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随着工业化程度的不断提高,人们开始逐渐重视资源利用与环境保护之间的矛盾,常规铬鞣方法的污染已经成为皮革可持续发展的瓶颈,本文旨在对几种典型无金属鞣剂结合鞣革的工艺进行研究,寻找代替传统铬鞣的方法。研究了栲胶BA与嗯唑烷ZE结合鞣制体系、栲胶BA与有机膦FCC结合鞣制体系和栲胶BA与无铬鞣剂TM2结合鞣制体系。针对鞣剂在鞣制过程中易释放甲醛的特点,在鞣制工序结束后增加氧化工序,并采用甲醛捕获剂降低甲醛含量。
在栲胶BA与嗯唑烷ZE结合鞣制体系中,单因素试验确定结合鞣的适宜用量为:5%BA和3%ZE。ZE补充鞣制的工艺条件为鞣制初期pH为3.5,后期提碱pH提至7.0,鞣制温度为40℃,所鞣坯革收缩温度(Ts)为90.5℃。加入1.5%端氨基树枝状聚合物做甲醛捕获剂降低皮革中甲醛的含量,在pH为6.0,作用时间为1.5h条件下,将游离甲醛含量从133.99mg/kg降低至36.18mg/kg,游离甲醛去除率达到73%。该鞣制体系鞣制坯革撕裂强度为51.3N/mm,抗张强度为19.2N/mm2,断裂伸长率为56.3%,规定负荷伸长率为26.9%。
在栲胶BA与有机膦FCC结合鞣制体系中,由单因素实验得出了两种鞣剂的适宜用量:BA用量为5%、FCC用量为2%。FCC鞣制初期pH为4.0,后期提升pH为5.5时,所鞣坯革Ts为90.3℃,加入1.0%端氨基树枝状聚合物,当pH为6.0,作用时间2h将游离甲醛含量从161.3mg/kg降低至34.3mg/kg,游离甲醛去除率达到78.7%。该鞣制体系鞣制的坯革撕裂强度为53.7N/mm,抗张强度为18.1N/mm2,断裂伸长率为68.8%,规定负荷伸长率为28.6%。
在栲胶BA与无铬鞣剂TM2结合鞣制体系中,由单因素实验得出适宜的工艺参数为:采用3%的TM2预鞣2h,鞣制初期pH为6.0,后期提碱至7.5,接着采用5%的BA补充鞣制,所鞣坯革Ts为88.2℃,同时选取端氨基树枝状聚合物做该鞣制体系的甲醛捕获剂,应用1.5%的甲醛捕获剂,pH为6.0,捕获时间为1.5h,游离甲醛含量由原来的94.06mg/kg降低到17.87mg/kg,游离甲醛去除率为80.1%。该鞣制体系鞣制的坯革撕裂强度为46.2N/mm,抗张强度为17.4N/mm2,断裂伸长率为44.2%,规定负荷伸长率为23.8%。
研究认为,栲胶BA与嗯唑烷ZE结合鞣制体系、栲胶BA与有机膦FCC结合鞣制体系和栲胶BA与无铬鞣剂TM2结合鞣制体系这3种不同的无金属结合鞣鞣制体系均体现出良好的应用前景,该3种鞣制体系结合鞣制后的坯革的耐湿热稳定性Ts均大于88℃,游离甲醛含量符合欧盟对直接与皮肤接触的皮革中甲醛的限制标准,物理机械性能优良,符合生产实践的要求。