王學川,趙雅婷

    (陜西科技大學資源與環(huán)境學院,陜西咸陽712081)

    摘要:對無皂微乳液聚合物在化學品如無鉻、復、、污水處理劑、柔軟劑、助染劑等方面的應用前景進行了闡述。

    關鍵詞:微乳液聚合物;皮革化學品;應用 kj劑，防霉劑

    中圖分類號:TS529文獻標識碼:A文章編號:1004-8960(2006)03-0026-03

    微乳液聚合是上世紀八十年代興起的合成納米粒子的新方法。微乳液是一種熱力學穩(wěn)定、光學上透明或半透明的分散體系[1],粒子直徑在5100nm之間。由于聚合物微乳液膠粒直徑非常小,且表面張力非常低,故它們有極好的潤濕性、滲透性和成膜性。但是微乳液聚合使用的低分子乳化劑在聚合結束后吸附在膠乳粒表面,難以用水洗凈,影響到產(chǎn)品的表面性能、耐水性、化學性能和光學性能等[2],而無皂微乳液聚合主要通過使用具有可聚合基團的共單體代替低分子乳化劑,使其參與聚合反應,{zh1}得到表面潔凈、帶有功能集團的納米級聚合物[3-6]。

    由于無皂微乳液聚合物具有粒子直徑小以及可聚合表面活性劑具有反應性的特點,所以它在無鉻鞣劑、復鞣劑、、污水處理劑等皮革化學品的制備中具有良好的發(fā)展前景。

    1無鉻鞣劑

    生皮經(jīng)過浸水、脫脂、鞣制等處理后,膠原纖維結構中原有的化學鍵有的被破壞,纖維之間許多側鏈的鹽鍵R-NH 3-OOC-R1、氫鍵R-OH…O=C(OH)-R1等化學鍵被打開,部分主鍵間的肽鍵也被打開,形成氨基R-NH2和羧基R-COOH,增加了生皮蛋白質中的活性基團的數(shù)目。膠原相鄰分子鏈上離解羧基的距離為1.4nm,鉻形成四核以上的多核鉻絡合物與膠原分子鏈上的羧基配位,使得膠原結構更加穩(wěn)定。

    常規(guī)的微乳液聚合物分子直徑在5~100nm之間,而聚合物的粒子直徑與在聚合過程中使用的乳化劑、聚合方式有很大的關系,在一些文章中報道使用可聚合表面活性劑作為乳化劑,可制備出粒子直徑在2~5nm的微乳液聚合物[7],對相鄰膠原分子鏈上離解羧基的距離1.4nm[8]來說,這一分子直徑的聚合物粒子可以很容易的與相鄰或相近的膠原分子結合。利用聚合物微乳液膠粒直徑非常小,潤濕性、滲透性良好的特點,乳膠?？梢詽B透進入原膠原纖維(直徑0.1μm)之間,甚至是纖絲間,與膠原肽鏈上的氨基或羧基結合,從而交聯(lián)更多的相鄰的膠原分子鏈,起到與多核鉻絡合物相同的作用。而且無皂微乳液聚合時使用的可聚合表面活性劑可以引羧基、羥基、叔氨基、酰胺基等活性基團,可與生皮蛋白質中的活性基團以共價鍵、氫鍵等形式結合。同時由于表面活性劑帶有長的脂肪鏈,在保持乳膠粒與膠原分子的良好的結合性、成型性、耐濕熱穩(wěn)定性提高的同時,又能保持革的柔軟豐滿的性質,從而獲得良好的應用效果。

    2復鞣劑

    制革過程中需要強化前期的化學處理,結果導致皮革的強度有所下降,因此,在保證皮革柔軟度前提下,又可提高皮革的強度的復鞣劑急需得到開發(fā)?，F(xiàn)在使用的復鞣劑一般為陰離子型樹脂[9],在制備過程中使用了大量的分散劑,這些分散劑(乳化劑)顯陰離子型。由于鉻絡合物帶正電荷,在復鞣中,分散劑被陽鉻離子或革纖維吸附,使分散劑從分散液中分離出來,使得樹脂鞣劑復鞣時在革表面沉淀。而利用無皂微乳液制備出的復鞣劑,可聚合表面活性劑通過雙鍵鍵合到聚合物表面,不會發(fā)生遷移,能夠解決樹脂鞣劑復鞣時在革表面沉淀的問題。

    微乳液的粒徑在幾納米到幾十納米之間,容易滲透到皮革的膠原纖維內(nèi)部,由于納米乳膠粒的表面含有活性基團,能夠使相距幾納米到幾十納米的膠原及其肽鏈發(fā)生交聯(lián)[10,11],或是與Cr3 配位結合,把斷裂的纖維交聯(lián)在一起,起到輔助主鞣劑交聯(lián)纖維的作用,從而使皮革的強度和緊實度得到增強,利用可聚合表面活性劑的長的分子鏈的柔軟功能,在其與丙烯酸等樹脂聚合后,制備的樹脂復鞣劑在提高皮革使用強度的同時,還可保持甚至提高皮革的柔軟度。可聚合表面活性劑起到乳化、交聯(lián)、增加固含量和提高皮革柔軟度的四重作用,在提高皮革抗張強度和撕裂強度的同時,能夠保持皮革柔軟、豐滿的特性。

    3涂飾劑

    微乳液聚合物具有成膜性好的特點。但是使用小分子乳化劑制備的微乳液穩(wěn)定性差,乳液乳化劑通過物理吸附富集在粒子表面,聚合產(chǎn)物中殘留的乳化劑會影響膠膜的耐水性、耐化學腐蝕性[12]。無皂微液聚合物采用可聚合表面活性劑作為乳化劑?？删酆先榛瘎┑奶攸c是乳化劑分子可以與單體共聚而{yj}鍵合到乳膠分子上,乳化劑分子不會遷移而導致膠乳凝聚,反應型乳化劑用量適當時,提高了反應活性,加快了成膜速度而且可以提高膠膜的耐水性。無皂微乳液聚合制備的涂飾材料粒徑在納米級范圍,薄膜具有良好的衛(wèi)生性能,可使空氣、水汽透過薄膜。

    聚合物中的可聚合表面活性劑分子上的長的碳鏈是親油基團,使得成膜材料具有很好的防水功能,并且表面活性劑的活性基團可以對著色材料具有一定的黏著作用,從而使涂層色澤更加堅牢。

    目前無皂微乳液聚合在新型制備研究的比較多,而涂飾劑與涂料在材料、制備上有很多相似之處,但是涂飾劑要求具有一定的柔軟度,涂層的柔軟度要與皮革制品的使用性能相匹配。將這些技術借鑒到涂飾劑的制備中,對皮革涂飾劑的使用性能一定會有很大的改善。

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