源于可再生資源的高堅牢度加脂劑

Leonardus Strijbos, Rupert Saumweber, Markus Hess等著古啟明　編譯

源于可再生資源的高堅牢度加脂劑

Leonardus Strijbos, Rupert Saumweber, Markus Hess等著
古啟明編譯

1　前言

從準備工段到涂飾，皮革生產(chǎn)過程的每一步都有可能影響皮革的柔軟度。然而，生產(chǎn)每一張皮革都用了一種或多種皮革化學品對皮革進行軟化處理。加脂劑或柔軟聚合物常常用量很大，尤其是軟革，如服裝革、家具革和汽車革。因此這些化學品對皮革的技術性能（包括耐光、耐熱性）有決定性的影響。

加脂劑可基于一系列的天然油脂改性或者來源于合成材料。聚合物柔軟劑常源于合成。迄今為止，很顯然合成加脂劑比天然油脂加脂劑具有好得多的耐光性和耐熱性。

可耗竭性的合成原料和對于皮革化學品生態(tài)意識的提高，使可再生資源產(chǎn)品需求增加。同時，先進材料如汽車革的制造商對他們產(chǎn)品的技術性能必須保證不能打折扣。迄今，滿足這兩種需求非常困難。

新加脂劑主要基于可再生原料，且具有優(yōu)異的耐光、耐熱性和極好的柔軟效果。本文對加脂劑的化學性能進行了概述，比較了他們的環(huán)境影響和技術性能。

2　原料選擇的生態(tài)影響

在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中常常有大量的因素對環(huán)境產(chǎn)生影響。如果評估生產(chǎn)某種產(chǎn)品的環(huán)境影響，能量消耗、產(chǎn)生無害甚至有害廢物、空氣和水污染以及使用天然原料等因素都包括在內(nèi)需要考慮、權衡。如果不僅考慮生產(chǎn)過程，還要考慮所用材料對環(huán)境的影響，事情就變得更復雜。

如果是與大眾溝通這些復雜的問題通常是非常困難的，因此出現(xiàn)了“碳足跡”，作為指標廣泛用于衡量產(chǎn)品對環(huán)境的影響。這當然是一個非常簡單的看法，甚至計算它的值時需要相當數(shù)量的假設和近似。無論怎樣，假設是在可比性基礎上進行計算，“碳足跡”可以作為產(chǎn)品可持續(xù)性的一個有價值的指標。

3　加脂劑化學

皮革是一種最古老的人造材料之一。數(shù)千年來，它由天然原料經(jīng)可持續(xù)過程制備而來。但工業(yè)化也改變了皮革的生產(chǎn)：雖然仍然使用天然原料，皮革生產(chǎn)的現(xiàn)代工藝經(jīng)常涉及重要的能源消耗和不可再生的資源。

加脂劑很大程度上是以天然原料或化學改性天然原料為基礎的，這些天然原料常常與其它石化原料一起結合使用。表1列出了不同來源的加脂原料類型。化學方法改性包括氧化亞硫酸化、硫酸化、磺化、氯磺化、磺化氧化、磺氧化、酯化、皂化和烷氧基化。

選擇用于水場濕操作配方的加脂劑不僅對產(chǎn)品的感官性能（如柔軟性、觸感、豐滿性、粒面緊實性）有重大影響，而且也影響其技術性能。加脂劑會對皮革產(chǎn)品的耐光、耐熱性有重大影響，且常是霧化行為的決定因素。

眾所周知，某些類型的加脂劑可以賦予皮革某些杰出的性能。以氧化亞硫酸化魚油為基礎的加脂劑通常認為柔軟性好，但對皮革的耐熱性有負面

影響。全合成加脂劑如烷烴衍生物具有優(yōu)異的耐光耐熱牢度性能，但柔軟性欠佳，手感干澀。本文比較了一系列最常用原材料改性加脂劑的性質(zhì)，通過他們的“碳足跡”值代表這些產(chǎn)品對環(huán)境的影響。這些結果用來作為評估大量以可再生材料為基礎的新加脂劑的參考點。

表1　加脂原料類型

表2　加脂篩選配方

4　比較方法

加脂劑應用：所有實驗的加脂劑都使用相同的皮革濕操作篩選配方，有效含量用量相同。有效含量定義為100%減去水分含量，根據(jù)Karl Fischer法確定。同時做一空白試驗。

耐光性測試：根據(jù)EN ISO 105-B02，24 h。

耐熱性測試：根據(jù)EN ISO 17228，120℃加熱7 d。

搭馬過夜，擠水，濕繃板，整軟。

霧化實驗：根據(jù)重力法EN ISO 17071進行試驗

“碳足跡”評估：是以原料的數(shù)據(jù)庫值為基礎進行評估。由于一些原料沒有準確的數(shù)據(jù)可用，這種情況下就根據(jù)與之相似的材料已知數(shù)據(jù)來評估。因此，這個數(shù)據(jù)只能是個大約值。

所有的數(shù)據(jù)是基于考慮假設直到皮具最終焚燒的一個生命周期。列于下面結果部分的數(shù)據(jù)是樣品50%的標準化有效含量。

5　試驗加脂劑的選擇

我們選擇了三類加脂劑作為常用加脂劑的典型代表。

加脂劑1：基于烷烴衍生物和礦物油。

加脂劑2：以氧化二硫酸酯

魚油、羊毛脂衍生物和礦物油為基礎。

表3　不同加脂劑的比較結果

加脂劑3：以卵磷脂和礦物油為基礎。

另外還對三種特殊植物油改性的新型加脂劑進行了試驗。

加脂劑4和5：以改性植物油和礦物油為基礎。

加脂劑6：以改性植物油和來源于可再生資源的添加劑為基礎。

6　結論

所有的結果總結于表3。

6.1耐光性

通過比較藍濕革和沒有加脂的樣品可見，復鞣過程的確對皮革的耐光性有影響，加脂劑的影響很小。與沒有加脂的樣品比較，加脂劑1、2和3屬于中等，加脂劑4、5和6甚至有輕微的提高，從3～4提高到4。

6.2耐熱性

在加速老化試驗的嚴酷條件下，未處理的藍濕革明顯變黃。與耐光性結果相反，鞣制過程的影響微不足道，而不同加脂劑的影響明顯。加脂劑2和3是典型的以天然原料為基礎的加脂劑，有顯著的負面影響。但合成加脂劑1以及4、5和6都沒有黃變，除了未經(jīng)處理的藍濕革已可觀察到黃變外。

6.3霧化性

所有革除樣品1外，都表現(xiàn)出低霧化值。樣品1因為選擇了對霧化性不是最優(yōu)的礦物油。

6.4碳足跡

來源于可再生的原料含量和碳足跡之間的關系清楚可見，雖然這種關系并不總是呈線性關系。可再生原料含量高的樣品6的碳足跡比合成產(chǎn)品1少一半。

6.5皮革的性質(zhì)

正如期望的那樣，典型的以天然原料為基礎的加脂劑2 和3使皮革內(nèi)層很柔軟，表面具有滋潤感。相比之下，合成加脂劑1柔軟度較差，但有蠟感，粒面緊實。樣品4、5、6都能賦予皮革內(nèi)層高柔軟性，樣品6表面有點干。

7　結論

與合成加脂劑相當，以改性植物油為基礎的新型加脂劑能提供良好的耐熱、耐光性。用它們加脂后的皮革，能賦予皮革內(nèi)層很好的柔軟性，就像魚油或卵磷脂加脂后的皮革。根據(jù)配方，再生原料用量達80%，碳足跡低。因此這些加脂劑很好地融合了結合皮革性質(zhì)提供合成產(chǎn)品的技術性能和從天然來源產(chǎn)品的可持續(xù)性。

（編譯自：XXXI IULTCS CongressValencia(Spain)-September 27th-30th2011）