绿色化学作业

发布 2022-06-24 14:08:28 阅读 9430

摘要:绿色化学是化学产品和过程的设计,减少或消除有害物质的使用和产生。在过去的几十年中,绿色化学已经公认为基于科学的环境保护的新方法。

牛蹄油来自于牛科类动物的蹄骨、胫骨经高温蒸煮而得,是纯天然环保油脂。用于制革工业,是一种高级加脂剂。对于牛蹄油的乳化,需要选择合适的表面活性剂将其制成油包水(w/o)型乳化剂。

即此过程中涉及到从绿色化学十二原则方面选择合适的表面活性剂。

关键词:绿色化学十二原则; 表面活性剂;牛蹄油;乳化剂。

1.介绍:制革生产中常使用多种化工材料以满足不同工段的加工要求,如鞣剂、加脂剂、染料等。

制革行业正逐渐推广环境友好型材料以减少污染。目前,国内外制革企业基本上都采用物理方法和生化相结合的方法处理制革废水。然而,不同制革化学品的环境友好型究竟如何,人们却很少做系统的研究。

因此作者就剂与绿色化学十二原则介绍在牛蹄油乳化中选择表面活性剂所涉及到的问题进行简要讨论,本文主要讨论加脂剂的可生物降解性[1]和制革加脂剂—污水可生化性[2]

绿色化学的十二条原则[3]

1. 防止污染优于污染治理:防止废物的产生而不是产生后再来处理;

2. 提高原子经济性:合成方法应设计成能将所有的起始物质嵌入到最终产物中;

3. 尽量减少化学合成中的有毒原料、产物:只要可能,反应中使用和生成的物质应对人类健康和环境无毒或毒性很小;

4. 设计安全的化学品:设计的化学产品应在保护原有功效的同时尽量使其无毒或毒性很小;

5. 使用无毒无害的溶剂和助剂:尽量不使用辅助性物质(如溶剂、分离试剂等),如果一定要用,也应使用无毒物质;

6. 合理使用和节省能源,合成过程应在环境温度和压力下进行:能量消耗越小越好,应能为环境和经济方面的考虑所接受;

7. 原料应该可再生而非耗尽:只要技术上和经济上可行,使用的原材料应是能再生的;

8. 减少不必要的衍生化步骤:应尽量避免不必要的衍生过程(如基团的保护,物理与化学过程的临时性修改等)

9. 采用高选择性催化剂:尽量使用选择性高的催化剂,而不是提高反应物的配料比;

10. 产物应设计为发挥完作用后可分解为无毒降解产物:设计化学产品时,应考虑当该物质完成自己的功能后,不再滞留于环境中,而可降解为无毒的产品;

11. 应进一步发展分析技术对污染物实行**监测和控制:分析方法也需要进一步研究开发,使之能做到实时、现场监控,以防有害物质的形成;

12. 减少使用易燃易爆物质,降低事故隐患:化学过程中使用的物质或物质的形态,应考虑尽量减少实验事故的潜在危险,如气体释放、**和着火等。

2.讨论。2.

1 防止污染优于污染治理:防止废物的产生而不是产生后再来处理;在牛蹄油的乳化剂选择上应用了吐温系列和司盘系列的表面活性剂,例如:tween—85 ,tween—20,司盘—20等。

它是聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯,充分考虑到该系列乳化剂是无毒性的特点。从而做到无毒和无污染的要求。

2.2提高原子经济性:合成方法应设计成能将所有的起始物质嵌入到最终产物中;此中要求在我的研究中体现在乳化剂的复配上。

对于表面活性剂的是使用通过前人的研究证明单一乳化剂的应用没有复配型乳化剂在乳化效果上好,从而在乳化剂复配上需要考虑其中乳化剂的用量以及之间的配合是否能够达到相对高效和协同作用。其中在一组以tz、sp-80、sp-20作为亲油型复配与只是使用sp-80、sp-20的复配类型相比较较差。从而选择了后者作为复配类型。

2.3尽量减少化学合成中的有毒原料、产物:只要可能,反应中使用和生成的物质应对人类健康和环境无毒或毒性很小;针对乳化剂tween-80的毒性研究有王庆利[3],对其安全性进行了较为深入的研究。

研究结果显示吐温80具有较宽的安全窗,妊娠家。

兔静脉注射给予含有吐温80 187.5 mg/kg可导致明显的母体毒性,对胎仔体重有一定的影响,当剂量小于于62.5 mg/kg时未见影响。单次给药时,剂量为80(猴(大鼠)或188(家兔)mg/kg时,未见明显毒性指征。犬对吐温80十分敏感,可产生明显的组胺反应,因此犬可能不适合于含有吐温80制剂的安全性研究,特别是注射制剂。

2.4设计安全的化学品:设计的化学产品应在保护原有功效的同时尽量使其无毒或毒性很小;四川大学彭波[4]等人利用该型牛蹄油值得皮革加脂剂得到很好利用。

)聚合物加脂剂用于铬鞣革复鞣加脂,吸收率高,且不影响染料吸收。对皮革具有较好的填充满性,得革率极高,并具有一定防水性能。经过聚合物加脂剂处理的皮革,具有优异的柔软性、油润感、弹性,并且粒面细腻、色浅,起绒效果好。

聚合物加脂剂用于铬鞣中,有助于铬的吸收,并且不降低皮的收缩温度,能赋予铬鞣革更好的柔软性。根据铬鞣工艺的不同,聚合物加脂剂在铬鞣前加入要比铬鞣后加入,对铬的吸收和结合具有更好的效果。

2.5使用无毒无害的溶剂和助剂:尽量不使用辅助性物质(如溶剂、分离试剂等),如果一定要用,也应使用无毒物质;天然衍生的表面活性剂的开发进一步推动了天然清洁剂的发展。

从这个意义上讲,天然衍生的表面活性剂是指:大部分或完全由非石油化工原料、植物、微生物或无机原料等可再生原料而产生的物质。根据这个定义,绝大多数天然表面活性剂(100%)的亲水基或亲油基也是天然衍生物。

亲水基有糖、糖醇、多官能团有机酸、氨基酸、水解蛋白质和(聚)甘油等。这些亲水基以共价键与脂肪酸或脂肪醇等天然衍生的亲油基相连,从而生成两亲分子。也可采用化学反应合成这类天然衍生的表面活性剂,但这种方法通常会受限于简单的酸碱催化水解或缩合反应,同时会生成水和氯化钠等小分子和(反)酯、 (反)酰胺和醚等副产物。

不管化妆品化学家研究的是天然表面活性剂还是天然衍生的表面活性剂,这些材料在配方中的表现与来自石油化工原料的表面活性剂一样[5]。

2.6合理使用和节省能源,合成过程应在环境温度和压力下进行:能量消耗越小越好,应能为环境和经济方面的考虑所接受;该实验过程在常压条件下采用水域加热,温度控制在90℃.

并且通过搅拌的方式使得乳化效果达到最佳,区别于以往的采用胶体磨的方式进行分散。从而得到设备简单化、节约化的途径达到最好的效果。

2.7原料应该可再生而非耗尽:只要技术上和经济上可行,使用的原材料应是能再生的;使用牛蹄油这种天然油脂可以从生物中提取,从而达到了可再生和充足的原料**。

2.8减少不必要的衍生化步骤:应尽量避免不必要的衍生过程(如基团的保护,物理与化学过程的临时性修改等);

2.9采用高选择性催化剂:尽量使用选择性高的催化剂,而不是提高反应物的配料比;采用了助剂从而在表面活性剂的选择上减少了种类,进一步达到在原料较少的情况下得到最佳的乳化效果。

2.10 产物应设计为发挥完作用后可分解为无毒降解产物:设计化学产品时,应考虑当该物质完成自己的功能后,不再滞留于环境中,而可降解为无毒的产品; 结果表明硫酸化牛蹄油、硫酸化蓖麻油、硫酸化鱼油和卵磷脂易于活性污泥处理,有利于环境保护,制革生产中应优先使用这四种加脂剂;然而氯化石蜡和烷基磺酰氯难以生物降解,应减少或限制使用,否则它们在周边环境中的积累可能导致严重的污染问题[5]。

2.11应进一步发展分析技术对污染物实行**监测和控制:分析方法也需要进一步研究开发,使之能做到实时、现场监控,以防有害物质的形成;一般直链脂肪醇聚氧乙烯醚容易降解,平均降解度大于90%。

对于土壤中aeo降解进行研究表明,二天内有50%降解为co2和h2o,为降解的位于土壤中6.4mm以上,在二个星期内90%的aeo降解[6]。

2.12减少使用易燃易爆物质,降低事故隐患:化学过程中使用的物质或物质的形态,应考虑尽量减少实验事故的潜在危险,如气体释放、**和着火等;在此试验中采用水浴加热,避免在油浴中进行使得温度过高容易引起失火的危险。

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