CN110665044A - 一种羊肠线的无铬鞣制工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种羊肠线的无铬鞣制工艺，将蓬松和脱脂预处理后的羊肠先放入甲酸溶液中浸泡处理，再分别用无铬金属鞣剂与植物鞣剂进行复合鞣制，本发明工艺环保高效，不仅提高了羊肠线的拉伸强度，而且延长了羊肠线的降解时间，操作简单、成本较低。本发明的鞣制工艺处理后的羊肠线，其拉伸强度与铬鞣处理的羊肠线强度相当，比铝鞣剂‑植物鞣剂处理后的羊肠线强度提高15％以上。

Description

一种羊肠线的无铬鞣制工艺
技术领域
本发明涉及一种羊肠线的鞣制处理新工艺，属于羊肠缝合线的加工技术领域。
背景技术
利用天然动物蛋白(羊肠)制备天然可吸收缝合线，是医用缝合线的发展方向。天然肠线具有无毒、人体相容性高、制备简单等优点，市场潜力巨大。
在羊肠线的制备工艺中，鞣制是重要的一环。经过鞣制工艺，能够赋予羊肠线较高的拉伸强度，同时减缓其在生物体内的降解速度，延长吸收时间。目前，最常用的鞣制方法是将羊肠直接浸泡在铬鞣剂中，通过铬离子的交联作用完成鞣制。然而，铬离子毒性较高，鞣制过程中大量铬离子残余在于废水中，对环境造成极大污染。另外，含铬的缝合线用于人体组织，存在潜在的安全风险。因此，在羊肠线生产过程中，寻找一种安全环保的鞣制工艺替代现有铬鞣工艺，迫在眉睫。
在皮革等以胶原蛋白为主要成分的材料加工处理领域，无铬鞣剂及其相关鞣制工艺的研究，由来已久。目前，研究较多的无铬鞣剂，主要有无铬金属鞣剂、有机化合物鞣剂、植物鞣剂、铝-植复合鞣剂等。其中，无铬金属离子鞣剂主要有铝鞣剂、锆鞣剂、钛鞣剂等，与铬鞣剂比，无铬金属鞣剂与胶原蛋白的结合力略差，且受体系酸碱度影响较大，需要严格控制鞣制液pH值，综合考虑其在环保方面的优势，无铬金属鞣剂具有较大的应用潜力。有机化合物鞣剂主要为人工合成的能与胶原蛋白交联反应的小分子单体，以多元醛类为主。植物鞣剂主要是从天然植物中提取的单宁类化合物(栲胶)，由于可生物降解，被称为“绿色鞣剂”。由于植物鞣剂存在渗透性慢、耐水性差的缺点，因而不被单独使用，常与其它鞣剂配合使用。
研究发现，对于胶原蛋白鞣制，单一类型的鞣剂体系无法达到理想的鞣制效果，利用不同类型的鞣剂结合，进行复合鞣制是目前的发展趋势。专利CN1804045A公开了一种高热稳定无铬服装软革的鞣制方法，其特点是通过改性植物鞣剂、非铬金属硫酸盐鞣剂和合成氮膦鞣剂，在多元复合结合鞣制下对猪、牛、羊皮进行鞣制。专利CN101649360A公开了一种非铬类金属复合鞣剂-植物鞣剂无铬结合鞣制皮革的方法,其特点是将非铬类金属复合鞣剂与植物鞣剂,通过结合鞣制的方法对猪、牛、羊生皮进行鞣制作用。然而，以上专利所涉及的鞣制方法，皆是针对猪、牛、羊皮等动物皮革的鞣制，工艺过程复杂、繁琐，鞣制时间较长，成本高，不适合羊肠线的鞣制。另外，专利CN1804045A所采用的非铬金属鞣剂为铝鞣剂，与铬、锆等金属鞣剂相比，铝鞣后的皮革耐水性较差，在水中容易脱鞣而失去效果，造成产品性能下降。因此，结合羊肠线自身特点，找到一条绿色环保、简捷高效的鞣制工艺，才能满足羊肠线的加工要求。
发明内容
本发明的目的是克服上述不足，而提供一种羊肠线的无铬鞣制工艺，该工艺不仅效率高、绿色环保，而且保持了羊肠线的柔韧性。
本发明采取的技术方案为：
一种羊肠线的无铬鞣制工艺，包括步骤如下：
(1)预处理：将新鲜羊肠洗净，放入膨松剂溶液中蓬松处理12～24h；然后刮除羊肠中的绒毛膜、浆膜等附着物；将刮除后的羊肠侵入脱脂碱液中，脱脂处理1～2h；
(2)将预处理后的羊肠用清水洗至中性，放入pH值为2～3.5的甲酸水溶液中，浸泡1～2h；将一定量的无铬金属鞣剂溶于去离子水配制成质量浓度为0.1％～2％、pH值范围为2～4的水溶液，将甲酸处理后的羊肠放入其中保持在20～30℃浸泡2～4h；然后再将羊肠放入pH值范围为3～5植物鞣剂溶液中，保持在20～30℃浸泡处理1～3h；用清水洗除鞣剂，至中性。
上述工艺中，步骤(1)所述的膨松剂溶液为质量浓度为0.1％～1％的碳酸氢钠水溶液；所述的脱脂碱液为碳酸钠与十二烷基硫酸钠的混合水溶液，pH值范围为8～12。
步骤(2)所述的无铬金属鞣剂为硫酸锆、硫酸钛中的一种或几种的混合物。无铬金属鞣剂优选硫酸锆，将其配制成质量浓度为0.2％、pH值为2.5的水溶液。所述的无铬金属鞣剂的加入量为羊肠重量的2％～6％。所述的植物鞣剂溶液为落叶松栲胶、荆树皮栲胶、红橡栲胶、杨梅栲胶中的一种或几种与去离子水混合而成，优选pH值为4.5的落叶松栲胶与荆树皮栲胶混合溶液。所述植物鞣剂的加入量为羊肠重量的1％～3％。
现有的复合鞣制技术，大多针对于动物皮革领域的应用，该类工艺鞣制过程复杂、繁琐，鞣制时间较长，成本较高，不适合羊肠线的鞣制。本发明专利所采用的无铬金属鞣剂-植物鞣剂相结合的鞣制工艺，操作简单、成本低廉。其中，无铬金属鞣剂可以与羊肠胶原蛋白中的羧基、氨基等发生络合作用，植物鞣剂可以与胶原蛋白形成多点氢键结合；另外，金属离子能够与植物鞣剂中的酚羟基发生络合，从而使两种鞣剂产生协同作用，加速鞣制过程。
本发明的有益效果是：
1)本发明所采用的无铬鞣制工艺，避免了羊肠线生产过程中铬离子对环境的污染，同时避免了使用铬鞣处理的羊肠线对人体的潜在风险。
2)本发明工艺采用无铬金属鞣剂-植物鞣剂复合鞣制，不仅鞣制效率大大提高，而且能够大幅提高羊肠线的拉伸强度，延长羊肠线的降解时间。采用本发明的鞣制工艺处理后的羊肠线，其拉伸强度与铬鞣处理的羊肠线强度相当，比铝鞣剂-植物鞣剂处理后的羊肠线强度提高15％以上。
3)本发明操作简单、成本较低。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明。
实施例1
一种羊肠线的无铬鞣制工艺，包括步骤如下：
(1)预处理：用清水将新鲜羊肠表面及内壁洗净，放入质量浓度为0.5％的碳酸氢钠水溶液中浸泡蓬松处理24h，水洗除去碳酸氢钠，然后用刀具将羊肠中的附着物刮除，将处理后的羊肠侵入pH为8.5的碳酸钠与十二烷基硫酸钠的混合水溶液中，脱脂处理1.5h。
(2)鞣制处理：将步骤(1)处理后的羊肠用清水洗至中性，放入pH值为2的甲酸溶液中浸泡1h；取羊肠重量2％的硫酸锆，加去离子水配制成质量浓度为0.2％、pH值为2.5的无铬金属鞣液，将羊肠放入其中，浸泡2h。取羊肠重量2％的落叶松栲胶与荆树皮栲胶的混合物，加去离子水配制成pH值为4.5的植物鞣液，将羊肠放入其中浸泡1.5h；最后用清水洗去鞣剂；鞣制温度保持在30℃。
实施例2
一种羊肠线的无铬鞣制工艺，包括步骤如下：
(1)预处理：用清水将新鲜羊肠表面及内壁洗净，放入质量浓度为1％的碳酸氢钠水溶液中浸泡蓬松处理12h，水洗除去碳酸氢钠，然后用刀具将羊肠中的附着物刮除；将处理后的羊肠侵入pH为9的碳酸钠与十二烷基硫酸钠的混合水溶液中，脱脂处理1.5h。
(2)鞣制处理：将步骤(1)处理后的羊肠用清水洗至中性，放入pH值为3的甲酸溶液中浸泡2h；取羊肠重量3％的硫酸锆、硫酸钛混合物，加去离子水配制成质量浓度为0.5％、pH值为2.8的无铬金属鞣液，将羊肠放入其中，浸泡2h；取羊肠重量3％的荆树皮栲胶，加去离子水配制成pH值为3的植物鞣液，将羊肠放入其中浸泡1h；最后用清水洗去鞣剂；鞣制温度保持在30℃。
实施例3
一种羊肠线的无铬鞣制工艺，包括步骤如下：
(1)预处理：用清水将新鲜羊肠表面及内壁洗净，放入质量浓度为1％的碳酸氢钠水溶液中浸泡蓬松处理12h，水洗除去碳酸氢钠，然后用刀具将羊肠中的附着物刮除；将处理后的羊肠侵入pH为8.5的碳酸钠与十二烷基硫酸钠的混合水溶液中，脱脂处理12h。
(2)鞣制处理：将步骤(1)处理后的羊肠用清水洗至中性，放入pH值为3.5的甲酸溶液中浸泡2h；取羊肠重量4％的硫酸钛，加去离子水配制成质量浓度为1％、pH值为3的无铬金属鞣液，将羊肠放入其中，浸泡4h；取羊肠重量1.5％的落叶松栲胶，加去离子水配制成pH值为5的植物鞣液，将羊肠放入其中浸泡2h；最后用清水洗去鞣剂；鞣制温度保持在20℃。
对比例1
一种羊肠线的鞣制工艺，步骤如下：
(1)预处理：用清水将新鲜羊肠表面及内壁洗净，放入质量浓度为0.5％的碳酸氢钠水溶液中浸泡蓬松处理24h，水洗除去碳酸氢钠，然后用刀具将羊肠中的附着物刮除，将处理后的羊肠侵入pH为8.5的碳酸钠与十二烷基硫酸钠的混合水溶液中，脱脂处理1.5h。
(2)鞣制处理：将步骤(1)处理后的羊肠用清水洗至中性，放入pH值为3的甲酸溶液中浸泡1h；取羊肠重量2％的硫酸铬，加去离子水配制成质量浓度为0.2％、pH值为2.8的铬鞣液，将羊肠放入其中，浸泡2h；然后用碳酸氢钠缓慢调pH值为4.5，继续浸泡3h；最后用清水洗去鞣剂；鞣制温度保持在30℃。
对比例2
一种羊肠线的鞣制工艺，步骤如下：
(1)预处理：用清水将新鲜羊肠表面及内壁洗净，放入质量浓度为0.5％的碳酸氢钠水溶液中浸泡蓬松处理24h，水洗除去碳酸氢钠，然后用刀具将羊肠中的附着物刮除，将处理后的羊肠侵入pH为8.5的碳酸钠与十二烷基硫酸钠的混合水溶液中，脱脂处理1.5h。
(2)鞣制处理：将步骤(1)处理后的羊肠用清水洗至中性，放入pH值为2的甲酸溶液中浸泡1h；取羊肠重量2％的硫酸铝，加去离子水配制成质量浓度为0.5％、pH值为3的铝鞣液，将羊肠放入其中，浸泡2h。取羊肠重量2％的落叶松栲胶与荆树皮栲胶的混合物，加去离子水配制成pH值为4.5的植物鞣液，将羊肠放入其中浸泡1.5h；最后用清水洗去鞣剂；鞣制温度保持在30℃。
测得实施例及对比例结果如下表：
表1
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
羊肠线拉伸强度(MPa) 139 138 136 140 120
以上是结合具体实施例对本发明的详细介绍，本发明的保护范围不限于此。

Claims (9)

1.一种羊肠线的无铬鞣制工艺，其特征是，包括步骤如下：
(1)预处理：将新鲜羊肠洗净，放入膨松剂溶液中蓬松处理12～24h；然后刮除羊肠中的绒毛膜、浆膜等附着物；将刮除后的羊肠侵入脱脂碱液中，脱脂处理1～2h；
(2)将预处理后的羊肠用清水洗至中性，放入pH值为2～3.5的甲酸水溶液中，浸泡1～2h；将一定量的无铬金属鞣剂溶于去离子水配制成质量浓度为0.1％～2％、pH值范围为2～4的水溶液，将甲酸处理后的羊肠放入其中保持在20～30℃浸泡2～4h；然后再将羊肠放入pH值范围为3～5植物鞣剂溶液中，保持在20～30℃浸泡处理1～3h；用清水洗除鞣剂，至中性。
2.根据权利要求1所述的一种羊肠线的无铬鞣制工艺，其特征是，步骤(1)所述的膨松剂溶液为质量浓度为0.1％～1％的碳酸氢钠水溶液。
3.根据权利要求1所述的一种羊肠线的无铬鞣制工艺，其特征是，步骤(1)所述的脱脂碱液为碳酸钠与十二烷基硫酸钠的混合水溶液，pH值范围为8～12。
4.根据权利要求1所述的一种羊肠线的无铬鞣制工艺，其特征是，步骤(2)所述的无铬金属鞣剂为硫酸锆、硫酸钛中的一种或两种的混合物。
5.根据权利要求4所述的一种羊肠线的无铬鞣制工艺，其特征是，步骤(2)所述的无铬金属鞣剂为硫酸锆，将其配制成质量浓度为0.2％、pH值为2的水溶液。
6.根据权利要求1所述的一种羊肠线的无铬鞣制工艺，其特征是，步骤(2)所述的无铬金属鞣剂的加入量为羊肠重量的2％～6％。
7.根据权利要求1所述的一种羊肠线的无铬鞣制工艺，其特征是，步骤(2)所述的植物鞣剂溶液为落叶松栲胶、荆树皮栲胶、红橡栲胶、杨梅栲胶中的一种或几种与去离子水混合而成。
8.根据权利要求7所述的一种羊肠线的无铬鞣制工艺，其特征是，步骤(2)所述的植物鞣剂溶液为pH值为4.5的落叶松栲胶与荆树皮栲胶混合溶液。
9.根据权利要求1所述的一种羊肠线的无铬鞣制工艺，其特征是，步骤(2)所述的植物鞣剂的加入量为羊肠重量的1％～3％。
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