石榴皮栲膠在皮革鞣制中的應(yīng)用

王學(xué)川，步巧巧，任龍芳，雒 香

(陜西科技大學(xué) 教育部輕化工助劑化學(xué)與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 陜西 西安 710021)

0 引言

栲膠用于制革已有久遠(yuǎn)的歷史，目前仍被廣泛應(yīng)用于底革、帶革、箱包革的鞣制以及鞋面革的復(fù)鞣.栲膠鞣革具有良好的填充性、成型性等特點(diǎn)，這是其它鞣劑所難以替代的.近幾年來(lái)，隨著栲膠的市場(chǎng)需求量有所上升，我國(guó)卻由于栲膠原料短缺等原因而使其年產(chǎn)量逐年下降，目前總產(chǎn)量甚至不到15 000 t.因此，解決栲膠原料短缺問(wèn)題，開(kāi)發(fā)性能優(yōu)良的新品種栲膠已迫在眉睫，文章重點(diǎn)研究了GE栲膠在皮革鞣制中的作用，為其在皮革工業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ).

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與材料

DJD型五滾筒鞣革機(jī)(錫山市東北塘礦山機(jī)械廠)；MSW-YD4型Ts測(cè)定儀(陜科大陽(yáng)光電子研究所)；GJ9B1型定重式測(cè)厚儀(浙江余姚輕工機(jī)械廠)；CP-25型沖樣機(jī)(浙江余姚輕工機(jī)械廠)；PT-1171型拉(壓)力試驗(yàn)機(jī)(臺(tái)灣寶大國(guó)際股份有限公司)；TS-2000-S型多功能型材料試驗(yàn)機(jī)(臺(tái)灣高鐵科技股份有限公司).

GE栲膠(陜西恒興果汁飲料有限公司)；綿羊藍(lán)濕皮、綿羊皮酸皮均為實(shí)驗(yàn)室自制.

1.2 栲膠指標(biāo)測(cè)定

制備GE栲膠，然后按照國(guó)家林業(yè)部發(fā)布行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)LY/T1084-93的檢驗(yàn)方法對(duì)溶液中的不溶物、單寧和非單寧、pH、沉淀進(jìn)行檢測(cè)分析，并與栲膠BA進(jìn)行了理化性質(zhì)的對(duì)比.

1.3 主鞣實(shí)驗(yàn)工藝

原料皮：綿羊皮酸皮(酸皮增重50%)；

去酸：70%水，0.5%小蘇打，常溫，轉(zhuǎn)40 min，pH3.6～4.0；

浸硝：10%元明粉，常溫，轉(zhuǎn)6×60 min；

鞣制：x% GE栲膠，42℃，轉(zhuǎn)14×60 min， pH5.0；

漂洗：150%水，1.5% MB-1復(fù)鞣劑，1.0%～1.5%草酸，40℃，轉(zhuǎn)40 min，pH3.6～3.8；

加脂：0.3%亞硫酸化魚(yú)油，1%硫酸化蓖麻油，1.5%亞硫酸化菜油，42℃，轉(zhuǎn)1.5×60 min，pH5.5.

本工藝的目的是確定GE栲膠在綿羊皮服裝革主鞣時(shí)的最佳用量.試驗(yàn)時(shí)加入的GE栲膠量x%值分別為5.0%，10%，12%，15%，17%，20%，25%，30%，35%，40%.按上述工藝加工完成后，分別測(cè)定植鞣皮的Ts以及撕裂強(qiáng)度和抗張強(qiáng)度.

1.4 復(fù)鞣實(shí)驗(yàn)工藝

原料皮：綿羊皮藍(lán)濕皮(按削勻革計(jì)重)

水洗：300%水，0.5%小蘇打，常溫，轉(zhuǎn)30 min，pH5.5～6.0；

復(fù)鞣：100%水，0.5%硫酸化蓖麻油，x% GE栲膠，30℃，轉(zhuǎn)90 min，pH5.5～5.7，0.3%甲酸，轉(zhuǎn)30 min，pH4.5；

加脂：100%水，5.0%硫酸化蓖麻油，7% L—3，55℃，轉(zhuǎn)60 min，1%甲酸，轉(zhuǎn)30 min.

本工藝的目的是確定GE栲膠在綿羊皮服裝革復(fù)鞣中的最佳用量.試驗(yàn)時(shí)GE栲膠的用量x%值分別為1.0%，2.0%，5.0%，7.0%，8.0%，9.0%，10%，12%.按上述工藝加工完成后，分別測(cè)植鞣皮的Ts以及撕裂強(qiáng)度和抗張強(qiáng)度.

1.5 對(duì)比實(shí)驗(yàn)

分別使用GE栲膠和BA栲膠對(duì)綿羊皮藍(lán)濕皮進(jìn)行復(fù)鞣，對(duì)成革進(jìn)行物理機(jī)械性能的測(cè)試和收縮溫度的測(cè)定，對(duì)比分析在相同栲膠用量(7%)下兩種栲膠對(duì)鉻鞣革的復(fù)鞣效果.

2 結(jié)果與討論

2.1 栲膠指標(biāo)測(cè)定

從表1可以看出，與BA栲膠相比，GE栲膠所含單寧量較低，非單寧含量較高，所以在使用過(guò)程中應(yīng)考慮固含量對(duì)GE栲膠鞣制效果的影響.

表1 GE栲膠及BA栲膠指標(biāo)測(cè)定結(jié)果

2.2 石榴皮主鞣工藝研究

圖1 不同栲膠量主鞣成革的物理機(jī)械性能比較

圖1為不同用量栲膠主鞣綿羊服裝革的物理機(jī)械性能比較圖，由圖可知，隨著栲膠用量的不斷增加，成革收縮溫度呈上升趨勢(shì)，最高達(dá)到75.3℃；撕裂強(qiáng)度和抗張強(qiáng)度均呈先上升后下降趨勢(shì)，在栲膠用量為17%～20%時(shí)達(dá)到最大值，綜合以上分析，最終確定GE栲膠在主鞣工藝中的最佳用量為20%.

2.3 石榴皮復(fù)鞣工藝研究

在復(fù)鞣工藝中采用邊復(fù)鞣邊加脂的多次分步加脂的方式并注意加脂劑的合理配置和用量.由于植鞣后革的pH為4.5±，而且革的帶電性均勻，因此無(wú)需中和即可在適當(dāng)調(diào)整pH后，實(shí)現(xiàn)加脂劑和復(fù)鞣劑在皮中的較好滲透與結(jié)合.主加脂在復(fù)鞣填充結(jié)束后直接進(jìn)行，既有利于加脂劑的吸收又節(jié)省了工序.

圖2為不同栲膠用量對(duì)綿羊皮藍(lán)濕革復(fù)鞣時(shí)成革的收縮溫度變化，圖示表明，隨著栲膠用量的增加，成革的收縮溫度先上升后下降，在栲膠用量為5%時(shí)收縮溫度值可達(dá)到125.3 ℃.之后繼續(xù)加大栲膠用量，收縮溫度則有所下降.

圖2 不同栲膠用量復(fù)鞣對(duì)Ts的影響

不同栲膠用量對(duì)綿羊皮藍(lán)濕革復(fù)鞣時(shí)成革的各項(xiàng)物理機(jī)械性能比較如圖3所示，由圖可知，隨著栲膠用量的增加，成革撕裂強(qiáng)度有所下降；但栲膠用量對(duì)成革的抗張強(qiáng)度影響不大；其規(guī)定負(fù)荷伸長(zhǎng)率和斷裂伸長(zhǎng)率分別在栲膠用量為7%和9%時(shí)達(dá)到最大.

綜合考慮栲膠用量對(duì)成品革收縮溫度和物理機(jī)械性能的影響，最終確定GE栲膠復(fù)鞣綿羊皮藍(lán)濕革的最佳用量為7%.

圖3 不同栲膠量復(fù)鞣成革的物理機(jī)械性能比較

2.4 對(duì)比試驗(yàn)

表2 不同栲膠對(duì)綿羊服裝革的復(fù)鞣結(jié)果

分別用GE栲膠和BA栲膠對(duì)綿羊皮藍(lán)濕皮進(jìn)行復(fù)鞣，結(jié)果如表2所示，由此表明用GE栲膠復(fù)鞣時(shí)成革顏色較深，生產(chǎn)中比較適合做深色革；此外，GE栲膠的填充性和成型性均優(yōu)于BA栲膠，但柔軟性欠佳.

3 結(jié)論

對(duì)GE栲膠主鞣和復(fù)鞣綿羊皮服裝革的加工工藝、工藝優(yōu)化以及產(chǎn)品性能進(jìn)行了研究.通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)確定了主鞣和復(fù)鞣時(shí)GE栲膠的最佳用量分別為20%和7%.成品檢測(cè)顯示，GE栲膠主鞣時(shí)綿羊皮成品服裝革的Ts為68.8～75℃，而復(fù)鞣時(shí)成革的收縮溫度則高達(dá)111～126.4℃.成革柔軟豐滿，手感良好，完全能夠滿足服裝革的性能要求.通過(guò)試驗(yàn)優(yōu)化，最終確定了使用GE栲膠主鞣和復(fù)鞣綿羊皮服裝革的加工工藝.

[1] 羅艷虹.植物鞣劑用于輕革的研究進(jìn)展[J].中國(guó)皮革,2006,35(7):10-12.

[2] 石 碧.有機(jī)鞣法生產(chǎn)高濕熱穩(wěn)定性輕革[J].中國(guó)皮革,1993,25(6):3-9.

[3] Navratil.Compositions and methods for reducing the permeability of underground strata[P].USA:4743633,1988-05-10.

[4] 汪建根，楊宗邃，馬建中，等.橡碗栲膠接枝改性的研究[J].中國(guó)皮革,1998,27(7):9-13.

[5] 李 鎧，單志華.我國(guó)植物鞣劑應(yīng)用及分析研究[J].中國(guó)皮革,2007,36(15):3-57.

[6] 呂緒庸.植物鞣劑簡(jiǎn)史及其取代鉻鞣的技術(shù)建議[J].西部皮革,2006,10:20-22.

[7] Campbell M.M,Sterjiades R,Eriksson K.E.L,et al.Natural polyphenols in the wood adhesives industry[M].Pairs:INRA,1993,116-117.

[8] N.Nishad Fathima,R.Aravindhan,J.Raghava Rao,et al. Tannic acid-phosphonium combination:A versatile chrome-free qrganic tanning[J].JALCA,2006,101(5):161-168.

[9] 林 栩.純植物栲膠鞣革工藝[J].中國(guó)皮革,2006,35(17):4-6.

[10] 孫達(dá)旺.植物單寧化學(xué)[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社，1992,217-218,377-378.

[11] 汪建根,章川波,俞從正，等.北方質(zhì)次土種綿羊皮制作光面毛革生產(chǎn)工藝的研究[J].中國(guó)皮革,2002,31(23):19-22.