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技术文章

含氟化合物及其在制革工业中的应用

 1.含氟表面活性剂

        含氟表面活性剂具有许多普通表面活性剂不具有或者更优的性能,如表面活性高、   用量少,具有优良的耐热性和化学稳定性,能明显改善介质的湿润、渗透、乳化及流平性能,同时还具有卓越的憎水、憎油及防污功能,广泛应用于消防、化工、农药、选矿、造纸、皮革、纺织等各个领域,是特种表面活性剂中的最重要的品种之一。

       氟碳表面活性剂的高表面活性,来源于其极低的表面能由于链具有柔顺性,内聚能小,与极性分子作用力弱,而链键能大,极化率小,键距短,故其耐热性强氟碳表面活性剂之所以稳定,一是氟碳键能高,二是直链的全氟烷烃的分子骨架是一条锯齿形碳链,四周被氟原子包围,带有多余的负电性的氟原子形成一种负电荷保护层,使氟原子对链有屏蔽。氟碳表面活性剂作为高效乳化剂,与普通的碳氢表面活性剂相比,具有很高的效能,且用量少,可以有效的防止水性分散体系粒子的凝胶和沉淀。

      在皮革制造加工工艺中,氟碳表面活性剂可以作为润湿、分散乳化和匀染助剂使用,可以提高效率减少操作时间,提高皮革产品的质量。作为浸水剂,可大大提高干皮的润湿渗透性,缩短浸水时间,利于出去皮上的各种杂质;作为匀染剂,则是利用氟碳表面活性剂的渗透性分散性缓染性和移染性,达到匀染和助染的目的;用作填充剂,在填充的同时,可以是皮革具有优异的防水防油性能。用含氟铬配合物代替铬盐做固定剂进行防水处理,可在皮革表面上形成氟树脂薄膜,使革具有保湿透气耐擦耐干洗等性能;作为流平剂具有流平快的特点,还可以得到更均匀的涂膜,对皮革伤残能起到很好的遮盖作用,提高皮革的耐磨性。带有碳氢烷基的油溶性氟碳表面活性剂作为染色助剂,可很好的提高颜料涂料的分散性和载色体的均匀性,防止颜料结块,使颜色更加鲜艳。此外,还可以作为,增加涂层的防水性能,同时提高涂层的爽滑程度。

      然而,含氟表面活性剂由于其超高的稳定性,在各种环境理化条件下几乎不被分解,对环境有着高持续性的污染,在欧盟全面禁止在商品中的使用后,我国皮革制品的出口受到了很大的影响。所以,开发新的环保型的替代产品就受到了重视。3M公司在年研发了全氟丁基磺酸,其氟碳链短,在生物体内无明显的累积性,可随着新陈代谢排除体外,且降解物对环境无毒。

2.防水、防油、防污整理剂

      皮革是多孔性物质,容易被水等液体润湿。在涂饰工序中常在皮革表面喷涂疏水疏油有机物,使其覆盖在胶原纤维表面,疏水疏油材料取代胶原纤维与空气、液体接触,达到皮革防水、防油、防污的目的。将有机氟产品用于皮革表面处理,由于其临界表面张力很低,在皮革纤维表面做定向排列时,可将皮革表面张力降低到20mN/m左右,远低于水及油类的表面张力,赋予皮革表面优异的防水、防油和防污性能、保持良好的手感及优异的透气性、润湿性,且不会改变皮革表面的组织结构。

     皮革防水防油的处理机理一般分为三种:一是经皮化材料处理后,是皮革纤维的毛孔堵塞,从而使水或油类物质难于透过皮层,达到防水防油的目的;二是皮革经处理机处理后,皮化材料与皮革表面纤维发生作用,大大降低了革纤维的表面张力,使水或油脂的各类尘埃不易附着于革纤维的表面,使水或油脂污物呈珠状物从革纤维表面滑落,达到防水防油的目的;三是以某种特定的皮化材料处理皮革,在皮革表面纤维形成一种致密的表面层,阻止水或油进一步向皮层渗透,达到防水防油的目的。最早使用的有机氟皮革整理剂是含有六个碳原子以上的全氟羧酸类,它与处剂中的三价铬离子形成铬盐络合物,三价铬离子又是皮革鞣剂,可与皮革胶原纤维中的氨基等基团形成配位键,从而使全氟烷基牢固地“种植”在皮革表层上,使皮革表面形成憎水、憎油、防污膜,使皮革表面变得柔软,丰满,有弹性,具有防水、防油、防污、防霉、防化学腐蚀等功能。

     美国3M公司申请了一种含氟烃类缩合物的皮革防水防油剂专利,该产品由羟甲基化胺或烷氧基化衍生物、至少含6个碳原子的醇、酰胺或脂肪酸和含全氟碳链的乙烯基单体缩合而成。作为理想的防水防油剂,含氟防水防油剂可降低表面张力、使皮革表面纤维和内部结构改变,从而达到防水、防油、防污“三防”的目的,并使皮革保持自身的天然特性。

     含氟材料的性能在防水防油抗污方面的优势,是其他材料所不能媲美的。有笔者认为,未来几年我国含氟皮化材料发展方向为:

    (1)加强对含氟材料与无氟材料的复配增效及其它低氟量高效能的含氟材料的研究;

    (2)通过少用或不用有机助剂,实现含氟皮化材料的绿色化生产与应用;

    (3)开发多功能型含氟皮化材料,使含氟材料不仅具有较突出的三防性能,而且还具备较好的附属性能。

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点击次数:  更新时间:2013-12-25  【打印此页】  【关闭