利用制革废弃物生产新型皮革脱脂剂

论文摘要

皮革废弃物,其主要成分是动物蛋白,具有巨大的回收利用价值,以前这些废弃物除少量被利用外,大部分被丢弃,不仅造成了严重的环境污染,而且浪费了宝贵的蛋白资源。因此,回收与利用好皮革废弃物具有重要的经济与社会意义。本论文主要针对削匀皮屑以及牛毛等两种制革废弃物的回收利用,分别研究独立的工艺条件制备皮革脱脂剂。在前人已经利用革屑制备皮革复鞣剂、填充剂、加脂剂的基础上,本课题从反面立意,第一次提出利用削匀革屑制备皮革脱脂剂。首先利用氢氧化钠对革屑进行水解,制备蛋白水解混合液,对影响水解的主要因素：碱的用量、温度、时间、水的用量,进行了探讨,确定其最佳水解条件为：氢氧化钠6%,水解时间6h,温度120℃。然后利用水解液与自制油酰氯反应合成油酰基多缩氨基羧酸钠,通过相关表面活性指标表征,合成的油酰基多缩氨基羧酸钠表现出较强的降低溶液表面张力的能力、起泡力、乳化力等,证明其具有复配革用脱脂剂的性能。以合成的油酰基多缩氨基羧酸钠为主要成分,配合其他几种无机盐和表面活性剂复配而成的脱脂剂在仿脱脂实验和猪皮脱脂试验中表现出一定的脱脂能力,脱脂率都接近80%。保毛脱毛法在制革行业推广后,回收的牛毛还从未被系统的研究利用过,本课题是行业内第一次对制革废弃牛毛展开研究。虽然本课题利用牛毛水解合成的表面活性剂各项表面性能没有革屑的产品优异,但在牛毛的水解和脱色方面,仍然得出了一些有益的结论。牛毛水解过程中,碱用量是影响水解度的最显著因素,反应温度的影响也较为明显,水解时间影响相对较小；经大量单因素实验和正交试验确定了氢氧化钠水解牛毛最佳工艺条件为：氢氧化钠用量6%、水解时间8 h、水解温度100℃。通过对比活性炭、高岭土、双氧水等脱色剂的脱色效果,选用双氧水进行脱色,效果显著,即获得了较高的脱色率,又保证了较小的氨基酸损失率。采用双氧水为脱色剂,经过多组单因素试验和正交试验,确定牛毛水解液脱色的优化工艺条件为：每25mL水解液,双氧水用量为3mL,脱色时间是40min,脱色温度为70℃,pH控制在10.00。脱色试验还存有不足之处,因为牛品种的不同,牛毛差异明显,高脱色率和低氨基酸损失率难以兼得,不同品种牛毛对试验结果影响较大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 论文的主题和选题的范围
• 1.2 制革废弃物的回收利用概述
• 1.2.1 原皮下脚料回收利用
• 1.2.1.1 开发饲料
• 1.2.1.2 毛发的开发和利用
• 1.2.1.3 肉渣的利用
• 1.2.2 灰皮下脚料的回收利用
• 1.2.2.1 炼制工业明胶
• 1.2.2.2 提取胶原蛋白
• 1.2.3 蓝皮下脚料的利用
• 1.2.3.1 革屑的脱铬处理
• 1.2.3.2 提取胶原蛋白
• 1.2.3.3 制备皮革化工材料
• 1.2.3.4 应用于纺织和造纸
• 1.2.4 成革下脚料的利用
• 1.3 本课题的提出、研究的意义、目的
• 第二章 利用革屑制备脱脂剂
• 2.1 主要实验仪器与试剂
• 2.1.1 主要实验仪器
• 2.1.2 主要试剂与材料
• 2.2 实验原理及工艺流程
• 2.3 实验内容
• 2.3.1 削匀革屑的物理性质分析
• 2.3.1.1 水分含量的测定
• 2.3.1.2 灰分含量测定
• 2.3.1.3 铬含量测定
• 2.3.1.4 氮含量测定
• 2.3.2 革屑水解条件的确定
• 2.3.3 革屑水解条件的表征方法
• 2.3.4 水解蛋白质型表面活性剂的合成
• 2.3.4.1 蛋白水解液的制备
• 2.3.4.2 油酰氯的制备
• 2.3.4.3 制备水解蛋白质型表面活性剂
• 2.3.5 表面活性的表征
• 2.3.5.1 起泡力的测定
• 2.3.5.2 乳化力的测定
• 2.3.5.3 表面张力测定
• 2.3.6 复配
• 2.3.7 脱脂实验
• 2.3.7.1 棉布仿猪皮脱脂实验
• 2.3.7.2 猪皮脱脂实验
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 水解条件的确定
• 2.4.1.1 水解反应固液比的确定
• 2.4.1.2 水解时间的确定
• 2.4.1.3 水解温度的确定
• 2.4.1.4 水解碱量的确定
• 2.4.2 活性成分的表面活性表征
• 2.4.2.1 起泡力测定结果
• 2.4.2.2 乳化力的测定结果
• 2.4.2.3 表面张力测定结果
• 2.4.3 合成产品的IR分析
• 2.4.4 脱脂实验结果
• 2.4.4.1 棉布仿脱脂实验结果
• 2.4.4.2 猪皮脱脂实验结果
• 2.5 小结
• 第三章 利用牛毛制备脱脂剂
• 3.1 主要仪器设备
• 3.1.1 主要仪器
• 3.1.2 主要试剂与材料
• 3.2 试验部分
• 3.2.1 牛毛预处理
• 3.2.2 牛毛水解条件的确定
• 3.2.3 水解条件的表征方法—甲醛滴定
• 3.2.4 牛毛水解液的脱色
• 3.2.4.1 脱色剂的选择
• 3.2.4.2 脱色条件的确定
• 3.2.4.3 脱色率的测定方法
• 3.2.4.4 氨基酸损失率的测定
• 3.2.5 利用牛毛水解液制备蛋白质类表面活性剂
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 牛毛水解条件结果分析
• 3.3.1.1 水渣比对氨基酸浓度的影响
• 3.3.1.2 氢氧化钠用量对氨基酸浓度的影响
• 3.3.1.3 水解温度对氨基酸浓度的影响
• 3.3.1.4 水解时间对氨基酸浓度的影响
• 3.3.1.5 水解条件正交试验结果分析
• 3.3.2 脱色试验结果分析
• 3.3.2.1 双氧水用量对脱色效果的影响
• 3.3.2.2 脱色时间对脱色效果的影响
• 3.3.2.3 温度对脱色效果的影响
• 3.3.2.4 pH对脱色效果的影响
• 3.3.2.5 双氧水脱色正交试验
• 3.3.3 利用牛毛制备的蛋白质型表面活性剂的表征
• 3.4 小结
• 第四章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 攻读硕士论文期间所发表论文