皮革表面活性剂的应用及发展概述
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表面活性剂在配方中的作用表面活性剂在皮革化学品配方中的应用,主要体现在两个方面:一是作为组分之一,利用表面活性剂的基本性质,如表面活性、表面吸附、胶体性质、乳化及分散等性质等,使有效制革组分能够在革中渗透、分散、吸附、扩散等,或者帮助高分子助剂分散均匀,使油溶性的高分子能够形成稳定的乳液或微乳液,进行填充复鞣或在革的表面成膜。
二是本身是制革助剂的主要成分,如作为bc%c1"脱脂剂、加脂剂、柔软剂、防绞褂、渗透剂、消泡剂、防水防油防污剂等。
皮革化学品很少是油溶性的,一般均为水分散体,如胶体、乳液、水溶液等。
表面活性剂的乳化、分散、稳定和增溶在皮革化学品的配制中具有特别重要的作用。
许多助剂在水溶液中的良好分散性是通过表面活性剂的这些作用来改善的。
1润湿和渗透将水滴于石蜡上,水呈球状,水中加入表面活性剂后,则水滴趋于铺展。
这种液体在固体表面的铺展性能称为润湿;而加有表面活性剂的水易于更快地浸透帆布或棉絮,这种液体对于多孔性固体的浸湿过程称为渗透。
提高润湿力的方式主要通过加入表面活性剂改善润湿性能。
表面活性剂的作用体现在改善固体性能,如通过单层吸附使带相反电荷高能表面拒水、抗黏;通过多层吸附使高能表面更加亲水。
改善液体性能,在润湿剂与固体表面带同种电荷时,润湿性增大。
其次,可改变固体表面的粗糙度,加大接触面积,使液体易于填入空隙,趋于完全润湿。
在制革和毛皮加工的多道工序中,润湿和渗透是使皮革化学品与蛋白质纤维作用的前提条件,必须加入润湿剂或渗透剂。
对于低能表面的完全润湿,就要使润湿液的表面张力能降低到低能表面的临界值以下,以改进润湿。
不易形成胶束的表面活性剂分子,如二正辛基磺基琥珀酸钠,即属于良好的润湿剂。
亲水基在分子链中部并呈分支结构或者烃链较短的(如C5~C10链),其润湿性能也较好。
常用的渗透剂有低相对分子质量的非离子表面活性剂,如JFC(脂肪醇聚氧乙烯醚,HLB为12)或烷基酚聚氧乙烯醚(如OP-7);带有支链和强极性基的阴离子表面活性剂,如拉开粉BX-2(丁基萘磺酸钠)、环烷酸钠、烯基琥珀酸磺酸盐等。
表面活性剂在制革行业中的应用概述
吕斌;高建静;王泓棣
【期刊名称】《日用化学品科学》
【年(卷),期】2015(0)11
【摘要】介绍了制革工业的发展历程及制革加工的常规过程,较详细地叙述了制革加工过程中使用的皮革化学品的种类及作用原理,综述了表面活性剂在浸水、脱脂、酶脱毛、酶软化、浸酸、去酸、鞣制、复鞣、染色、乳液加脂、干整理和涂饰等制革工序中的应用.
【总页数】5页(P48-52)
【作者】吕斌;高建静;王泓棣
【作者单位】陕西科技大学资源与环境学院,陕西西安710021;陕西科技大学资源与环境学院,陕西西安710021;陕西科技大学资源与环境学院,陕西西安710021【正文语种】中文
【中图分类】TQ423
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表面活性剂在皮革工业中的应用和发展表面活性剂在皮革工业中的应用和发展摘要:表面活性剂在皮革生产中应用很多,已经渗透到各个工序,是皮革加工工艺的主要助剂之一。
主要应用它的润湿和渗透,乳化、分散和增溶,泡沫,去污,匀染及杀菌作用,促进和改善各个工序的物理与化学作用,达到缩短生产周期,节约化工原料,提高成品质量的目的。
针对皮革工业中不同步骤的工艺要求,阐述了不同品种表面活性剂在其中的应用。
展望了皮革用表面活性剂的产品开发及发展趋势。
关键词:表面活性剂;制革工业;应用;发展引言:近年来,随着制革工业的迅速发展,皮革制品品种、产量不断增加,档次也在不断提高。
以表面活性剂构成的助剂需求量也迅增加,这类材料对皮革业已成为不可或缺的材料。
一般来说,皮革化学品的用量与皮革的重量相比很小,但其对皮革制品质量的高却起着直接和决定性的作用。
特别是表面活性剂,由于其独特的结构与性能,已经成为皮革化学品的主要品种或重要组成部分,具有不可替代的作用[1]。
在工艺过程中改善了其他化工材料的综合性能与应用效果;在减少污物排放,高革制品外观及内在质量上也有明显的功效。
根据表面活性剂在制革过程中所起的作用可分为3种类型:可作过程助剂,其主要作用是辅助各种化工材料对皮或革坯发挥更有效的作用,如润湿渗透、溶解分散和吸收等作用;可作功能助剂,这些表面活性剂可赋予成革功能,如防腐杀菌、防水防污、改善光泽或手感等;兼有两种特性的综合型表面活性剂,如既有助于分散渗透、乳液的稳定,自身又容易被皮革吸收并改善皮革的某些功能。
表面活性剂除了单独使用外,大多是和其他化工材料配合使用。
1.表面活性剂在准备工序中的应用皮革生产过程是一个复杂的过程。
除去原料皮(生皮)中的制革无用物(如毛,表皮,纤维间质,皮下组织等),松散胶原纤维,为鞣制作准备,这个过程称之为准备过程。
其中涉及到的皮革化学品有:浸水助剂,浸灰剂,脱灰剂,酶制剂,浸酸剂等。
1.1浸水助剂浸水是将经过干燥,防腐和储存的原料皮浸泡在水池或盛有水的转鼓中,其1目的是使生皮充水,恢复其在干燥,防腐和储存过程中失去的水分,同时洗去皮上的脏污物及防腐物,溶解皮中的一些可溶性蛋白质,松散胶原纤维。
—42—全面腐蚀控制2005年第19卷第6期表面活性剂是指能以极低的浓度就能显著降低溶剂表面张力的物质。
其分子结构有着共同的特点,即分子都是由非极性的憎水基与极性的亲水基两部分构成,结构与性能截然相反的分子碎片或基团处于同一分子的两端,并以化学键相连接,形成了一种不对称的、极性的结构。
因而这类分子具有既亲水,又亲油,但又不是整体亲水或亲油的特性。
1 表面活性剂的主要作用(1)乳化作用:由于油脂在水中表面张力大,当水中滴入油脂后,用力搅拌,油脂被粉碎成细珠状,互相混合成乳浊液,但搅拌停止又重新分层。
如果加入表面活性剂,用力搅拌,停止后很长时间内却不易分层,这就是乳化作用。
其原因是油脂的疏水性被活性剂的亲水基团所包围,形成定向的吸引力,降低了油在水中分散所需要的功,使油脂得到很好的乳化。
(2)润湿作用:零件表面上往往粘附有一层蜡、油脂或鳞片状的物质,这些物质是疏水性的。
由于这些物质的污染,零件表面不易被水润湿,当水溶液中加入表面活性剂时,零件上的水珠就很容易分散开来,使零件的表面张力大大降低,达到润湿目的。
(3)增溶作用:油类物质中加入表面活性剂后,才能“溶解”,但是这种溶解只有在表面活性剂的浓度达到胶体的临界浓度时才能发生,溶解度的大小根据增溶对象和性质来决定。
就增溶作用而言,长的疏水基因烃链要比短烃链强,饱和烃链比不饱和烃链强,非离子表面活性剂增溶作用一般比较显著。
(4)分散作用:灰尘和污粒等固体粒子比较容易聚集在一起,在水中容易发生沉降,表面活性剂的分子能使固体粒子聚集体分割成细小的微粒,使其分散悬浮在溶液中,起到促使固体粒子均匀分散的作用。
(5)泡沫作用:泡沫的形成主要是活性剂的定向吸附作用,是气液两相间的表面张力降低所致。
一般低分子活性剂容易发泡,高分子活性剂泡沫少,豆蔻酸黄发泡性最高,硬脂酸钠发泡性最差,阴离子活性剂发泡性和泡沫稳定性比非离子型好,如烷基苯磺酸钠发泡性很强。
通常使用的泡沫稳定剂有脂肪醇酰胺、羧基甲基纤维素等,泡沫抑制剂有脂肪酸、脂肪酸酯、聚醚等及其它非离子表面活性剂。
皮革表面活性剂的应用及发展概述--返回--皮革表面活性剂的应用及发展1.引言表面活性剂(具体分类详见附1)按其分子量大小可分为低分子表面活性剂(主要是典型表面活性剂)和高分子表面活性剂(包括特种表面活性剂﹕含硅表面活性剂、含氟表面活性剂等),因其具有独特的两亲(亲水、亲油)分子结构,具有乳化、分散、润湿、渗透、增溶、匀染、抗静电、柔软等多种功能,广泛应用于各行各业,被誉为“工业味精”。
在皮革行业,表面活性剂的应用贯穿于从生皮到成品的各个工序,是皮革制造中不可缺少的一类重要化工材料。
其应用包括两个方面,一是直接在制革工艺中的应用,二是在皮革专用助剂制备过程中的应用。
表面活性剂能够促进其中有效成分的渗透、扩散、吸收或铺展等,缩短生产周期,节约化工材料,提高皮革质量。
随着应用技术和复配技术的提高,表面活性剂已成为皮革专用助剂的一个重要组成部分。
浸水助剂、浸灰助剂、浸酸助剂以及bc%c1">脱脂剂与加脂剂等许多助剂,都是以表面活性剂为主,与其它功能组分复配而成的产品﹔聚合物树脂复鞣剂、填充剂等则是通过乳液聚合(聚合时借助表面活性剂的乳化、分散和稳定作用)而成,或者在合成完成后再加入表面活性剂作为辅助材料,利用乳化、分散、渗透、增溶等性质来加强皮革专用助剂与皮革胶原纤维的作用。
从某个角度讲,复鞣剂、填充剂以及聚合物加脂剂和具有复鞣、加脂与防水的多功能材料大多是水溶性或水分散性的高分子表面活性剂。
它们的使用能赋予皮革特殊的性能,明显提高皮革的档次。
涂饰剂要在皮革表面良好成膜,表面活性剂的作用也非常突出。
皮革的湿加工是在水体系中进行,化工处理助剂的乳化、分散、渗透等起着非常关键的作用,是控制皮革质量的关键因素。
可以说,在制革生产中,渗透与结合以及耐水(防水)与润湿始终是一对需要解决的矛盾。
为此,合理选择和使用具有独特性能的表面活性剂是关键。
现代皮革制品对制革工业提出了新的要求﹕服装、鞋面革的防水、防污、耐洗性要求﹔汽车座套革的高耐磨、高耐湿擦等高物性和低雾化性要求﹔国家对环保的严格要求和民众环保意识的觉醒,清洁化工程提到了议事日程,绿色皮革化工材料的研发和使用势在必行。
第16卷第2期 皮 革 科 学 与 工 程 Vol 116,No 122006年4月L EA T H ER SCIENCE AND EN GIN EERIN G Apr 12006文章编号:1004-7964(2006)02-0032-06收稿日期:2005206228第一作者简介:马永生,男,1979年生,山东轻工业学院硕士研究生,现在潍坊学院化学化工系从事教学/科研工作,主要研究方向精细化学品的合成与应用。
表面活性剂在制革中的应用马永生(潍坊学院化学化工系,山东潍坊261061)摘 要:表面活性剂在制革工艺中的应用已经渗透到各个工序,在很大程度上影响着成革的品质和性能。
就制革的各个工序所用表面活性剂进行了介绍,并对制革工艺用表面活性剂的发展方向进行了展望。
关键词:表面活性剂;制革;应用中图分类号:TS 52911 文献标识码:AApp lication of Su rfactants in th e P rocess of M aking 2leath erM A Yong 2shen g(Chemist ry an d Chemical En gi neeri n g De p artment ofW ei f an g Universit y ,W ei f an g 261061,Chi na )Abstract :In t he making 2leat her ,surfactant s are used in almo st every p rocess.So ,it will impact on t he property of leat her.The surfactant s were int roductd in every process and t he application and develop ment of surfactant s were p rospected.K ey w ords :surfactant s ;making 2leat her ;application 制革是一个非常复杂的过程,从裸皮到成革需要上百种化工材料。
表面活性剂行业现状及发展趋势第21l卷第3期2012年3月精细与专用化学品FineandSpecialtyChemicalsMar.20l2●,●表面活性剂行业现状及发展趋势孙淑华,李真,万晓萌(大连界面化学技术有限公司,辽宁大连116021)摘要:较全面叙述了我国表面活性剂行业生产企业,产品品种,产量和各主要应用领域市场发展现状和最新进展,预测了今后发展趋势.关键词:表面活性剂;聚羧酸盐;脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐;绿色表面活性剂StatusanddevelopmenttrendsofsurfactantindustrySUNShu—hua.L1Zhen.WANXiao—meng (DalianInterfaceChemistryTechnologyCo.,Ltd.,Dalian116021,China)Abstract:Theproductionenterprises,varieties,productionofsurfactantindustryinChinawe remorefullydescribed.andthedevelopmentstatusandthelatestdevelopmentsofmainapplicationareaso fmarketwerealsointroduced.Thedevelopmenttrendwasputforward.Keywords:surfactant;po1ycarboxy1ates;fattyalcoholpolyoxyethyleneethersulfate;gree nsurfactant表面活性剂是指具有一定活性,能使溶液表面张力显着下降的化工新材料产品,被誉为"工业味精",广泛应用于化妆品调制,食品加工,纤维加工,纺织品印染及整理,农药和医药加工,矿物浮选,石油开采,油品处理以及洗涤等许多工业领域. 表面活性剂的种类繁多,各品种之间的生产原材料,生产工艺,产品构成以及用途各不相同.根据表面活性剂在水溶液中的电离特性,表面活性剂可分为离子型表面活性剂,非离子型表面活性剂以及特种表面活性剂.其中离子型表面活性剂可以进一步分为阴离子,阳离子以及两性离子表面活性剂;根据使用原材料的不同,可以分为石油基表面活性剂以及天然油脂基表面活性剂;根据使用领域不同,可以分为工业用表面活性剂以及日用表面活性剂.石油基表面活性剂是以石油为基础原料制成的,如以烷基苯,烷基酚,烯烃等为原材料再进一步反应制成的表面活性剂,主要包括LAS,AOS, Tx,OP,NP等产品.天然油脂基表面活性剂是以天然油脂为原材料制得的表面活性剂,主要包括用天然油脂制成的6501,CMEA等产品,用天然油脂衍生物脂肪醇制成的AES,AESA,LsA,K12等醇系表面活性剂,及用天然油脂衍生物脂肪酸甲酯制成的MES等产品.工业用表面活性剂主要指用于石油化工,造纸,皮革,纺织,建材等行业的表面活性剂,比如重烷基苯磺酸盐,石油磺酸盐,萘磺酸盐,蒽磺酸盐,木质素磺酸盐,SS,SPS等产品.日用表面活性剂则主要指用于日用洗涤剂,化妆品,个人护理用品等领域的LAs,AES,AESA,LSA,AOS,MES,6501,APG,AEO等产品.1我国表面活性剂行业现状表面活性剂是重要的精细化工产品,在全世界范围内被广泛使用.国际大型工业用表面活性剂企业主要分布在北美以及欧洲等经济发达国家,比如罗地亚(Rhodia),西卡(Sika),赢创德固赛(EvonikDegussa),道康宁(DowComing),巴斯夫(BASF),赫克力士(Hercules),英国兰凯表面活性剂(Lankem),瑞典依卡化学品(EkaChemicals)以及陶氏化学(Dow),这些大型化工企业目前都在我国占有一定比例的市场份额.收稿Et期:2012—02—21作者简介:孙淑华(1954一),高级工程师,主要从事工业表面活性剂的产品开发和应用研究.?8?精细与专用化学品第20卷第3期我国表面活性剂行业起始于2O世纪5O年代,起步较晚,但发展和更新速度较快.2009年中国表面活性剂生产厂家总数达到5386家,是2000年的3.7倍,比2005年增加了34.11;我国生产表面活性剂企业,主要分布在江苏(898家),山东(620家),广东(598家),浙江(496家),上海(399家),河南(296家),辽宁(259家),天津(189家),河北(196家),湖北(176家),四川(123家)和安徽(120家).我国表面活性剂主要品种的发展经历了2O世纪8O年代的千吨级,90年代的万吨级,2O世纪发展到十万吨级,21世纪出现了百万吨规模等几个阶段.其中,超百万吨级品种是萘和甲基萘磺酸甲醛缩聚物钠盐以及聚羧酸盐;超十万吨级品种是脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐(AES),脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO2,3,7,9),十二烷基苯磺酸钠(LAS),聚丙烯酰胺(PAM),木质素磺酸钙,胺基磺酸盐;超万吨级品种有K12,AS,ASA,AESA,AOS,十二烷基苯磺酸钙等38个品种;超千吨级品种有EL40,乙二醇硬脂酸酯,聚乙二醇(6000,8000)硬脂酸酯等33个品种.2009年我国工业表面活性剂产量约为450万t,品种总数为6154种,其中,阳离子表面活性剂1567种,占比25.46;阴离子表面活性剂1970种,占比32.01;非离子表面活性剂2173种,占比35.31;两性离子表面活性剂444种,占比7.21%.尽管我国已经成为继美国之后的第二大表面活性剂生产国,但还称不上是表面活性剂强国.我国人均表面活性剂消费量与发达国家相比,仍然十分低下,2009年我国人均日用表面活性剂消费量仅为1.3kg/a,而同期日本的人均消费量为3.5kg/a,北美为3.8kg/a.此外,我国表面活性剂企业的研发水平与生产制造水平与国际领先企业也存在一定的差距.但是,通过我国表面活性剂企业的不懈努力和巨大付出,这一差距正在逐步缩小.随着我国近年来表面活性剂产量的逐年增加,我国表面活性剂行业生产企业数量偏多,规模偏小的局面正在逐步改善,一些优势明显的企业经过快速发展壮大,已经在各个细分领域占据了明显的领导地位,具有代表性的企业有:浙江传化集团,山东滨化集团,江苏钟山化工有限公司,辽宁奥克化学股份公司,辽宁华兴化工集团公司,金浦新材料股份有限公司,广东德美精细化工股份有限公司,南京博特化工公司,南京太化化工公司,中轻物产化工有限公司,浙江赞宇科技股份有限公司,大庆油田炼化公司, 巨化集团,罗地亚飞翔精细化工公司,辽宁科隆化工公司,北京恒聚化工集团,佳化化工,浙江皇马化工集团,浙江龙盛集团股份,浙江闰土股份,江海化工,天音化工,深圳诺普信有限公司,抚顺洗化,广州浪奇,山东泰和水处理,广东天赐以及新崛起的三江精细化工,江苏生物科技,成都金石新材料公司,吉林钟鑫化工等,相信随着我国表面活性剂行业的不断发展,将有更多的优秀企业涌现出来.2我国表面活性剂行业发展趋势2.1市场容量预测金融危机严重打击了世界金融和实体经济市场,随着各国经济刺激计划的颁布实施以及消费者信心的重建,全球表面活性剂市场正逐步走出金融危机的阴影,据GlobalIndustryAnalysts公司分析,2012年全球表面活性剂的市场将达到166.5 亿美元,到2015年产量将达到1780万t,年均复合增长率为5.8,亚洲地区作为新兴经济体云集的地区,将成为未来带动表面活性剂行业增长的发动机,预计在未来几年可以达到年均6.04的增长率.我国作为目前世界经济发展的强力引擎,一直保持着对表面活性剂的较高的需求,随着我国经济的不断增长,工业用表面活性剂的市场需求量将保持较快增长,同时人均消费量也逐步提高,预计到2015年,表面活性剂的市场每年将保持9的增长速度,市场容量将达约692万t的水平.2.1.1洗涤剂行业洗涤剂行业主要包括日用以及工业用洗涤剂,是表面活性剂最主要的应用领域,其用量约占表面活性剂总用量的51.经过多年发展,我国已进人世界洗涤用品生产大国行列,产品形态及产品品种日益丰富,专业化,功能化,个性化产品不断涌现,形成个人清洁护理用品,家庭清洁护理用品,工业和公共设施清洁用品三大品类体系.近年来产量增长较快,2003~2010年我国洗涤用品产量增长了83.72%,年均增长率为l1.96oA.2010年我国洗涤用品的产量虽然达到826.75万t,人均消费量约6.4kg,但仍然低于1995年世界洗涤用品人均消费量7.8kg的水20l2年3月孙淑华等:表面活-眭剂行业现状及发展趋势?9? 平.我国洗涤用品工业"十二五"规划提出,到2015年洗涤行业的工业总产值将达到2060亿元,年均增长率在12.主要发展浓缩,液化洗涤剂,着重开发功能型,环保型表面活性剂新品种,充分利用可再生资源,着重发展油脂化工行业,开发油脂化工产品及其衍生物,加强功能性强,生物降解性好的表面活性剂产品的开发和应用,加强以可再生资源为原料的表面活性剂的研究,开发和应用.因此可以期待,洗涤用品工业的强劲发展趋势,将有利地推动我国表面活性剂行业继续保持快速增长.2.1.2农药用表面活性剂农药原药极少数能直接使用,绝大部分需要加工成不同的剂型使用.农药剂型是指具有一定组成成分和规格的农药原药的加工形态,目前我国已制定《农药剂型名称及代码国家标准》,规定了120 个农药剂型的名称及代码,其中乳油,悬浮剂,可湿性粉剂,水乳剂,微乳剂,悬乳剂,可溶液剂,水剂等是目前产量最大,用量最多的农药剂型.农药制剂是指农药原药加工成的具有一定有效成分含量,一定剂型,可按一定方法使用的成药产品,一般由农药原药以及农药助剂配制而成.农药助剂是指在农药加工和应用过程中的辅助药剂,能帮助主要药剂成分(农药原药)发挥效能的物质. 农药助剂可分为表面活性剂和非表面活性剂两大类,农药表面活性剂主要有乳化剂,分散剂,润湿剂,渗透剂,展着剂,发泡剂,消泡剂,增溶剂,增黏剂等,而非表面活性剂主要是指溶剂,载体,填料,防冻剂,稀释剂,警戒剂,抗结块剂,增效剂等.农药助剂的主体是表面活性剂,由于85以上的农药要加水稀释使用,表面活性剂对农药制剂稀释液的乳化稳定性,悬浮率等技术指标起了决定性的作用,并且影响着药效的发挥.农药是农,林,牧,渔业及公共卫生等部门用于防治病,虫,草,鼠害以及调节农作物生长的化学品,是重要的生产资料和救灾物资.农药的应用对保证农业丰产,提高人民生活水平有着非常重要的作用.据有关资料报道,全世界由于病,虫,草,鼠害而损失的农作物收获量相当于潜在收获量的1/3,如果一旦停止用药或严重的用药不当,一年后将减少收成25%~4O(与正常用药相比),两年后将减少40~60以至绝产.据农业部统计,由于使用农药,我国平均每年挽回粮食2500万t,棉花4O万t,蔬菜800万t,果品330万t,减少经济损失约300亿元.目前我国已经成为世界上最大的农药生产国和最重要的农药产品出口国,同时也是最重要的农药消费国之一.我国农用耕地面积年均超过1.5亿公顷,其中粮食作物年均耕地面积超过1亿公顷,巨大的耕地面积成为农药消费的巨大的刚性需求保证.2011年,我国的农药产量和出口量分别达到了264.87万t和79.6万t,已高于我国2010年全年农药产量的234.25万t和出口量61.3万t.其中,除了大量出口原药及其部分不用助剂的农药制剂外,近半的农药原药需加入农药助剂而制成各种不同的剂型.农药助剂作为乳化剂,分散剂,润湿剂,渗透剂和增溶剂等广泛应用于加工乳油,微乳剂,水乳剂,可湿性粉剂,悬浮剂,可溶液剂,水分散粒剂和水剂等农业上使用最多的农药制剂.对充分发挥农药的药效,安全经济的达到杀虫,除草,杀菌等目的起到重要作用.近两年我国用于加工农药制剂的助剂需求量在4O万~50万t左右, 其中农药表面活性剂需求量约在6万t左右,而这6万t的农药表面活性剂,将直接影响近250万t的农药效果,关系到上千亿的产值.表面活性剂在农药及农药助剂之中的应用,深刻影响着农药的使用效果,农药助剂行业的发展也影响着农药行业发发展,同时,对于不断提出的农药新功能和新作用的要求有力地推动了农药用表面活性剂行业的发展.我国巨大的耕地面积,世界第一位的人口数量,农药对于粮食作物的至关重要性,都决定了农药行业在国民经济中的关键地位.随着国家惠农政策的不断制定推出,如免征农业税及给予种粮,良种,农机及化肥农药补贴等的实施到位,将加大对化肥农药的投入;另外对高性能,新功能,低毒性以及绿色环保农药的需求也将不断增加.因此,我国农药行业的持续发展将会在未来长久的时间内有效推动我国表面活性剂行业的持续发展以及技术升级.2.1.3炼油助剂行业炼油助剂主要用于炼油厂原油炼制,对提高炼油工艺水平,炼油效率,产品质量和发挥炼油设备作用至关重要,能解决炼油加工过程存在的一些关键技术问题.炼油助剂行业的发展与炼油工业紧密关联,是?10?精细与专用化学品第20卷第3期当代石油化工的一个重要分支和组成部分,也是石油化工向下游高附加值产品延伸并为国民经济各部门服务的一个重要领域.自20世纪中期以来,随着全球范围内原油的重质化,劣质化,高质量轻质油品需求量的增加以及环保法规的实施,越来越多的炼油助剂在石油开采及加工过程中被采用.尤其是近几年来,国际原油价格的飙升,更是对原油综合加工率提出了更高的要求.作为与炼油工业联系紧密的炼油助剂行业,其发展将伴随着炼油能力的提升而加快.截止2010年底,世界炼油厂数量总计661座,总加工能力从2009年的8720万桶/天增加到8822 万桶/天,增加了约100万桶/天.其中,2010年亚洲原油加工能力增长近150万桶/天,是世界炼油能力增长的主要动力,新投产的3座炼油厂均在亚太地区;北美加工能力大致与2009年持平,而西欧加工能力萎缩;其他地区的加工能力变化不明显."十一五"期间,我国炼油工业发展迅速,2005年,我国原油加工能力为3.47亿t/a,年加工量为2.86亿t;2009年,我国原油加工能力为4.78亿t/a,稳居世界第二位;根据国家工信部统计数据显示,2010年,全国原油产量达2.O3亿t,同比增长6.9,创近年最大增幅.新增炼油能力约3000万t,一次原油加工总能力达5.12亿t,成品油(汽,煤,柴油合计)产量2.53亿t,同比增长1O%.根据全国能源工作会议相关资料,"十二五"期间,我国将完成约1亿t新增炼油能力建设,到2015年,全国一次原油加工能力将达到6亿t,成品油年产量将达到3.1亿t.根据炼油厂每炼制1万t原油,对各类炼油助剂的需求量平均在1.17t左右计算,我国2015年炼油助剂的需求量将达到约7万t,而2010年我国原油加工量2.86亿t,消耗炼油助剂约3.3万t,据此推算,"十二五"期间,我国炼油助剂行业预计将保持16的年复合增速.2.2发展趋势分析表面活性剂作为化工新材料行业的主要分支,其规模发展将在全球尤其是亚太地区呈稳步增长趋势,这为我国相关行业的发展和壮大提供了强有力的支持.我国表面活性剂行业的发展趋势逐渐与国际同行业接轨,主要体现在以下几个方面.2.2.1绿色表面活性剂将逐步大规模工业化随着国民经济的增长以及居民生活水平的提高,消费者对于环境保护和社会资源节约方面的意识逐步增长,因而对于表面活性剂产品品质的要求也越来越高.在满足使用安全性的前提下,市场对表面活性剂产品的资源可再生性以及环境友好性提出了更高的要求,因此采用天然可再生资源如植物油为原料生产的天然油脂基表面活性剂,得到了大力发展.可以预计,我国大品种绿色表面活性剂将逐步实现大规模工业化生产.2.2.2特种表面活性剂将迅速发展普通表面活性剂的疏水基一般是碳氢链,若将碳氢链中的氢原子部分或者全部替换成氟原子,就成为含氟表面活性剂,类似的还有含硅表面活性剂以及含硼表面活性剂等,称之为特种表面活性剂.由于结构上具有特殊性,特种表面活性剂具有普通表面活性剂所没有的一些特性,并在许多领域发挥着重要作用.如含氟表面活性剂具有高表面活性,高耐热稳定性以及高化学稳定性,其应用领域已经扩展到包括石油,农药,机械,染料,建材,皮革等国民经济的众多领域中,且应用领域还在进一步扩大;含硅表面活性剂具有良好的湿润性,较强的黏附力,极佳的延展性,气孔渗透率和良好的抗雨水冲刷性等,已被应用于油田等工业领域,并逐渐由特种发展成为常规表面活性剂;含硼表面活性剂也在石油炼制,润滑油添加剂,高水基汽车刹车液,高水基液压液等工业领域得到实际应用. 2.2.3生物表面活性剂将逐渐工业化,且应用领域逐步扩大生物表面活性剂是指由细菌,酵母和真菌等多种微生物产生的,具有表面活性剂基本结构与性质的化合物.与化学合成表面活性比较,生物表面活性剂具有结构更多样性,表面活性/$L化性更强; 可生物降解无毒或低毒;生产工艺简单,施工简单;通过微小孔隙能力强,不堵地层,耐盐性好,不结垢,保护地层等优势.经过多年努力,目前生物表面活性剂的许多研究成果已应用于石油,医药和食品等工业领域.随着科研开发的不断深入,新功能产品的不断问世,我国生物表面活性剂将会在石油,化工,医药,洗涤剂,化妆品,食品,农业以及环境保护等方面得到更加广泛的应用.。
皮革表面活性剂的应用及发展概述--返回--皮革表面活性剂的应用及发展1.引言表面活性剂(具体分类详见附1)按其分子量大小可分为低分子表面活性剂(主要是典型表面活性剂)和高分子表面活性剂(包括特种表面活性剂﹕含硅表面活性剂、含氟表面活性剂等),因其具有独特的两亲(亲水、亲油)分子结构,具有乳化、分散、润湿、渗透、增溶、匀染、抗静电、柔软等多种功能,广泛应用于各行各业,被誉为“工业味精”。
在皮革行业,表面活性剂的应用贯穿于从生皮到成品的各个工序,是皮革制造中不可缺少的一类重要化工材料。
其应用包括两个方面,一是直接在制革工艺中的应用,二是在皮革专用助剂制备过程中的应用。
表面活性剂能够促进其中有效成分的渗透、扩散、吸收或铺展等,缩短生产周期,节约化工材料,提高皮革质量。
随着应用技术和复配技术的提高,表面活性剂已成为皮革专用助剂的一个重要组成部分。
浸水助剂、浸灰助剂、浸酸助剂以及bc%c1">脱脂剂与加脂剂等许多助剂,都是以表面活性剂为主,与其它功能组分复配而成的产品﹔聚合物树脂复鞣剂、填充剂等则是通过乳液聚合(聚合时借助表面活性剂的乳化、分散和稳定作用)而成,或者在合成完成后再加入表面活性剂作为辅助材料,利用乳化、分散、渗透、增溶等性质来加强皮革专用助剂与皮革胶原纤维的作用。
从某个角度讲,复鞣剂、填充剂以及聚合物加脂剂和具有复鞣、加脂与防水的多功能材料大多是水溶性或水分散性的高分子表面活性剂。
它们的使用能赋予皮革特殊的性能,明显提高皮革的档次。
涂饰剂要在皮革表面良好成膜,表面活性剂的作用也非常突出。
皮革的湿加工是在水体系中进行,化工处理助剂的乳化、分散、渗透等起着非常关键的作用,是控制皮革质量的关键因素。
可以说,在制革生产中,渗透与结合以及耐水(防水)与润湿始终是一对需要解决的矛盾。
为此,合理选择和使用具有独特性能的表面活性剂是关键。
现代皮革制品对制革工业提出了新的要求﹕服装、鞋面革的防水、防污、耐洗性要求﹔汽车座套革的高耐磨、高耐湿擦等高物性和低雾化性要求﹔国家对环保的严格要求和民众环保意识的觉醒,清洁化工程提到了议事日程,绿色皮革化工材料的研发和使用势在必行。
如何开发一些具有高结合能力、多功能特性、可生物降解的专用表面活性剂,有效解决这些矛盾、满足这些新的要求,就是摆在表面活性剂工作者和皮革专用助剂工作者面前的一大课题。
本文主要以皮革制造工艺中各不同工序所使用的处理助剂为主线,联系它们对表面活性剂性能的不同要求,来讨论表面活性剂应用的发展动态和需要解决的问题。
2.鞣前处理助剂皮革鞣前处理,包括浸水、脱脂、浸灰、脱灰到浸酸、软化等工序,每道工序都离不开表面活性剂的作用和贡献。
2.1浸水助剂早期浸水常使用润湿渗透力强的渗透剂JFC和渗透剂T等典型表面活性剂。
而现代制革工艺中对于浸水助剂除要求具有良好的润湿、渗透、乳化、洗涤性能外,还要求具有杀菌、抗硬水、能生物降解等多种功能,并且它们所含的表面活性剂在完成使命后能够通过水洗基本除去。
为了满足要求,首选复配技术,可以优选出具有相关性能的表面活性剂,与杀菌剂或进行复配。
如BASF公司的MollescalBW浸水剂为非离子表面活性剂聚醚有机化合物与杀菌剂的混合物。
配合少量的纯碱,可以加速浸水效果,还具有脱脂和清洁皮面的效果。
TFL公司的BorronA为阴离子表面活性剂,具有很好的回湿效果和分散、乳化能力,用于浸水也可用于浸灰,还具有高效乳化天然脂肪的能力。
德赛尔公司的KF杀菌浸水剂为杀菌剂和阴离子表面活性剂的混合物,能加速浸水过程,使原皮内外层充水均匀一致,并具有乳化油脂、清除污垢的效果。
2.2bc%c1">脱脂剂脱脂工序不仅要求bc%c1">脱脂剂具有乳化、去污、洗涤、增溶等作用,而且要求其能够深层脱脂,所以bc%c1">脱脂剂必须有强渗透力和破坏脂腺的功能。
可见,惟有强的乳化性是不够的,这与其它领域应用时不同。
具有脱脂作用的材料有﹕碱、表面活性剂、溶剂和脂肪,它们各有特点。
但现今通常使用的主要有两种﹕一是以表面活性剂为主成分,一是以脂肪为主成分。
这里只讨论前者。
脱脂实践发现,单独使用表面活性剂效果不理想。
要么在制备bc%c1">脱脂剂时就复配少量的纯碱、小苏打或溶剂,要么在使用表面活性剂进行脱脂时加入少量的纯碱、小苏打或溶剂,这样可显示良好的协同作用。
程凤侠等研究不同-EO-链长度的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐,发现中等链长者之乳化性、渗透性良好,而且以二乙醇胺盐最优。
进行脱脂试验表明,当与适量纯碱结合使用时,脱脂效果最优。
这是因为少量的NaHCO3或Na2CO3,能使油脂易于皂化和水解,并使皮革纤维适度膨胀,利于脱脂。
有机溶剂因其溶解油脂能力强,具有深层脱脂效果,因此国内外都有将有机溶剂(如三氯乙烯或脱臭煤油)与非离子表面活性剂(如OP-7等)一起用于高油脂含量生皮脱脂的。
但是,当今欧盟对使用短链氯化物和含有壬基酚、辛基酚的化料进行了限制。
研究表明,表面活性剂的疏水基结构与皮内油脂的分子结构越相近,脱脂效果越好﹔非离子表面活性剂比阴离子表面活性剂深层脱脂能离子表面活性剂(由非离子表面活性剂改性而得)比一般阴离子表面活性剂脱脂效果好﹔乳化渗透能力强者脱脂效果好。
徐桂云等人,用脂肪醇聚氧乙烯醚羧甲基化反应制备的脂肪醇醚羧酸盐,在35-40℃。
水100%-150%。
用量为皮重的1%pH值10-11(加少量纯碱调节)。
时间1-2h对猪皮脱脂效果较好。
张云书用非离子表面活性剂与马来酸酐酯化后进行磺化制得的活性组分,脱脂乳化能力强,对酸、碱、盐有一定的耐受力。
川化集团望江化工厂生产的bc%c1">脱脂剂DEG是可生物降解的复合表面活性剂,其特点不是将生皮内所有的脂肪乳化除去,而是能将部分油脂乳化并均匀地分布于皮内,能消除因脱脂不而造成的“油霜”现象。
现代制革工艺进一步要求bc%c1">脱脂剂易于通过水洗除去。
易于生物降解、能适应硬水水质条件,适应分阶段。
多次脱脂操作,还要求泡沫低,这样有利于实际生产操作。
德赛尔公司的DAbc%c1">脱脂剂主要成分为非离子型烷基聚乙二醇醚,对硬水稳定,就可用于浸水、脱脂、浸灰、复灰软化、浸酸、中和、复鞣等多个工序。
TFL公司的BorronT非离子bc%c1">脱脂剂,脱脂效果很好,可用于软化、浸酸、浸水、浸灰等工序。
Bayer公司的BaymolAN为可生物降解的非离子低泡乳化剂,可通用于浸水、浸灰、脱脂、软化等,促进渗透,具有清洁裸皮和平滑作用均匀的效果。
2.3浸灰助剂浸灰常使用的是灰—碱体系,此工序实施的好坏直接影响到后续工序的进行和最终皮革的质量和性能。
浸灰助剂的作用,主要是促进石灰的溶解以及石灰和硫化物(硫化钠、硫氢化钠)的渗透和均匀作用,防止生皮过度膨胀,消除原皮的皱纹,增加得革率等。
浸灰助剂主要有3种类型﹕(1)以表面活性剂为主的浸灰助剂﹔(2)含蛋白制剂的浸灰助剂﹔(3)以减少硫化物污染为目的的无硫无胺浸灰助剂(主要是一些具有还原作用的物质)。
它们虽然侧重点不同,但都使用有表面活性剂。
表面活性剂的使用,可以促进浸灰材料Na2S和Ca(OH)2的溶解、渗透和均匀作用,缩短浸灰时间,抑制过度膨胀,并兼有脱脂、去除皮垢、清洁浸灰皮坯表面的作用,有利于成品革的柔软与丰满。
可见,用于浸灰工序的表面活性剂必须在高pH值条件下具有良好的稳定性和高渗透能力,同时在高浓度的电解质环境中稳定。
Bayer公司的CismollanBH为弱阴离子性。
稀释后呈现弱碱性的浸灰、浸水助剂,含有杀菌剂,浸灰时使用可使浸灰材料快速。
均匀渗透。
BASF公司的MollescalPA是浸灰时的扩散助剂,能显著提高石灰的溶解度,促进浸灰材料的渗透,并有松散纤维的作用。
3.铬鞣助剂、染色助剂铬鞣过程中使用表面活性剂,总体上讲可以加速铬鞣剂的渗透,减缓铬鞣剂的结合,促进铬鞣剂均匀分布,提高铬鞣剂利用率等,但离子性不同,作用有所差异。
如铬鞣前使用阳离子油(通常是用阳离子表面活性剂1631。
1227等乳化合成油而得)预处理,可明显提高铬鞣剂的渗透速度和深度,得到丰满、柔软,而且粒面细致的革,但铬鞣剂的吸收结合量受到影响。
若用非离子表面活性剂平平加预处理,则可获得非常柔软且粒面细致的革。
而现代制革工艺更倾向于使用在酸性条件和铬盐存在下仍然稳定的阴离子加脂剂预处理,这样铬鞣剂的吸收好。
结合率高。
分布更加均匀。
要达到此目的,关键在于使用的表面活性剂必须具备耐酸性条件。
耐电解质以及耐铬盐的能力。
据报道,脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸盐。
脂肪醇聚氧乙烯醚琥珀酸酯磺酸盐等可行。
由于对染色要求高,染色助剂的使用受到了高度重视,特别是生产绒面革时。
染色助剂主要有匀染剂和固色剂,这里利用的是表面活性剂的分散、渗透、缓染和移染性能。
由于皮革染色所使用的染料是阴离子性染料,所以通常使用的匀染剂有聚氧乙烯醚类非离子表面活性剂或扩散剂NNO等,而固色剂常用的是季胺盐型的阳离子表面活性剂,以及多价金属盐和含氮化合物(双氰胺、三聚氰胺)的衍生物等。
如Clariant 公司的OT匀染剂,为阴离子型芳香族磺酸缩合物,对酸、碱、盐溶液稳定。
程凤侠等[1]人研制的中等长度聚氧乙烯链的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐类表面活性剂NPS-1具有良好的渗透性和匀染性,用于绒面革染色前预处理能使绒毛细致均匀,但染色的耐湿擦坚牢度仍然是一个需要特别关注的问题。
4.加脂剂与复鞣剂加脂与复鞣本是两个不同的工序,但随着多功能材料如复鞣加脂剂、防水复鞣加脂剂的开发和皮革染整工艺的不断演变,这两个工序的界限已越来越模糊。
加脂剂组成中的有效成分是可溶于水的乳化剂和不溶于水的中性油。
一般来说,对皮革柔软度贡献最大的是中性油。
由于中性油不溶于水,就需要外加入乳化剂,或者通过酯化、氯化、磺化、硫酸化、亚硫酸化、磷酸化等接入亲水性基团使一部分中性油具有乳化性(实际上具备了表面活性剂的功能),帮助中性油脂的乳化和分散,使其易于渗透和均匀分布。
加脂剂新的发展和性能的提高很大程度上依赖于其使用的表面活性剂的品种和性能。
为适应分步加脂和硬水水质,选择抗硬水、耐电解质。
在低pH值条件下仍然稳定的表面活性剂(如脂肪醇聚氧乙烯醚琥珀酸酯磺酸盐,脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐等),则是制备加脂剂的关键﹔为适应耐水洗革和防水革的要求,则选用的表面活性剂要在改变条件(如降低pH值)或加入某种固定材料(如多价金属盐可封闭羧基)后亲水性显著下降﹔为适应皮革制品的长久柔软特性,则要求选用的表面活性剂与胶原纤维或其中的Cr3+结合能力强﹔为实现纳巴革的高度柔软性,必须使加脂剂渗透深而且分布均匀,则要求选用的表面活性剂乳化渗透能力非常强﹔如果要求加脂后皮革具有一种优越的手感效果,除了选择合适的中性油外,关键的就是所用的表面活性剂渗透能力要适中。