探析胶原蛋白在造纸中的应用VIP专享

探析胶原蛋白在造纸中的应用 摘要:介绍胶原蛋白的提取方法,结构和化学性质,重点介绍了胶原蛋白在造纸中的应用。关键词:胶原蛋白 造纸 化学性质 性质 1. 引言 胶原纤维是构成皮的主要成分,胶原蛋白是形成胶原纤维的基本单位,由三条肽链相互缠绕成螺旋结构。胶原纤维具有微弹性和很高的抗张强度,并且还有许多独特的性质如高耐磨性、绝热性、吸音性和柔韧性等。 胶原蛋白除具有蛋白质的一般性质外,还有许多特有的性质。这是由其特别的组成和结构所决定的。一般的蛋白质是由 2条肽链形成双螺旋结构,而胶原蛋白由 3 条肽链结合形成三螺旋结构。胶原蛋白特有的左旋 A 链相互缠绕构成的胶原右手复合螺旋结构中,其最大特点是胶原分子中含有大量甘氨酰、脯氨酰、和甘氨酰为甘-脯氨酰以外的其它任何氨基酸残基,且呈周期性排列。其中甘氨酸占 30%,脯氨酸和羟脯氨酸共占约 25%。胶原肽链间存在离子键、氢键、范德华力及非极性基团产生的疏水键等作用力。同时,胶原分子内和分子间还存在醇醛缩合交联 、醛氨缩合交联和醛醇组氨酸种交联。使得胶原的 2 条肽链、3 条肽链牢固地连接起来,具有很高的抗张强度。胶原分子间按四分之一错列方式超分子聚集形成稳定的韧性很强的原纤维,原纤维进一步聚集形成胶原纤维。 2. 胶原蛋白的提取 目前提取胶元蛋白主要从皮革废弃物中,国内外已有不少讨论。根据文献,从铬革屑中提取胶方法很多,根据处理剂的不同其提取方法分为以下几种。 碱处理法 碱处理法的原理是碱液中的 OH-离子进入络合物内界,将胶原羧基从铬络合物中取代出来,使胶原脱铬且同时发生降解,然后溶于水,Cr3+与 OH-离子形成沉淀。经过压滤或离心分离,可将胶原溶液与 Cr(OH)3 沉淀分离。陈武勇等对 CaO 提取铬鞣革屑中的胶原蛋白的影响因素进行了讨论,确定了氧化钙提取胶原蛋白的最佳条件和方案。 酸处理法 酸处理法的原理是在酸性条件下,铬配合物发生解离,随着 H+浓度增大,离解速度加快,配合物的分子变小,失去鞣制作用,达到脱铬提取胶原蛋白的目的。利用酸水解法分离胶原纤维,H2SO4 的浓度越大,水解时间越短,但浓度大于 4%,在 70℃以下,铬鞣革屑(削匀屑)水解完全所需的时间为 2h 左右;而且温度的影响也很大,高于 70℃时,水解对时间的依赖性减弱。但是酸处理法对胶原的水解程度大,只能得到小分子的胶原降解物,而且 Cr3+在酸性条件下处于溶解状态,很难与胶原蛋白彻底分开。 氧化法 氧化法的原理是在弱碱性条件下,利用氧化剂...