一種皮革等電點(diǎn)的測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種皮革化學(xué)性質(zhì)的測(cè)試方法，特別涉及一種皮革等電點(diǎn)的測(cè)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]皮革是由膠原纖維編織而成的天然高分子材料，其主要成分一一膠原是典型的兩性聚電解質(zhì)。皮膠原中含有的谷氨酸和天冬氨酸殘基的側(cè)鏈羧基能夠釋放質(zhì)子，賴氨酸、羥賴氨酸和精氨酸等殘基的側(cè)鏈堿性基團(tuán)能夠接受質(zhì)子，使皮革具有兩性電荷性質(zhì)和等電點(diǎn)(其值為兩性電解質(zhì)在Zeta電位等于零或者無電動(dòng)現(xiàn)象發(fā)生時(shí)溶液的pH)。此外，在皮革加工過程中，一方面皮膠原與各種化學(xué)品發(fā)生結(jié)合、交聯(lián)等化學(xué)反應(yīng)會(huì)消耗皮膠原的部分側(cè)鏈酸/堿性基團(tuán)，另一方面結(jié)合在皮上的化學(xué)品本身也帶有一定電荷，所以皮革的等電點(diǎn)是由皮膠原與化學(xué)品兩者的電荷性質(zhì)共同決定的，且隨著皮革加工過程各工序的進(jìn)行，皮革的等電點(diǎn)不斷發(fā)生變化，其取值及反應(yīng)機(jī)理難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。
[0003]皮革的等電點(diǎn)是合理制定其加工工藝的重要依據(jù)。但由于皮革結(jié)構(gòu)和制革化學(xué)反應(yīng)的復(fù)雜性，皮革領(lǐng)域現(xiàn)有的等電點(diǎn)測(cè)試方法，包括電泳法、等電聚焦和Zeta電位法等，其測(cè)試對(duì)象主要局限于皮革模擬物一一膠原或明膠溶液(郭文宇等；膦鹽改性皮膠原后等電點(diǎn)變化分析.皮革科學(xué)與工程，2004，14(5): 21-25.，程海明等；Zeta電位法測(cè)定膠原及其降解物的等電點(diǎn).皮革科學(xué)與工程，2006，16(6): 40-43.)。雖然膠原是皮革的主要組分，但是以皮革固體為原料制備膠原溶液，通常會(huì)采用酸、堿、酶等不同的處理和提取工藝，部分水解或破壞膠原肽鏈及側(cè)鏈基團(tuán)，這使得提取得到的膠原與皮革本身的氨基酸序列存在較大差異。此外，膠原溶液與化學(xué)品之間的反應(yīng)和皮革固體與化學(xué)品之間的反應(yīng)截然不同。皮革固體與各種化學(xué)品之間的反應(yīng)會(huì)受到傳質(zhì)阻力、空間位阻和環(huán)境條件等多方面影響，其反應(yīng)歷程相比膠原溶液與化學(xué)品之間的反應(yīng)更為復(fù)雜，必然導(dǎo)致反應(yīng)后皮革與膠原的等電點(diǎn)有所不同。因此，用膠原或明膠溶液來模擬皮革，難以反映皮革固體的真實(shí)等電點(diǎn)。有報(bào)道用SDBS吸附法測(cè)定皮革等電點(diǎn)(孫青永等；基于吸附原理的皮革等電點(diǎn)測(cè)定新方法.中國皮革，2013，42(1): 9-13.)，但該方法會(huì)受到含苯環(huán)或磺酸基的皮革化學(xué)品的干擾，致使測(cè)定結(jié)果不準(zhǔn)確，無法測(cè)定多種皮革(如植鞣革、合成鞣劑鞣革、復(fù)鞣加脂坯革)的等電點(diǎn)，故該方法不具有普適性，而且該方法是根據(jù)皮革對(duì)SDBS的吸附情況間接計(jì)算得到皮革等電點(diǎn)，操作仍較繁瑣。目前皮革領(lǐng)域尚無快速、準(zhǔn)確、通用的皮革固體等電點(diǎn)測(cè)試方法。
[0004]Zeta電位是指雙電層理論中，固液兩相發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)面與溶液內(nèi)部的電位差，可定量反映膠體/固體的表面電荷。現(xiàn)有的膠體溶液Zeta電位的測(cè)試方法主要有電泳法、電滲法、流動(dòng)電勢(shì)法等。其中流動(dòng)電勢(shì)法亦可用于固體，尤其是造紙濕部紙漿Zeta電位的測(cè)定(房孝濤等；基于流動(dòng)電位法紙楽Zeta電位檢測(cè)方法的研究.西南造紙，2006，35(3): 41-42.，郭小燕等；電荷檢測(cè)在廢紙漿造紙中的應(yīng)用研究.中華紙業(yè)，2009，30(2): 49-53.)。目前尚無利用流動(dòng)電勢(shì)法測(cè)定皮革固體Zeta電位的測(cè)試方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種快速、準(zhǔn)確，適用于各種皮革固體的等電點(diǎn)測(cè)試方法，以克服現(xiàn)有測(cè)試方法或無法測(cè)定皮革固體等電點(diǎn)，或測(cè)定結(jié)果不準(zhǔn)確，不具普適性且操作繁瑣的缺點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
本發(fā)明的一種皮革等電點(diǎn)的測(cè)試方法，其測(cè)試步驟為:
(1)將皮革進(jìn)行水洗后，在20~ 70°C干燥至皮革的水分含量為5 ~ 20wt%，然后切割、粉碎成粒徑為0.5 ~ 1mm的待測(cè)皮革樣品；
(2)將5~ 20g待測(cè)皮革樣品與300 ~ 500ml水混合，形成皮革懸浮液，分別用鹽酸溶液或氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)懸浮液pH至2.5 ~ 10 ;
(3)用pH計(jì)準(zhǔn)確測(cè)定上述皮革懸浮液的pH；
(4)將上述皮革懸浮液放在Zeta電位儀下，然后真空抽吸到裝有篩網(wǎng)和兩根環(huán)形電極的測(cè)量室內(nèi)形成皮革樣品柱塞，抽吸時(shí)間為60 ~ 180s，然后通過-0.2 ~ -0.4 bar之間不斷改變真空度，產(chǎn)生脈沖液體流，剝離反離子，該階段持續(xù)30 ~ 90s，然后測(cè)定流動(dòng)電勢(shì)、電導(dǎo)率和壓力差，并計(jì)算得到皮革樣品的Zeta電位；
(5)根據(jù)(3)測(cè)得的皮革懸浮液pH和(4)測(cè)得的皮革樣品Zeta電位，繪制pH與Zeta電位的關(guān)系曲線，找出Zeta電位等于零時(shí)的pH，計(jì)為該皮革的等電點(diǎn)。
[0007]待測(cè)皮革可以為各種成品光面皮革或毛皮，以及生產(chǎn)加工過程中各個(gè)工序處理后的半成品光面皮革或毛皮。
[0008]本發(fā)明所用的Zeta電位儀可測(cè)定固體樣品的Zeta電位，其測(cè)試原理是，皮革固體被分散于水中形成懸浮液，然后被真空抽吸到裝有篩網(wǎng)和兩根環(huán)形電極的測(cè)量室內(nèi)形成皮革柱塞，通過改變真空度產(chǎn)生脈沖液體流，利用液體流的剪切力剝離柱塞表面的反離子，由環(huán)形電極測(cè)得流動(dòng)電勢(shì)，并結(jié)合電導(dǎo)率和壓力差等數(shù)值，用Helmholtz-Smoluchowski公式計(jì)算出Zeta電位。
[0009]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種快速、準(zhǔn)確，適用于各種皮革固體的等電點(diǎn)測(cè)試方法，以克服現(xiàn)有測(cè)試方法或無法測(cè)定皮革固體等電點(diǎn)，或測(cè)定結(jié)果不準(zhǔn)確，不具普適性且操作繁瑣的缺點(diǎn)。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果:
1.本發(fā)明提供的皮革等電點(diǎn)的測(cè)試方法，能夠測(cè)定皮革固體的等電點(diǎn)，與現(xiàn)有的僅能測(cè)定皮革模擬物一一膠原或明膠溶液等電點(diǎn)的各種測(cè)試方法相比，能夠更加真實(shí)、準(zhǔn)確的反映皮革類材料的等電點(diǎn)和兩性電荷性質(zhì)，為皮革加工工藝的制定提供理論依據(jù)。
[0011]2.本發(fā)明提供的皮革等電點(diǎn)的測(cè)試方法，通過測(cè)定皮革在不同pH的Zeta電位直接獲得其等電點(diǎn)，即Zeta電位等于零時(shí)的pH，與現(xiàn)有的基于SDBS吸附原理間接獲得皮革等電點(diǎn)的測(cè)試方法相比，操作更簡(jiǎn)便、快捷，測(cè)試結(jié)果更準(zhǔn)確。
[0012]3.本發(fā)明提供的皮革等電點(diǎn)的測(cè)試方法具有普適性，能夠準(zhǔn)確測(cè)定各種成品光面皮革或毛皮，以及生產(chǎn)加工過程中各個(gè)工序，如脫灰、浸酸、鞣制、復(fù)鞣、染色、加脂、涂飾工序處理后的半成品光面皮革或毛皮的等電點(diǎn)，解決了現(xiàn)有SDBS吸附法會(huì)受到含苯環(huán)或磺酸基的皮革化學(xué)品的干擾，無法測(cè)定部分皮革等電點(diǎn)的問題。
【附圖說明】
[0013]圖1為實(shí)施例1浸酸皮等電點(diǎn)測(cè)定結(jié)果圖。
[0014]圖2為實(shí)施例2植鞣皮革等電點(diǎn)測(cè)定結(jié)果圖。
[0015]圖3為實(shí)施例3鉻鞣皮革等電點(diǎn)測(cè)定結(jié)果圖。
[0016]圖4為實(shí)施例4鉻鞣染色皮革等電點(diǎn)測(cè)定結(jié)果圖。
[0017]圖5為實(shí)施例5無鉻加脂皮革等電點(diǎn)測(cè)定結(jié)果圖。
[0018]圖6為實(shí)施例6成品本色綿羊毛皮等電點(diǎn)測(cè)定結(jié)果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，以下實(shí)施例只用于對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)上述的
【發(fā)明內(nèi)容】
對(duì)本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。
[0020]實(shí)施例1
(1)將浸酸工序后的裸皮進(jìn)行水洗后，在20°c干燥至皮革的水分含量為5wt%，然后切害J、粉碎成粒徑為0.5 ~ 0.6mm的待測(cè)皮革樣品；
(2)將20g待測(cè)皮革樣品與300ml水混合，形成皮革懸浮液，分別用鹽酸溶液或氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)懸浮液pH至3.3 ~ 9 ;
(3)用pH計(jì)準(zhǔn)確測(cè)定上述皮革懸浮液的pH；
(4)將上述皮革懸浮液放在MUtek?SZP-10 Zeta電位儀下，然后真空抽吸到裝有篩網(wǎng)和兩根環(huán)形電極的測(cè)量室內(nèi)形成皮革樣品柱塞，抽吸時(shí)間為60s，然后通過-0.2 ~ -0.4bar之間不斷改變真空度，產(chǎn)生脈沖液體流，剝離反離子，該階段持續(xù)30s，流動(dòng)電勢(shì)、電導(dǎo)率和壓力差能直接從MUtek? SZP-10 Zeta電位儀上得出，并用Helmholtz-Smoluchowski公式計(jì)算得到皮革樣品的Zeta電位；
(5)根據(jù)(3)測(cè)得的皮革懸浮液pH和(4)測(cè)得的皮革樣品Zeta電位，繪制pH與Zeta電位的關(guān)系曲線(圖1)，Zeta電位等于零時(shí)的pH為5.39，計(jì)為該浸酸