58.為什麼要浸酸?浸酸的方法有哪些?

浸酸是為鞣製作準備的一道工序,同時浸酸皮又是一種半成品,可用來作為商品出售。由於浸酸是鞣製的前期準備階段,所以浸酸品質的好壞具有重要的意義。對浸酸應嚴格進行控製,否則將會對裸皮造成極為嚴重的後果。

浸酸的目的是改變膠原電荷。—NH2基團變成—NH3+,—COO-變成—COOH,調節裸皮到一定的pH,以適合於鞣製。在浸酸條件下,鉻鹽不與膠原結合,而是滲透進皮革內部。浸酸方法有:常規浸酸法、少鹽浸酸和無鹽浸酸。

(1)常規浸酸法

傳統的浸酸方法是采用酸與鹽的混合液進行浸酸。所采用的酸主要為硫酸和甲酸,所采用的中性鹽為食鹽。

(2)少鹽浸酸

傳統的浸酸方法在浸酸過程中為了抑製裸皮膨脹,要加入大量的食鹽。這些食鹽在浸酸鉻鞣後隨廢液排入水體,會給環境造成鹽汙染。為了減輕鹽汙染,人們對傳統方法進行改進,采用非膨脹的酸和膨脹作用較小的酸代替一部分無機酸,減少膨脹作用較強的無機酸(如硫酸)的用量。適當控製使浸酸的pH在能滿足鉻鞣要求的前提下稍高於傳統浸酸法的pH,從而降低浸酸體係對裸皮的膨脹力,同時適當減少液比,這樣可將食鹽用量由裸皮重的6%~8%減少到3%~5%,形成了所謂的少鹽浸酸方法。

(3)無鹽浸酸

對廢水中的氯化鈉的處理一直是製革廠必須解決的一個難題,其在水中極端的溶解性能及不易沉澱對現有製革業是一大挑戰。無鹽浸酸是針對製革準備工段氯化鈉對環境的汙染而提出的。使裸皮在無鹽存在下不發生膨脹的酸有重鉻酸、苯磺酸、沒食子酸和浸酸助劑等。用非膨脹性酸或酸性輔助型合成鞣劑浸酸,在將裸皮的pH降至鉻鞣所要求的pH的同時,不會引起裸皮的膨脹。早期使用萘磺酸,現在建議使用羥基芳香酸,如碸酸聚合物,具有輔助性合成鞣劑的特點,它可以使裸皮的pH降至鉻鞣所要求的pH,同時還可以與膠原上的不同基團發生弱的多點結合,從而使皮不發生膨脹。

浸酸時可以直接用碸酸聚合物浸酸,也可先用中性碸聚合物浸透裸皮後,再加酸進行酸化,中性碸沒有鞣性,被酸化後便產生了一定的鞣性,使皮不發生膨脹,這種鞣性很弱,浸酸後皮不會收縮,粒麵不會出現皺紋。上述方法浸酸後的裸皮,粒麵平滑細致,收縮溫度比傳統浸酸法的高8~10℃,有利於對酸皮進行削勻和剖層。鉻鞣時有利於鉻的滲透和吸收。

59.影響常規浸酸的因素有哪些?

浸酸浴是由弱酸(甲酸)、強酸(硫酸)和工業鹽構成。一些有機酸鹽如甲酸鈉、醋酸鈉作為蒙囿劑,往往和工業鹽一起使用,減輕裸皮的腫脹,得到細致的粒麵。影響常規浸酸的因素有:

(1)酸的用量

浸酸時的硫酸或其它酸用量是指純酸而言的,而浸酸用的酸都是不純的,要先測其含量再折算出用量。

在生產實踐中,酸的用量主要根據經驗或試驗來確定。一般甲酸用量為灰皮重的0.5%~0.8%;硫酸用量為灰皮重的0.6%~2.0%。

浸酸時,過快、過早加入硫酸可能會造成不均勻膨脹,缺乏合適的緩衝劑(如甲酸鈉),在鹽滲透保護作用之前,就將硫酸加入都可能使成革鬆麵。

如無機酸的用量過多時,會使裸皮受到酸的損害。當酸和食鹽的用量過多時,不僅會使裸皮遭受嚴重的酸損害,而且會使裸皮的纖維結構發生化學降解。

(2)鹽用量

浸酸時先加鹽,轉動10~15min測鹽濃度(°Bé)後,再加酸,防止酸腫。

食鹽溶解後,皮內以及皮外浴液中的濃度達到1mol/L以上時,皮不酸腫。一般食鹽用量為裸皮重的6%~8%,有些工業鹽不純,加酸前需檢測浴液的波美度,保證鹽濃度>6.0°Bé。太高(>8.0°Bé),皮身扁薄,鉻粉吸收少,皮身較大,機械強度較強,膠原對溫度變化較不敏感。

食鹽的用量過多時,容易影響裸皮內部的細微結構,並使纖維束發生分裂;食鹽的用量過多,而酸的用量太少時,也會影響裸皮內部細微結構的性質;酸和食鹽的用量太少時,會使裸皮腐爛,並引起黴菌的生長繁殖;食鹽的用量太少時,不僅會引起黴菌的生長繁殖,還會使裸皮受到酸的損害;當食鹽的用量太少,而酸的用量過多時,會使裸皮遭受嚴重的酸損害。

(3)溫度

浸酸溫度控製在18~25℃。溫度過低或過高都應避免:溫度太低,會有酸膨脹的危險;而溫度過高將造成膠原纖維的過度降解。

(4)水量

為了促進酸液和鞣劑的快速滲透,通常采用小液比。一般水量為50%~80%,需浸酸過夜時水量增加到100%。

水量對鹽的需要量影響很大,水少,可以減少鹽的汙染。但是對裸皮吸酸量影響不大,即使酸的用量一定時,對裸皮吸收酸的情況無明顯影響。水量過小時,易使裸皮極軟處受機械作用過強,吸酸量稍多,引起全張皮吸酸不均勻。

浸酸時如用水量過多,將會降低鉻鞣劑向皮內的滲透速度,其結果是使裸皮中層與鉻的結合量顯著減少,倘若因用水量過多而使食鹽的濃度偏低,或是因為食鹽及浸灰裸皮的稱量不準確,可能會使裸皮發生酸腫。

(5)時間

浸酸時間的長短,取決於裸皮的厚度和要達到的浸酸程度。通常控製臀部浸透即可。

在正常條件下,浸酸對膠原纖維的鬆散作用很小,在浸酸達到要求的pH時,過多地延長浸酸時間,不會明顯起到鬆散纖維的作用。需要指出的是,最好浸酸過夜,產生平衡浸酸,形成更柔軟的革,麵積產率更大。由於酸分解天然油脂而使成革柔軟,也不存在溫度升高的問題,因為加工設備是間歇轉動的,即每小時轉動5min。

對鉻鞣而言,pH在2.5~3.0是合理的區間。

例:阿根廷大批量生產浸酸裸皮的工藝(原料皮為鹽濕牛皮)

80%水(20℃),8%食鹽,轉動20min;2%硫酸(1∶10),轉動3h;0.3%殺菌劑,轉動20min;停2h;轉動10min後出鼓;搭馬48h。

60.浸酸助劑有哪些?作用是什麼?

浸酸過程中所用的助劑主要有兩類,一類是非膨脹性酸,用此類酸浸酸,裸皮不會發生膨脹,因而可以不用食鹽或減少食鹽用量,達到消除或減少浸酸過程中食鹽汙染的問題,這也是清潔化製革工藝的研究方向之一;另一類浸酸助劑是在浸酸過程中加入能改善鉻鞣過程,增加皮對鉻鞣劑的吸收和結合,從而達到減少鉻鞣劑的用量,降低廢液中鉻的含量的目的,或者對鉻產生蒙囿作用,改善成革的性能。

61.浸酸溫度對成革品質有什麼影響?

控製浸酸溫度對保證革的品質非常重要,特別是對革的物理性能。浸酸溫度對成革品質的影響可歸納如下:

①溫度低於25℃,對成革的品質沒有影響,革具有最高的強度。

②溫度在25~28℃之間,革的強度略有下降。

③溫度在28~32℃之間,革粒麵細致程度和緊實性降低,手感變差,革的強度通常低於可接受的最低值。

④溫度超過32℃,革的品質發生不可挽回的下降,革的強度通常急劇降低。

研究表明,38℃浸酸12~14h,皮質損失70%,32℃浸酸12h,皮質的損失可以忽略不計。這些數據清楚地表明了高溫浸酸的危害性,特別是在長時間浸酸過程中。因此在實際的浸酸過程中,必須經常檢查浸酸液的溫度,特別是在夏季以避免高溫浸酸引起的皮質過度損失。皮質的損失將導致革強度的降低,革的撕裂強度、抗張強度和粒麵的崩裂強度等都要降低。

脫灰、軟化後的裸皮在不同溫度下浸酸12h後,按相同的常規方法進行鉻鞣、中和、加脂,最終革的物理力學強度見表3-2。表3-2不同溫度下浸酸的成革物理力學強度

浸酸溫度/℃253238抗張強度/MPa18.814.812.0斷裂伸長率/%52.541.538.5撕裂強度/(N/mm)68.047.332.8崩裂高度/mm10.58.66.5