利用废弃铬革屑制备制革用脱脂剂的研究

摘要

我国每年制革产业都会产生大量的皮革下脚料，其主要成分是动物蛋白，所以这些皮革下脚料也具有很大的回收利用价值。但目前除了少数的被回收利用外，绝大部分被丢弃，这不仅造成巨大的蛋白质资源浪费，而且还造成了严重的环境污染问题。随着资源、环境等全球性生态问题的日益严峻，皮革工业的发展正面临着“可持续发展”战略的挑战。因此，如何最大限度的利用这些皮革废弃物具有重要意义与社会价值。
　　 本论文通过氢氧化钠、氧化镁、氧化钙提取革屑中的胶原蛋白，对影响碱法提取胶原蛋白的主要因素:碱的用量、水解温度、水解时间、固液比等进行了深入研究，确定了水解方式的最佳工艺条件。然后对各组在最佳条件下水解得到的革屑水解液进行物化分析和氨基酸液相色谱分析，以及水解液理化性能:胶原提取率，灰分，铬含量进行测定，最后选取最适合的革屑水解液与自制的油酰氯进行缩合反应生成蛋白型阴离子表面活性剂油酰基氨基酸钠，俗称雷米邦。然后通过对表面活性剂进行固含量、pH、起泡力、乳化力、表面张力的测定，以及红外光谱分析，来确定所合成的表面活性剂的性能。最后与纯碱复配脱脂剂进行猪皮脱脂实验，并与其他商业脱脂剂脱脂能力进行了比较，确定该表面活性剂的脱脂能力。
　　 研究结果表明:
　　 1)综合评价三种碱水解方法对铬革屑胶原的提取效果，结果表明氧化钙水解液在脱铬及胶原提取方面更适合于下一步的改性利用，其水解工艺条件为，CaO含量4％，水解温度80℃，水解时间8h，固液比1∶8。并且在此条件下，水解液的胶原提取率为34.05％，灰分含量为10.26％，铬含量为12.68mg·kg-1，达到了进一步实验的要求。
　　 2)利用蛋白质水解液酰化改性制备表面活性剂，制得的产品具有较好的发泡能力，泡沫性质较稳定;乳化性能也比较可观;能有效地降低溶液的表面张力，其临界胶束浓度在2g/L左右，由CMC值推测出其HLB值在17左右，属O/W水包油型乳化剂。
　　 3)最后制备的表面活性剂在猪皮脱脂试验中具有良好的脱脂效果，表面活性剂与无机盐复配成的脱脂剂脱脂率最高可达50％以上。且每次脱脂实验之后，用于脱脂的猪皮都会被洗的很干净，皮的手感也很柔和，说明自制的表面活性剂在脱脂的过程中也起到了一定的洗涤作用。
　　 最后对表面活性剂进行中试扩大化生产研究，针对中试场地条件，结合工业化生产中水电消耗等经济因素，对各生产工艺条件进行适当调整，探索出一条适合于扩大化批量生产的工艺条件。
　　 本课题研制的脱脂剂主要成分是一种蛋白类的表面活性剂，是通过铬革屑水解液的改性而获得。其原料广泛、易得且经济环保。通过本文的方法，更有效的避免了铬污染，真正做到取之于革、用之于革，有替代市面上一般脱脂剂的潜力。

目录

摘要

符号说明

1 绪论

1．1 皮革行业的发展现状

1．2 革屑废弃物资源利用的意义

1．3 废铬革屑的处理原理及方法

1．3．1 革屑水解处理原理

1．3．2 酸法处理

1．3．3 碱法处理

1．3．4 酶法处理

1．3．5 碱-酶联合两步法处理

1．3．6 酸-碱交替法处理

1．4 废弃铬革屑的应用

1．4．1 胶原蛋白在食品领域里的应用

1．4．2 胶原蛋白在医药品领域里的应用

1．4．3 胶原蛋白在化妆品领域里的应用

1．5 皮革脱脂剂

1．5．1 国内有关皮革脱脂剂的研究和生产情况

1．5．2 皮革脱脂剂的发展道路

1．6 皮革化学品的生物可降解性

1．7 研发易降解、高活性的表面活性剂

1．8 提高复配增效技术

1．9 课题的提出以及研究内容

1．9．1 课题的提出

1．9．2 本课题的主要研究内容

2 革屑水解条件的研究

2．1 主要实验仪器与试剂

2．1．1 主要实验试剂与材料

2．1．2 主要实验仪器

2．2 实验内容

2．2．1 革屑的物理性质分析

2．2．2 革屑水解条件的确定

2．2．3 革屑水解的表征方法

2．3 结果与讨论

2．3．1 氢氧化钠水解条件下的革屑水解率

2．3．2 氧化钙水解条件下的革屑水解率

2．3．3 氧化镁水解条件下的革屑水解率

2．3．4 碱水解工艺小结

2．3．5 乌氏粘度法比较水解液平均分子量大小

2．3．6 水解液氨基酸液相色谱分析

2．3．7 水解液理化分析

2．3．8 水解液胶原获得率及铬含量分析

2．4 本章小结

3 利用革屑水解液制备表面活性剂用于皮革脱脂

3．1 主要实验仪器与试剂

3．1．1 实验材料及仪器

3．1．2 主要实验仪器

3．2 实验内容

3．2．1 油酰氯的制备

3．2．2 利用革屑水解液缩合反应制备蛋白型表面活性剂

3．2．3 蛋白型表面活性剂性能表征

3．3 实验结果与讨论

3．3．1 表面活性剂理化性质

3．3．2 表面活性剂起泡力测定结果

3．3．3 表面活性剂乳化力测定结果

3．3．4 表面活性剂溶液表面张力测定结果

3．3．5 表面活性剂的红外光谱(FT-IR)分析

3．3．6 猪皮脱脂实验结果

3．4 实验小结

3．5 中试研究

3．5．1 中试地点

3．5．2 生产工艺流程图

3．5．3 中试工艺条件

3．5．4 中试过程中的注意事项

4 结论

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的学术论文目录

声明