣剂以及一些其它金属络合鞣剂等.皮革鞣剂主要是用来鞣革,既可单独使用,也可以和其它化合物混合使用以改变皮革的质量.另外,和其它鞣剂混合使用,也可以改变其它鞣剂的性能,提高成品革的内在质量。
  用铬鞣剂鞣制皮革是我国毛皮生产中应用最广泛的一种方法,主要用于主鞣,铬鞣剂在制作过程中,排放大量的废水,而这些废水中含有大量的致癌物质,对环境有严重污染,因此正在被其它的鞣剂所取代。
  用单一铝鞣剂进行鞣革是古老的鞣法之一,在我国有一定的市场,它可以单独用于生产各种皮革,但更能有效地适用于和铬鞣剂结合鞣制以生产不同特殊性能的各种皮革.但皮板不耐水,鞣后水洗会将铝鞣剂大部分洗去,且干后皮板变硬。
  锆鞣剂的性能介于植物鞣和铬鞣剂之间,它可以制造轻革和重革,在鞣制重革时,可使鞣制周期从50一60d缩短到一周左右,而且可提高革的耐磨性,它具有和矾桥型合成鞣剂配合代替拷胶生产鞋里革、家具革,它具有毛孔细致、丰满、弹性和填充性能好等特点.但是单独使用也有一些不足之处,如在鞣革过程中不能太彻底,成本也高等.为了提高革的量,缩短鞣制周期,减少环境污染,皮革厂在鞣革时用NaZzr以sq)2•2 H20和月2(Sq)3•1 8 H20配成复合鞭剂溶液.但在调节盐基度时,pH值只能在3.5以下,否则易形成月(0H)3沉淀.并且由于原料均含结晶水,存放时易风化失水,工人不易控制配料比,产品质量不稳定,并且不同批次的产品性能差别大,为此我们制备了晶体复合错铝鞭剂,以方便使用。
1.实验部分
1.1试剂及仪器
  试剂:Zr(SO4)•2H2O32g,AL2(S04)3•18H2O柠檬酸钠,氢氧化钠。
  仪器:烧杯,培养皿,水浴锅,减压蒸馏装置,抽滤装置,烘箱。
1.2实验步骤
称取Zr(SO4)•2H2O32g,AL2(S04)3•18H2O l00g和柠檬酸钠10g(加入柠檬酸钠的作用是蒙囿金属离子,不然在调pH值到3.5时便出现浑浊)。
将上述物料放于IL的烧杯中,加水400 mL使全部溶解,此时溶液为强酸性,然后用0.5 mol/L的Na0H溶液调整混合溶液的pH值为4.5.再将上述溶液转移至1L蒸馏烧瓶中,在水浴中减压蒸馏,控制真空度为80 KPa,溶液温度约在80℃,蒸发至有少许晶体在瓶壁出现后,停止蒸馏,趁热将物料再转入烧杯,并置于水浴锅中,控制水温30℃,此时物料间进行复合结晶,并慢慢析出,生成了错和铝的多核轻桥络合物.静置24h后进行抽滤,将滤渣置于培养皿中于105℃下烘干即为产品。
2.结果与讨论
2.1产品主要性状
  外观:白色粉状晶体;水溶性:3lg/L;饱和液:pH=4.0;盐基度:52%;金属元素摩尔比:Zr:AL=l:3.

2.2投料比对产品质量的影响
一般情况下,铝盐溶液在pH>4.0时便产生沉淀,而错盐溶液在pH>1 .5时便能产生沉淀.当把铝盐溶液和错盐溶液混合,便可以提高错盐溶液对碱的稳定性,但这两种盐的比例不同时,稳定作用也有所变化.实验证明,若用Zr(504)2•2H2O与AL2(S04)3•18H2O配成Czr=0 .2 mol .L-1,CAL=0 .2 mol.L-1的溶液,然后对zr:月摩尔比不同的混合溶液用0.1 mol.L-1的Na0H溶液进行滴定,刚出现浑浊时的pH值如图l所示
  由图l看出,单一Zr(SO4)2溶液产生沉淀的pH值约为1.5.当有铝盐存在时,混合液产生沉淀的pH值提高了.根据以上曲线看出:在Zr:AL=1 mol: 3 mol时,出现了转折点.以后曲线上升幅度平缓,说明此时的物料配比为稳定Zr盐溶液的最佳配料比.
  另据文献介绍,铝盐的存在能增加生皮对错盐的吸收量.使鞣制周期缩短,并能提高成品革的收缩温度,有利于提高成革的质量.因此我们在制备错铝复合鞣剂时,使Zr:AL为l:3的摩尔比.
2.3温度对产品质量的影响
  调整pH值后的混合溶液在高温浓缩时会析出氢氧化物沉淀,所以用减压蒸馏的方法进行浓缩.结晶时采用保温措施,有利于形成均匀的多核轻桥络合物,可能的结构为
 
2.4 pH值对产品质量的影响
  在水中,硫酸铝与硫酸错都易水解,特别是硫酸错的水溶液呈强酸性,说明都能在较强酸度下生成碱式盐,而由两种碱式盐复合而成的多核轻桥络合物中,轻桥多即所谓的盐基度大,鞣制的皮革质量好,所以在不生成氢氧化物沉淀的前提下,复合结晶前的物料液的pH值应尽可能高些.
3.结论
  实践证明复合锆铝鞣剂是一种较理想的鞣剂,不仅可以代替有毒的铬盐,而且成革的质量也好,由于铝盐的比例较大,成本也适中,并且鞣革的工艺条件不苛刻,因此对复合错铝皮革鞣剂的合成研究很有必要.本文所述产品从性状分析符合一般工业鞣革要求,是一种值得开发研究的产品.

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