Page 183 - 《精细化工》2021年第9期

第 9 期 郭林新，等: 马桑皮植物鞣剂与铝盐结合鞣制性能及机理 ·1897·

植物鞣剂又称栲胶，是一种重要的化工原料， VERTEX 70 型傅里叶变换红外光谱仪（FTIR），
[2]
[1]
被广泛用于制革 、石油化工 、污水处理等行业 德国 Bruker 公司；MY-3130-A2 数显式桌上型皮革
中 [3-4] 。植物鞣剂中所含的单宁类成分可以与胶原纤 厚度测定仪，铭禹电子科技有限公司；UTM2203 万
维分子的肽链、氨基等结合，从而在胶原纤维间产 能电子拉力机，深圳三思仪器有限责任公司；GT-303
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生多点交联，使生皮转变为革 。在鞣制过程中， 型柔软度测定仪，高铁检测仪器有限公司；Vega 3
[6]
植物鞣剂与皮革胶原间多是非化学键结合 ，仅通 SBH 扫描电子显微镜（SEM），捷克 TESCAN 公司；
过植物鞣剂对生皮进行鞣制，成革的性能很难满足 Octane Prime 能谱分析仪，美国 EDAX 公司。
市场需求。 1.2 马桑皮植物鞣剂的制备
铬鞣革虽然能赋予成革优异的性能，但其存在 将采集的马桑皮在室温下阴干，粉碎后过 60 目筛
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的潜在危害不容忽视 。随着可持续发展的要求， 备用。根据前期优化的工艺方法 [14] ，进行马桑皮植物
建立更加清洁的皮革鞣制方法是皮革生产的必然选 鞣剂的制备。取干燥的马桑皮粉末 1 kg，添加 23 L 质
[8]
择 。植铝结合鞣制是一种较绿色且有效的皮革鞣 量分数为 0.22%的氢氧化钠水溶液，在提取温度 82 ℃
[9]
制方法，鞣制后皮革的性能可与铬鞣革相媲美 。 下提取 63 min 后，过滤，除去残渣，滤液加盐酸进行
通过植物鞣剂和铝盐对皮革进行结合鞣制，植物鞣 中和，于 50 ℃下减压浓缩，浓缩液经冷冻干燥后得到
剂和铝盐对皮革胶原纤维具有协同交联作用，从而 单宁含量（铬皮粉法）为 41%的马桑皮提取物。以该
使成革的热稳定性能、机械性能得到显著改善 [10] 。 干燥提取物作为植物鞣剂，进行绵羊酸皮的结合鞣制。
植物鞣剂中富含单宁类成分，是其能被用于皮革鞣 1.3 植铝结合鞣制工艺优化
制的基础。单宁结构复杂，很难进行人工合成，多 马桑皮植物鞣剂与铝盐结合鞣制过程如表 1 所
从植物中提取得到 [11] 。自然界中含有单宁类成分的 示（各原料用量以酸皮质量为基准），采用先植鞣后
植物较多，但常因含量低、资源少等缺陷导致能被 铝鞣的方法 [15] 。
开发用于植物鞣剂的植物较少 [12] 。马桑（Coriaria
表 1 结合鞣制工艺参数
nepalensis Wall.）为马桑科马桑属落叶灌木，其繁殖
Table 1 Combined tanning process parameters
能力强，自然资源丰富，在中国的陕西、四川、甘
工序 原料 用量/% 温度/℃ pH 时间/min
肃等地广泛分布 [13] 。前期的工作已证实 [14] ，没食子
浸酸 水 150 25
酸类水解单宁大量存在于马桑皮中，以马桑皮提取
硫酸 0.8 3.0 10
物为鞣剂进行皮革主鞣时，具有较强的鞣制作用。 氯化钠 8
因此，可以将其与铝盐进行结合鞣制，从而得到性 提碱 甲酸钠 1 60
能更加优异的皮革。 碳酸氢钠 1 25 5.5 120
本研究以提取于马桑皮的植物鞣剂为原料，探 预处理 无水硫酸钠 10 120
索其与铝盐进行绵羊酸皮的结合鞣制工艺方法。以 鞣制 亚硫酸化鱼油 2
成革的收缩温度及感官评价为指标，对鞣制工艺进 马桑皮鞣剂 A 25 80×3
行优化，并对鞣制后的皮革进行性能评价及机理研 漂洗 水 150 25
草酸 0.3 20
究。建立马桑皮植物鞣剂和铝盐的结合鞣制方法，
酸化 甲酸 1 3.5
为马桑皮的资源开发及制革行业可持续化发展提供
水洗 水 100 25 10
有益参考。
铝鞣 水 70 30
1 实验部分 十八水硫酸铝 B 60×2
乙酸钠 1 30
1.1 试剂与仪器 渗透 碳酸氢钠 2~10 35 C 120
马桑皮原料于 2019 年 10 月采集于陕西秦巴山 水洗 水 100 35 10
地区，经康永祥教授（西北农林科技大学林学院） 结合 水 150 35
甲酸钙 1
鉴定为马桑科马桑属马桑的茎皮，植物标本存放于
碳酸氢钠 0.3~1.5 D 60
陕西省轻化工助剂重点实验室；氢氧化钠、碳酸氢
水洗 水 100 35 10
钠、十八水合硫酸铝、甘氨酸、没食子酸和无水氯
停鼓、搭马
化铝，AR，上海麦克林生化科技有限公司；盐酸，

AR，国药控股有限公司；橡椀鞣剂，工业级，海洲 植鞣部分工艺主要包括浸酸、提碱、预处理、
化工产品有限公司；绵羊酸皮，实验室自制。 鞣制、漂洗、酸化和水洗等过程。结合鞣制部分工