工業領域中有機化學合成原理的運用

黎 磊

（郴州七三二零化工有限公司，湖南郴州 423015）

甲醛因固化特征被廣泛使用在工業的皮革產品、家具以及油漆材料中，同時其黏合性能夠加強皮革制品的防腐和防蟲性，價格優廉。在工業皮革產品復鞣劑中，甲醛的作用是使皮革產品更柔軟。甲醛雖然有毒，但目前尚未找到其他符合要求的試劑，仍舊需要有關學者努力研發，從而保證人們的生命安全。

1 甲醛概述

1.1 甲醛

甲醛屬于無色氣體，但具有強烈的刺激性，被醫學人士稱為福爾馬林，通常當作防腐劑使用。甲醛的生物活性高、化學性質活潑，甲醛在常溫下是氣態，并且是以氣態和水溶液的形式顯現。在20世紀60年代便被人們廣泛地應用，比如工業皮革產品、涂料等均使用到甲醛。剛裝修后的房間聞到的刺鼻味道多數是甲醛，它會讓人們呼吸道感染、頭暈，甚至致癌，因此人們在裝修房子后，大多數會選擇開門開窗通風一個月以上，從而保證人們居住環境的安全，不會威脅到人們的身體健康。急性甲醛中毒主要是由于接觸高濃度甲醛蒸氣導致，因此人們愈發關注甲醛的有關知識，期待早日研究出解決甲醛危害的方法，讓人們身體健康得到保證。

1.2 危害

甲醛能夠讓人在短時間內出現流淚、持續咳嗽、胸痛的情況，如果人長時間的吸入較高濃度的甲醛，則會感染呼吸道疾病，若是接觸低濃度甲醛，會讓呼吸道黏膜受損。經過動物實驗可知，甲醛會讓動物的免疫系統受到影響，從而降低免疫力。工作人員長期處在甲醛環境中會導致神經衰弱，呼吸黏膜受損，甚至可能會患胃癌、鼻腔癌等，因此人們需要重視甲醛的危害。甲醛中毒跡象的嚴重性主要是由攝入甲醛量所決定，若是青少年吸入大量甲醛，則會出現智力下降，記憶力模糊的情況。

1.3 來源

甲醛的價格便宜，功能多種多樣，被廣泛的使用在工業領域中。甲醛應用在工業皮革作為交聯劑，其功能無法被其他醛物質所取替。在工業皮革制品生產中，甲醛是重要的原材料，目前無法被其他物質取締。使用甲醛處理毛皮，能夠讓毛皮的性能更柔軟，因此可用作鞣劑。在工業皮革產品中，甲醛使用量較高。生產工業皮革產品時，在預處理、復鞣和涂飾等過程均會使用甲醛，尤其是復鞣工藝和鞣制工藝，甲醛使用含量最多，這也是工業皮革制品甲醛的主要來源。檢測工業皮革中的甲醛可使用完全萃取法，把產品徹底粉碎，在收集生產中加入全部甲醛，或者是使用水萃取法，把樣品浸泡在水中，萃取水溶性物質中的底物，萃取物質有甲醛化合物，它會讓測定結果受到影響。皮革制品中殘留的甲醛若是釋放可能會危害到人體健康，它能夠和生物蛋白質結合，從而改變蛋白質結構，并凝固蛋白質結構，因此相關商家需要重視[1]。

2 工業皮革中應用殼聚糖甲醛捕獲劑

2.1 殼聚糖相關概述

殼聚糖俗稱脫乙酰基甲殼素，是在蝦殼、蟹等水產廢料中提取。經脫乙酰化后得出的產物，在基分子中含有羥基和氨基。我國外殼聚糖大多是使用甲殼素制備殼聚糖，在自然界甲殼素儲備量高于殼聚糖，自然中的甲殼素多，因此殼聚糖的來源比較廣泛。

純凈殼聚糖屬于白色片狀或是粉狀固體，其光澤明亮，如珍珠一般。其分子量是由制備原料產生的差異所致，制備原料在數十萬至數百萬間。殼聚糖在堿性溶液或水中無法溶解，但是它能夠在鹽酸和醋酸的酸性液體中溶解。殼聚糖大分子鏈在稀酸中能夠緩慢降解，黏度對應減小，殼聚糖也能夠出現水解，進而發生羧甲基化、磺化、還原等絡合反應，生成不同殼聚糖衍生物的性能也存在著差異。由此可知，殼聚糖被廣泛應用在多方面。

殼聚糖結構特殊性能不同，比如它有著生物相容性、降解性和吸附性等。主要性能有：第一，吸附性。殼聚糖分子包含酰胺基和氨基，屬于陽離子型絮凝劑，由此可吸附復電和污物。殼聚糖中的羥基能夠吸附重金屬離子，殼聚糖能夠被當作吸附劑使用。第二，抑菌性。殼聚糖能夠在真菌和細菌中發揮抑制作用，比如金色葡萄球菌。機理尚未明確，大多數人認為殼聚糖中含有氨基，并帶有正電荷，能夠和攜帶細菌內的負電荷DNA發生反應，從而抑制細菌合成mRNA，由此實現抑菌作用。也有學者認為殼聚糖濃度高，能夠激活微生物酶的活性，酶解細胞壁，致使自身死亡，從而產生抑菌效果。第三，可降解性。殼聚糖發生降解需要在酶或酸的條件下，其降解速率和脫乙酰度為負比例關系，和相對分子質量為正比例關系。殼聚糖的生物可降解性能可應用在涂飾劑中，并且發揮出抗菌作用。

2.2 降解殼聚糖措施

降解殼聚糖主要分為三種降解法，即物理降解、酶降解以及化學降解。而物理降解在國內外主要使用的是超聲波降解以及氧化降解等。

第一，酸解殼聚糖。殼聚糖通常不會在堿性液體或水中溶解，但是容易在醋酸和鹽酸中溶解，殼聚糖在酸中能發揮催化作用，從而讓殼聚糖水解，殼聚糖主鏈不斷被降解，分子量不斷減少，黏度也隨之減小。第二，氧化降解殼聚糖。殼聚糖含有糖苷鍵，容易受氧化劑攻擊而發生斷裂，讓殼聚糖出現氧化降解、分子鏈斷裂。如果是殼聚糖被氧化劑所氧化，則殼聚糖結構也會發生破壞，進而讓殼聚糖性能受到影響。第三，酶降解殼聚糖，酶在多糖水解中有著選擇性，不容易出現副反應。因此酶解法殼聚糖優勢較多，但降解產物聚合度低。第四，物理降解殼聚糖。在研究降解殼聚糖的方法中，應用的是物理方法。這是由于物理降解安全，同時不會出現污染，引進外來物質。物理方法若是使用超聲波，則降解速度也會提高，降解產物性能更好。由以上內容可知，超聲處理的優勢顯著，并且能夠保留原有殼聚糖的性能。無論使用何種降解方法，其目的終究是使降解更綠色環保，降解方法由單一的降解改為復合降解。

3 探究應用殼聚糖甲醛捕獲劑的效果

殼聚糖能夠捕捉到皮革產品中的甲醛，殼聚糖濃度大約在1.2%時，有著最佳的處理效果。分子量越小，殼聚糖吸附甲醛效果越理想，因此使用降低分子量的方式，提高處理甲醛效果。殼聚糖屬于天然型直鏈多糖，分子鏈上有著大量的氨基，無毒性，不會刺激人的眼睛和皮膚，同時有著生物降解性，一方面可以有效處理甲醛，一方面綠色無污染，被廣泛應用在社會中。殼聚糖超聲處理的功率要小于550W，降低殼聚糖分子量時，有著生物生理活性，其性質和殼聚糖類似，并未影響結構，在處理時安全有效。雖然殼聚糖溶解甲醛率低，但仍舊能夠應用在皮革制品中。在皮革制品制品中應用殼聚糖捕獲甲醛存在的優勢有：

第一，使用殼聚糖中的孔洞，應用在醫藥行業當作緩釋劑，按照此特性將殼聚糖的孔洞應用在合成皮革中，作為緩沖劑使用。第二，通過殼聚糖抑菌性，能夠抵制細菌生長和產生，從而解決皮革腐敗問題，降低防腐劑的使用量。殼聚糖的乳化性能夠提升進水系統的穩定性，減少進水時間。第三，合理利用殼聚糖的生物相容性，同時生物降解殼聚糖，能夠用作涂飾劑，殼聚糖的抗菌性符合皮革表層抗菌需求。第四，殼聚糖中含有的鮮氨基和氨基可作為陽離子絮凝劑出現，讓皮革中含有有負電荷的污物絮凝沉淀，使用羥基也能夠沉淀重金屬離子，進而解決工業生產污染問題。按照上述特性可知，殼聚糖捕獲甲醛性能優良，能夠及時清除皮革中的甲醛。

4 有機化學合成原料的工業應用

有機化學合成組成除甲醛外，也含有聚丙烯和聚乙烯，兩種基本原料也是使用有機物助力產品生產，目前我國烯烴類產品是以石油材料為基礎，但因石油資源不斷減少，無法實現生產烯烴類產品的目標，導致無法滿足烯烴需求，因此制造烯烴合成技術也有著重要的作用。丙烯市場需求較大，年增長率為6%，生產丙烯類有機材料通常是源于蒸汽裂解制乙烯聯產以及煉廠副產。甲醇制備烯烴技術是由20世紀70年代某公司分析甲醇汽油獲取，合理控制此化學反應條件進而獲取低碳烯烴。根據目標產品差異，甲醇制烯烴可劃分為兩種，根據情況選擇制取方式。我國石油資源匱乏，天然氣資源和煤炭資源豐富，要合理控制化學反應條件，從而滿足制備烯烴合成產品需求。

我國化學工業生產活動持續增加，工業生產任務量也越來越多，為提升工業生產效率，收獲較好的化學工業效果，需要提升有機化學合成使用效率。合理使用有機化學合成原理，從而滿足工業需求。我國石油短缺，因此合理運用有機化學合成原理（即甲醇制備烯烴技術）有著越來越重要的作用，一方面為此技術發展提供空間，一方面豐富此技術理論內容和實踐經驗，提高原料使用次數，推動工業生產活動的開展。甲醇制備烯烴技術最初被稱為二甲醇制取低碳烯烴新工藝，特點是打破原有熱力學束縛，投資費用少。小孔磷硅鋁分子篩催化劑的乙烯性較高，流化床反應器導熱快，保證連續反應，二甲醚制取低碳烯烴的靈活性高，通常可獨立應用或聯合應用。低碳烯烴生產路徑經過裝置建設一年后投入使用，選用最佳的工藝和設備，從而為工業累積經驗。我國在各省份均為低碳烯烴工藝實踐做出努力，有機合成化學也獲取理想效果。比如在陜西省的榆橫煤田年產烯烴780kt，甲醇年產2 410kt。煤炭產業針對低碳烯烴技術投入資金，挖掘此項工藝潛力，從而發揮應用優勢。若想提高煤炭資源使用率，則要節省煤炭資源，合理配置資源，將化學合成原理應用在工業生產中，為工業轉型提供支持，加速升級產業。為了滿足市場對低碳烯烴技術的需求，需要認真鉆研此項工藝，探究有機合成原理的價值，掌握此原理應用在工業生產中的價值，為工業生產者提供多樣化思路，提高工業生產使用效率，從而解決石油資源緊張的現象，推動工藝生產的發展，使其在市場競爭中占據一席之地。

5 結束語

綜上所述，我國經濟發展穩定和工業生產活動有著直接關系。工業生產活動的基礎是有機化學合成，化學分為兩種，即有機化學和無機化學，兩種化學技術在社會主義發展中發揮著重要作用。有機化學合成原理是我國生產活動的基礎，同時也為化工產品提供原理，有機化學合成工藝推動著社會建設，因此需要在工業生產中合理應用有機化學，提高有機化學使用率。