黎 磊
(郴州七三二零化工有限公司,湖南郴州 423015)
甲醛因固化特征被廣泛使用在工業(yè)的皮革產(chǎn)品、家具以及油漆材料中,同時其黏合性能夠加強皮革制品的防腐和防蟲性,價格優(yōu)廉。在工業(yè)皮革產(chǎn)品復(fù)鞣劑中,甲醛的作用是使皮革產(chǎn)品更柔軟。甲醛雖然有毒,但目前尚未找到其他符合要求的試劑,仍舊需要有關(guān)學者努力研發(fā),從而保證人們的生命安全。
甲醛屬于無色氣體,但具有強烈的刺激性,被醫(yī)學人士稱為福爾馬林,通常當作防腐劑使用。甲醛的生物活性高、化學性質(zhì)活潑,甲醛在常溫下是氣態(tài),并且是以氣態(tài)和水溶液的形式顯現(xiàn)。在20世紀60年代便被人們廣泛地應(yīng)用,比如工業(yè)皮革產(chǎn)品、涂料等均使用到甲醛。剛裝修后的房間聞到的刺鼻味道多數(shù)是甲醛,它會讓人們呼吸道感染、頭暈,甚至致癌,因此人們在裝修房子后,大多數(shù)會選擇開門開窗通風一個月以上,從而保證人們居住環(huán)境的安全,不會威脅到人們的身體健康。急性甲醛中毒主要是由于接觸高濃度甲醛蒸氣導(dǎo)致,因此人們愈發(fā)關(guān)注甲醛的有關(guān)知識,期待早日研究出解決甲醛危害的方法,讓人們身體健康得到保證。
甲醛能夠讓人在短時間內(nèi)出現(xiàn)流淚、持續(xù)咳嗽、胸痛的情況,如果人長時間的吸入較高濃度的甲醛,則會感染呼吸道疾病,若是接觸低濃度甲醛,會讓呼吸道黏膜受損。經(jīng)過動物實驗可知,甲醛會讓動物的免疫系統(tǒng)受到影響,從而降低免疫力。工作人員長期處在甲醛環(huán)境中會導(dǎo)致神經(jīng)衰弱,呼吸黏膜受損,甚至可能會患胃癌、鼻腔癌等,因此人們需要重視甲醛的危害。甲醛中毒跡象的嚴重性主要是由攝入甲醛量所決定,若是青少年吸入大量甲醛,則會出現(xiàn)智力下降,記憶力模糊的情況。
甲醛的價格便宜,功能多種多樣,被廣泛的使用在工業(yè)領(lǐng)域中。甲醛應(yīng)用在工業(yè)皮革作為交聯(lián)劑,其功能無法被其他醛物質(zhì)所取替。在工業(yè)皮革制品生產(chǎn)中,甲醛是重要的原材料,目前無法被其他物質(zhì)取締。使用甲醛處理毛皮,能夠讓毛皮的性能更柔軟,因此可用作鞣劑。在工業(yè)皮革產(chǎn)品中,甲醛使用量較高。生產(chǎn)工業(yè)皮革產(chǎn)品時,在預(yù)處理、復(fù)鞣和涂飾等過程均會使用甲醛,尤其是復(fù)鞣工藝和鞣制工藝,甲醛使用含量最多,這也是工業(yè)皮革制品甲醛的主要來源。檢測工業(yè)皮革中的甲醛可使用完全萃取法,把產(chǎn)品徹底粉碎,在收集生產(chǎn)中加入全部甲醛,或者是使用水萃取法,把樣品浸泡在水中,萃取水溶性物質(zhì)中的底物,萃取物質(zhì)有甲醛化合物,它會讓測定結(jié)果受到影響。皮革制品中殘留的甲醛若是釋放可能會危害到人體健康,它能夠和生物蛋白質(zhì)結(jié)合,從而改變蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),并凝固蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),因此相關(guān)商家需要重視[1]。
殼聚糖俗稱脫乙?;讱に?,是在蝦殼、蟹等水產(chǎn)廢料中提取。經(jīng)脫乙?;蟮贸龅漠a(chǎn)物,在基分子中含有羥基和氨基。我國外殼聚糖大多是使用甲殼素制備殼聚糖,在自然界甲殼素儲備量高于殼聚糖,自然中的甲殼素多,因此殼聚糖的來源比較廣泛。
純凈殼聚糖屬于白色片狀或是粉狀固體,其光澤明亮,如珍珠一般。其分子量是由制備原料產(chǎn)生的差異所致,制備原料在數(shù)十萬至數(shù)百萬間。殼聚糖在堿性溶液或水中無法溶解,但是它能夠在鹽酸和醋酸的酸性液體中溶解。殼聚糖大分子鏈在稀酸中能夠緩慢降解,黏度對應(yīng)減小,殼聚糖也能夠出現(xiàn)水解,進而發(fā)生羧甲基化、磺化、還原等絡(luò)合反應(yīng),生成不同殼聚糖衍生物的性能也存在著差異。由此可知,殼聚糖被廣泛應(yīng)用在多方面。
殼聚糖結(jié)構(gòu)特殊性能不同,比如它有著生物相容性、降解性和吸附性等。主要性能有:第一,吸附性。殼聚糖分子包含酰胺基和氨基,屬于陽離子型絮凝劑,由此可吸附復(fù)電和污物。殼聚糖中的羥基能夠吸附重金屬離子,殼聚糖能夠被當作吸附劑使用。第二,抑菌性。殼聚糖能夠在真菌和細菌中發(fā)揮抑制作用,比如金色葡萄球菌。機理尚未明確,大多數(shù)人認為殼聚糖中含有氨基,并帶有正電荷,能夠和攜帶細菌內(nèi)的負電荷DNA發(fā)生反應(yīng),從而抑制細菌合成mRNA,由此實現(xiàn)抑菌作用。也有學者認為殼聚糖濃度高,能夠激活微生物酶的活性,酶解細胞壁,致使自身死亡,從而產(chǎn)生抑菌效果。第三,可降解性。殼聚糖發(fā)生降解需要在酶或酸的條件下,其降解速率和脫乙酰度為負比例關(guān)系,和相對分子質(zhì)量為正比例關(guān)系。殼聚糖的生物可降解性能可應(yīng)用在涂飾劑中,并且發(fā)揮出抗菌作用。
降解殼聚糖主要分為三種降解法,即物理降解、酶降解以及化學降解。而物理降解在國內(nèi)外主要使用的是超聲波降解以及氧化降解等。
第一,酸解殼聚糖。殼聚糖通常不會在堿性液體或水中溶解,但是容易在醋酸和鹽酸中溶解,殼聚糖在酸中能發(fā)揮催化作用,從而讓殼聚糖水解,殼聚糖主鏈不斷被降解,分子量不斷減少,黏度也隨之減小。第二,氧化降解殼聚糖。殼聚糖含有糖苷鍵,容易受氧化劑攻擊而發(fā)生斷裂,讓殼聚糖出現(xiàn)氧化降解、分子鏈斷裂。如果是殼聚糖被氧化劑所氧化,則殼聚糖結(jié)構(gòu)也會發(fā)生破壞,進而讓殼聚糖性能受到影響。第三,酶降解殼聚糖,酶在多糖水解中有著選擇性,不容易出現(xiàn)副反應(yīng)。因此酶解法殼聚糖優(yōu)勢較多,但降解產(chǎn)物聚合度低。第四,物理降解殼聚糖。在研究降解殼聚糖的方法中,應(yīng)用的是物理方法。這是由于物理降解安全,同時不會出現(xiàn)污染,引進外來物質(zhì)。物理方法若是使用超聲波,則降解速度也會提高,降解產(chǎn)物性能更好。由以上內(nèi)容可知,超聲處理的優(yōu)勢顯著,并且能夠保留原有殼聚糖的性能。無論使用何種降解方法,其目的終究是使降解更綠色環(huán)保,降解方法由單一的降解改為復(fù)合降解。
殼聚糖能夠捕捉到皮革產(chǎn)品中的甲醛,殼聚糖濃度大約在1.2%時,有著最佳的處理效果。分子量越小,殼聚糖吸附甲醛效果越理想,因此使用降低分子量的方式,提高處理甲醛效果。殼聚糖屬于天然型直鏈多糖,分子鏈上有著大量的氨基,無毒性,不會刺激人的眼睛和皮膚,同時有著生物降解性,一方面可以有效處理甲醛,一方面綠色無污染,被廣泛應(yīng)用在社會中。殼聚糖超聲處理的功率要小于550W,降低殼聚糖分子量時,有著生物生理活性,其性質(zhì)和殼聚糖類似,并未影響結(jié)構(gòu),在處理時安全有效。雖然殼聚糖溶解甲醛率低,但仍舊能夠應(yīng)用在皮革制品中。在皮革制品制品中應(yīng)用殼聚糖捕獲甲醛存在的優(yōu)勢有:
第一,使用殼聚糖中的孔洞,應(yīng)用在醫(yī)藥行業(yè)當作緩釋劑,按照此特性將殼聚糖的孔洞應(yīng)用在合成皮革中,作為緩沖劑使用。第二,通過殼聚糖抑菌性,能夠抵制細菌生長和產(chǎn)生,從而解決皮革腐敗問題,降低防腐劑的使用量。殼聚糖的乳化性能夠提升進水系統(tǒng)的穩(wěn)定性,減少進水時間。第三,合理利用殼聚糖的生物相容性,同時生物降解殼聚糖,能夠用作涂飾劑,殼聚糖的抗菌性符合皮革表層抗菌需求。第四,殼聚糖中含有的鮮氨基和氨基可作為陽離子絮凝劑出現(xiàn),讓皮革中含有有負電荷的污物絮凝沉淀,使用羥基也能夠沉淀重金屬離子,進而解決工業(yè)生產(chǎn)污染問題。按照上述特性可知,殼聚糖捕獲甲醛性能優(yōu)良,能夠及時清除皮革中的甲醛。
有機化學合成組成除甲醛外,也含有聚丙烯和聚乙烯,兩種基本原料也是使用有機物助力產(chǎn)品生產(chǎn),目前我國烯烴類產(chǎn)品是以石油材料為基礎(chǔ),但因石油資源不斷減少,無法實現(xiàn)生產(chǎn)烯烴類產(chǎn)品的目標,導(dǎo)致無法滿足烯烴需求,因此制造烯烴合成技術(shù)也有著重要的作用。丙烯市場需求較大,年增長率為6%,生產(chǎn)丙烯類有機材料通常是源于蒸汽裂解制乙烯聯(lián)產(chǎn)以及煉廠副產(chǎn)。甲醇制備烯烴技術(shù)是由20世紀70年代某公司分析甲醇汽油獲取,合理控制此化學反應(yīng)條件進而獲取低碳烯烴。根據(jù)目標產(chǎn)品差異,甲醇制烯烴可劃分為兩種,根據(jù)情況選擇制取方式。我國石油資源匱乏,天然氣資源和煤炭資源豐富,要合理控制化學反應(yīng)條件,從而滿足制備烯烴合成產(chǎn)品需求。
我國化學工業(yè)生產(chǎn)活動持續(xù)增加,工業(yè)生產(chǎn)任務(wù)量也越來越多,為提升工業(yè)生產(chǎn)效率,收獲較好的化學工業(yè)效果,需要提升有機化學合成使用效率。合理使用有機化學合成原理,從而滿足工業(yè)需求。我國石油短缺,因此合理運用有機化學合成原理(即甲醇制備烯烴技術(shù))有著越來越重要的作用,一方面為此技術(shù)發(fā)展提供空間,一方面豐富此技術(shù)理論內(nèi)容和實踐經(jīng)驗,提高原料使用次數(shù),推動工業(yè)生產(chǎn)活動的開展。甲醇制備烯烴技術(shù)最初被稱為二甲醇制取低碳烯烴新工藝,特點是打破原有熱力學束縛,投資費用少。小孔磷硅鋁分子篩催化劑的乙烯性較高,流化床反應(yīng)器導(dǎo)熱快,保證連續(xù)反應(yīng),二甲醚制取低碳烯烴的靈活性高,通??瑟毩?yīng)用或聯(lián)合應(yīng)用。低碳烯烴生產(chǎn)路徑經(jīng)過裝置建設(shè)一年后投入使用,選用最佳的工藝和設(shè)備,從而為工業(yè)累積經(jīng)驗。我國在各省份均為低碳烯烴工藝實踐做出努力,有機合成化學也獲取理想效果。比如在陜西省的榆橫煤田年產(chǎn)烯烴780kt,甲醇年產(chǎn)2 410kt。煤炭產(chǎn)業(yè)針對低碳烯烴技術(shù)投入資金,挖掘此項工藝潛力,從而發(fā)揮應(yīng)用優(yōu)勢。若想提高煤炭資源使用率,則要節(jié)省煤炭資源,合理配置資源,將化學合成原理應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中,為工業(yè)轉(zhuǎn)型提供支持,加速升級產(chǎn)業(yè)。為了滿足市場對低碳烯烴技術(shù)的需求,需要認真鉆研此項工藝,探究有機合成原理的價值,掌握此原理應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中的價值,為工業(yè)生產(chǎn)者提供多樣化思路,提高工業(yè)生產(chǎn)使用效率,從而解決石油資源緊張的現(xiàn)象,推動工藝生產(chǎn)的發(fā)展,使其在市場競爭中占據(jù)一席之地。
綜上所述,我國經(jīng)濟發(fā)展穩(wěn)定和工業(yè)生產(chǎn)活動有著直接關(guān)系。工業(yè)生產(chǎn)活動的基礎(chǔ)是有機化學合成,化學分為兩種,即有機化學和無機化學,兩種化學技術(shù)在社會主義發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。有機化學合成原理是我國生產(chǎn)活動的基礎(chǔ),同時也為化工產(chǎn)品提供原理,有機化學合成工藝推動著社會建設(shè),因此需要在工業(yè)生產(chǎn)中合理應(yīng)用有機化學,提高有機化學使用率。