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探析皮革工业绿色化发展中绿色表面活性剂发挥的作用

2020-03-06 360 上传者：管理员

摘要：文章不仅对绿色表面活性剂在制革中的重要作用做出了阐述和介绍，还例举了部分应用实例。绿色化、功能化表面活性剂是皮革工业绿色发展的必然趋势，尤其是烷基多苷(APG)及葡萄糖酰胺(AGA)；醇醚羧酸盐(AEc)及酰胺醚羧酸盐(AAEC)；单烷基磷酸酯(MAP)及单烷基醚酸酯(MAEP)绿色产品，那么未来开发绿色表面活性是适应环保要求的重要举措。

关键词：
两亲性
应用实例
环保
绿色表面活性剂种类
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表面活性剂(surfactan0分子具有两亲性，在水溶液中极易富集于表面从而改变溶液性质且随着分子中亲水、亲油比例的不同、结构的不同表现出的性质亦有所不同。它具有分散、润湿、渗透、增溶、乳化、破乳、起泡、消泡、增稠、降粘、润滑、柔软、抗静电、杀菌等性能，广泛应用到国民经济的各个领域，被誉为“工业味精”和功能性助剂的母体^[1]。

表面活性剂在皮革鞣制的前期和中期不可或缺，发挥着及其重要的作用。近年来，国家大力推行和实施资源节约型、环境友好型和经济可持续发展战略，及“环保风暴”对皮革工业是一个巨大的挑战。皮革工业必须走绿色化发展之路，迫使皮革化工材料使用绿色、安全环保、可生物降解产品，才能实现皮革工业的终极发展道路。现就几种绿色表面活性剂及应用实例作一简介。

1、绿色化与功能化

皮革工业是一个高污染的产业，为免遭被淘汰的厄运，保持持续发展，其绿色化、环保化势在必行，开发新型绿色表面活性剂和制备绿色皮革化学品将是创造绿色制革的必由之路。要达到表面活性剂在皮革中的绿色化应用就需要加强对表面活性剂制备及使用方法的选择，使之向着绿色化、功能化、可降解及环保的方向发展。开发以天然可再生资源为原料的皮革用绿色表面活性剂，如以油脂、淀粉、糖类等天然原料生产新型表面活性剂，可有效降低生产成本，减少对环境的污染，又有良好的生物降解性。APG(烷基多苷)，MEs(脂肪酸甲酯磺酸钠)等在皮革中的成功应用为表面活性剂绿色化发展提供了良好的范例。

随着皮革工业的不断陕速发展，加快皮革生产速度，减少生产工序无疑成为皮革工业发展的方向之一。新型表面活性剂的多功能化是加快皮革生产速度，提高皮革质量的有效途径之一。开发具有高性能、多功能的新型表面活性剂可有效促进皮化材料的渗透与结合，从而大大缩短皮革加工时间。如猪皮内富含大量油脂，脱脂工序将耗费大量时间，开发具有高渗透、高去污能力的新型表面活性剂用于脱脂工序将有效提高油脂的去除速度，缩短脱脂时间。此外，反应型表面活性剂在具有高表面活性的同时可以与皮革纤维结合，具有一定的鞣制、加脂作用。绿色化和功能化对制革企业有提质增效和转型升级的作用。

2、绿色表面活性剂

绿色表面活性剂属“绿色化学”的范畴，“绿色化学”一词于1990年由美国国会通过的《污染预防法》提出，旨在从源头上防止污染，采用最少资源和能源消耗，并产生最小排放的工艺过程^[2]。绿色表面活性剂剂是由天然可再生资源加工而成的对人体刺激小、易于生物降解的表面活性剂。国际制造商开发了许多绿色表面活性剂，主要有烷基多苷(APG)及葡萄糖酰胺(AGA)；醇醚羧酸盐(AEC)及酰胺醚羧酸盐(AAEC)；单烷基磷酸酯(MAP)及单烷基醚酸酯(MAEP)。这三种表面活胜剂生物降解性好，对皮肤刺激小，物化J陛能优良，与其他表面活性剂配伍性好，具有良好的发展前景^[3]。

2.1 APG

烷基糖苷(APG)是由脂肪醇与葡萄糖缩合苷化得到的一种新型非离子表面活眭剂。早在1893年德国的Fischer首次报道了甲基糖苷的制备技术，1901年人们根据Koenigs—Knorr反应由B一溴代一4一乙酰基葡萄糖和烷醇在氧化银催化下制得烷基糖苷，目前用于工业化生产的只有直接苷化法和转糖苷化法^[4]。

APG是以可再生淀粉资源的衍生物葡萄糖和天然脂肪醇为原料，由半缩醛羟基与醇羟基，在酸等催化下脱去一份子水生成的产物，生物降解迅速彻底，无毒无刺激，可称之为“绿色”表面活性剂，除用于皮革工业外，还可广泛用于洗涤、乳化、增溶、保湿等功能制品。功能优良，配伍性好，是下一代新型表面活性剂研发的希望之星。

APG由可再生资源合成制备，属于循环经济产业，符合中国产业发展方向和国情。淀粉是一种植物来源、可再生、价格低廉的天然高分子材料；淀粉资源是取之不尽、用之不竭的生物性资源。能完全迅速生物降解，安全无毒副作用、环境友好。产品具有表面张力和界面张力低，去污力优良，对皮肤无刺激、泡沫丰富、细腻稳定，是一种亟待开发且发前景光明的新一代表面活性剂，而且合成苷类的各类脂肪醇和淀粉及其水解产物来源充足，为大规模生产奠定了基础。并且可减少COz排放、节约能耗、绿色可持续。

2.2 AEC

烷基醚羧酸盐为国外20世纪80年代研发的性能优良的阴离子表面活性剂。烷基醚羧酸盐包括醇醚羧酸盐(AEC)、烷基酚醚羧酸盐(APEc)、酰胺醚羧酸盐(AAEC)，其中AEC合成原料来源丰富，各项指标性能良好，是这三种产品中用途最广的品种之一。环境友好、安全，性能优良、易生物降解，配伍性好。在制革工业中用作浸湿剂和匀染剂。

2.3 单烷基磷酸酯和烷基葡萄糖酰胺

单烷基磷酸酯(MAP)和单烷基醚酸酯。属于阴离子表面活性剂，具有优良的发泡、乳化和抗静电性能。烷基葡萄糖酰胺即N一烷酰基一N一甲基葡萄糖胺(MEGA)，是一种非离子表面活性剂，制造原料均来自可再生资源，生物降解率高达98％～99％。属性能温和、不伤皮肤的优秀表面活性剂，对环境和生物安全|生极高，极具开发价值和前景。

2.4 天然表面活性剂

天然表面活性剂即具有表面活性的天然物或其衍生物，如卵磷脂肥皂、蛋白系表面活性剂、山梨糖醇酐脂肪酸酯、蔗糖脂肪酸酯、山梨糖醇酐脂肪酸酯与烷基环氧化物的加成物等。近年来，皮革科研人员加强了新型天然表面活性剂在制革领域的应用研究。例如，脂肪酸甲酯磺酸钠(MES)是以天然植物油为原料制成的一种安全健康、绿色环保、低碳高效的阴离子表面潘陛剂，具有良好的润湿陛、乳化性、柔软性、抗硬水性、溶解性、生物降解性、高去污眭能等优点，在皮革工业中主要用作皮革脱脂剂和加脂剂^[5]。

2.4.1 纤维素类

以纤维素为原料制备高分子表面活性剂，目前从国内外的研究来看，主要是以水溶性纤维素衍生物通过醚化或酯化等反应引入疏水基同时破坏纤维素分子间的氢键缔合，使其不能结晶，从而溶于水。将水溶性纤维素衍生物开发用作高分子表面活性剂，按反应改性方法的不同，可以分为大分子反应和接枝共聚两大类。

2.4.2 壳聚糖类表面活性剂

壳聚糖(CTS)是甲壳素脱乙酰化的产物，其分子中存在羟基和氨基，通过对羟基和氨基进行化学改性，不仅可以改善它们的溶解性能，而且可引入不同取代基团，赋予壳聚糖更多的功能特眭。壳聚糖具有可生物降解性、无毒、耐腐蚀等特点，同时具有生物和免疫活性，是一种非常重要的生物材料。因此，近年来受到世界范围内的广泛关注^[6]。

2.5 可降解型表面活性剂

可降解型表面活性剂又叫做tempory(暂时性)表面活性剂，或可控半衰期表面活性剂(surfactantswith controlledhalf-liveo可降解型表面活性剂最初的定义是指在完成其应用功一40一能后，通过酸、碱、盐、热或光的作用能分解成非表面活性物质，或转变成新表面活性化合物的一类表面涪陛剂。近年来，对可降解表面活性剂的定义已发生变化。环境影响已成为新型表面活性剂研究发展的主要推动力，生物降解性也已成为判断表面活性剂好坏的重要指标。开发新型可生物降解表面活性剂已成为研究的热点。

3、应用实例

罗艳虹等^[7]备的季铵盐型阳离子加脂剂用于浸酸鞣制工序，可加速铬盐的渗透，使其分布均匀，而且革粒面细致、丰满。

强西怀等^[8]采用阳离子表面活性剂、改性天然动植物油等原料复合成新型的CF阳离子皮革加脂剂，其易乳化、渗透陛好，而且油润性优异，具有良好的加脂效果。

李忆平^[9]用阳离子偶联型有机金属表面活性剂作为皮革的固色剂、增色剂，可明显提高染料与皮革的结合坚牢度、耐水性，而且增加了对铬离子的固着能力，减少了铬的洗脱。

卢行芳等^[10]嗵过在分子中引入羟基、氨基等官能团得到一种季铵盐产品，将其用于皮革染色工序可减少染料的用量，提高染料上染率和染色坚牢度。

陈剑波等^[11]以阳离子表面活性剂、Span60与Tween60对石蜡进行乳化，制得的阳离子蜡乳液操作工艺简单，适合于工业生产。

谢昌志等^[12]利用D4乳液聚合，在碱性条件下制得的阳离子爽滑剂AX—I，性能稳定，可赋予皮革柔软爽滑陛能，而且具有一定的抗静电，防霉功效。

柴玉叶等^[13]研制的一种皮革涂饰工序中应用的阳离子蜡乳液，具有良好的稳定性，分散胜好，耐电解质、硬水、酸碱能力强，pH适用范围较广，能够有效地赋予皮革良好的润湿感、蜡感和柔软度。

4、结语

在当今绿色浪潮席卷全球之时，开发绿色表面浯|生剂前景非常光明。值此国家“环保利剑”风行全国、席卷神州之际，开发绿色表面活性剂助力皮革工业绿色化势在必行。寻求具有高效、绿色的表面活性剂新品种一直是表面活性剂发展的主攻方向，如开发高分子表面活性剂、生物表面活性剂，以及考虑技术先进、经济合理、市场急需的品种。借助新型科技和手段，从其分子结构出发，采用复配协同技术，合成安全高效、绿色、易生物降解的新型表面活性剂更具有重要的理论和现实意义。诚然，皮革工业绿色化发展离不开皮革化工助剂和各种表面活性剂。

历史悠久的皮革工业是传统的高污染行业，要想在21世纪不被淘汰，实现可持续发展，就必须改变其发展理念，采用绿色化学和清洁生产技术，使用环境友好型皮革化工材料—表面活眭剂，成为最佳选项之一。在设计环境友好表面活性剂材料时，尽量使用对人体、环境、水体、土壤无毒无害的原料，反应条件温和，反应过程对环境无污染，使其具有良好的生物降解性并且降解产物对环境无污染。通过使用绿色环境友好表面活性剂以及绿色清洁化生产技术，在可以预见的将来，皮革工业的前景将更加光明灿烂。

参考文献：

[1]李奠础,王娟丽,任石苟.表面活性剂在皮革生产中的应用研究[J].皮革化工,200612,23(6):51—35

[2]李清寒,赵志刚绿色化学[M].北京化学工业出版社.2016.10:6-8

[3]马宏瑞《制革工业清洁生产和污染控制技术》[M].北京,化学工业出版社,20045:156—176

[4]张高勇,李干佐表面活性剂､功能助剂与两亲分子有序组合体

[5]吕斌,王泓棣,马建中,等皮革工业用新型表面活性荆的应用进展[J].日用化学工业,20146,44(6):343-348

[6]刘岗,吕生华,马艳芬高分子表面活}生剂的发展及其在皮革工业中的应用[J].皮革化工,200910,26(5):8-14

[7]罗艳红季铵盐型阳离子加脂剂的合成优化[J].中国皮革,2006,35(21):37—39

[8]强西怀,张友恭,徐学诚CF阳离子加脂剂制备工艺研究[J].中国皮革,1997,26(8):15—17

[9]李忆平阳离子表面活性剂性能研究及在皮革制品中的应用[J].中国新技术新产品,2011,21:130

[10]卢行芳,殷家雄白涛阳离子皮革染色助剂的试制与应用[J].皮革化工,2005,22(4):14—17.

[11]陈剑波,孟巨光,叶建忠.阳离子蜡乳液的制备工艺[J].化学工业与工程,2006,23(4):336—337