面对当今紧张的资源与日益恶化的环境,人们开始对资源合理利用和环境保护倍加关注。统计资料表明,制革过程中原皮质量的近25%变成了固体废弃物,生产高质量的皮革甚至要产生约50%的废渣。1996年美国皮革工业产生约5万t铬鞣废屑,全世界约60万t。在美国处理1t固体废弃物约需20美元,处理费用昂贵。我国是制革大国,1997年的皮革产量为100014万张。几乎占世界产量的1/2,而我国在处理制革废弃物方面的研究尚少。主要应用领域仍然是就其纤维特征来生产无纺布,作人造革等的基底材料,或同别的纤维混合制造复合材料,也有一部分与其他高分子合成复合膜材料等。就目前的研究成果来看,大多是生产一些低附加值的产品。
回收利用铬鞣革屑既消除含铬革屑对环境的污染又充分利用原皮和铬资源。随着环保条件要求的不断提高以及市场竞争的加剧,寻找合理有效的利用途径,研制开发高附加值产品,已成为含铬固体废弃物利用中的重要课题。也是解决我国制革废弃物污染的迫切要求。
铬鞣革屑应用在皮革生产方面通常是将铬鞣革屑粉碎后采用物理方法生产合成革,另外也有利用铬鞣革屑生产再生革方面的研究。而这些方法铬鞣革屑的利用率不高,产品性能失去天然皮革的优良性能,还会给环境带来二次污染。
本研究将铬鞣革屑完全溶解在极性非质子溶剂中,采用化学交联反应后再经过化学修饰生成新皮革。此过程没有从铬鞣革屑中分离出任何污染环境的物质而使其全部用于以后的化学交联反应,铬鞣革屑利用率高,符合绿色化学中的原子经济性的思想,是新型皮革的一种绿色合成方法。此反应微观上可形成网状结构,合成的新型皮革力学性能和耐水性有明显提高。
1实验部分
1.1仪器与原料
FZ102型微型植物粉碎机;DHG-9140A型电热恒温鼓风干燥箱;BS300S-WE1(d=0.001)精密天平;DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器;DV-1旋转粘度计。
铬鞣革屑;草酸;二甲基亚砜(DMSO);二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI);1,4-丁二醇。
1.2实验方法
将铬鞣皮革粉碎后干燥,称取一定量铬鞣革屑,加适量助溶剂草酸,在恒温磁力搅拌器中溶解于溶剂DMSO中,再将化学交联剂MDI加入到铬鞣革屑溶液中反应,加入适量修饰剂1,4-丁二醇得新皮革的乳液。最后涂布干燥成膜得到新型皮革。
1.3测试方法
铬鞣革屑溶解情况考察溶液的黏度,交联反应过程考察胶膜的耐水性。黏度测量:利用DV-1旋转粘度计,室温下,选择合适的转子测量3次取平均值。耐水性测量:取一定量乳液置于玻璃培养皿中于室温下成膜,再放于60℃烘箱中烘干,称取一定量乳胶膜质量为W0浸泡于水中,24h后取出,用滤纸快速的吸取表面水分,立即称取质量为W,胶膜吸水率的计算公式为:
吸水率(%)=(W-W0)/W×100%
2结果与讨论