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罗氏阿勃勒种子单宁提取在皮革加工中的应用:一种环保型铬替代方案
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月27日 来源:Green Technologies and Sustainability
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本研究针对皮革工业中铬污染问题,创新性地从罗氏阿勃勒(Abrus precetorius)种子提取植物单宁作为环保鞣剂。通过FTIR和SEM技术证实其功能基团与胶原交联能力,所得皮革的拉伸强度(298.8 kg/cm2)、热稳定性(108.8°C)等指标均超越传统铬鞣工艺标准,为绿色皮革工业提供了可持续解决方案。
皮革制造业长期依赖铬盐鞣制技术,但铬污染对生态环境和人体健康构成严重威胁。世界银行将皮革业列为环境污染第九大源头,其中60-70%的铬残留在废水中,Cr(VI)更被证实具有致癌性。传统植物单宁如荆树皮虽环保,但依赖进口且破坏森林资源。在此背景下,来自孟加拉国库尔纳的研究团队在《Green Technologies and Sustainability》发表研究,探索本土植物罗氏阿勃勒种子作为新型单宁来源的可行性。
研究采用溶剂提取法获得单宁(得率15.34%),通过AOAC标准方法测定含量,并运用FTIR鉴定出羟基(3221.12 cm-1)、C=O等关键功能基团。对比实验将山羊皮分为两组,分别用8%提取单宁和传统荆树皮单宁复鞣。SEM显示实验组纤维结构更致密,而物理测试显示其拉伸强度(298.8 vs 272.4 kg/cm2)、球爆强度(53.7 vs 49.3 kg)等指标显著优于对照组。
3.1 物理特性
提取单宁pH值4.4、含水率14.69%,符合鞣剂酸性要求且能抗真菌降解,粉末形态可长期保存。
3.3 SEM分析
5μm尺度下,实验皮革纤维排列紧密度与对照组相当,无断裂现象,证实单宁-胶原结合效果良好。
3.4 FTIR分析
特征峰显示存在缩合单宁特有的C=C苯环伸缩(1604.77 cm-1)和酯键C-O伸缩(1035.77 cm-1),解释其优异交联性能。
3.5 热稳定性
实验组收缩温度达108.8°C,远超行业标准(70-80°C),表明胶原三维结构稳定性显著提升。
3.6 物理机械性能
所有指标超越UNIDO标准,特别是延伸率(74.2%)比传统工艺提高12%,赋予皮革更佳柔韧性。
该研究证实罗氏阿勃勒单宁可通过氢键与胶原氨基/羧基结合,其广泛存在的特性(尤其在热带地区)为大规模应用奠定基础。作为首个系统评估该植物鞣效的研究,不仅解决了铬污染难题,更开创了利用入侵植物资源的新途径,对推动循环经济具有双重意义。论文中强调的“单宁-胶原相互作用模型”为后续开发复合生物鞣剂提供了理论框架。
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