工业领域中有机化学合成原理的运用

黎 磊

（郴州七三二零化工有限公司，湖南郴州 423015）

甲醛因固化特征被广泛使用在工业的皮革产品、家具以及油漆材料中，同时其黏合性能够加强皮革制品的防腐和防虫性，价格优廉。在工业皮革产品复鞣剂中，甲醛的作用是使皮革产品更柔软。甲醛虽然有毒，但目前尚未找到其他符合要求的试剂，仍旧需要有关学者努力研发，从而保证人们的生命安全。

1 甲醛概述

1.1 甲醛

甲醛属于无色气体，但具有强烈的刺激性，被医学人士称为福尔马林，通常当作防腐剂使用。甲醛的生物活性高、化学性质活泼，甲醛在常温下是气态，并且是以气态和水溶液的形式显现。在20世纪60年代便被人们广泛地应用，比如工业皮革产品、涂料等均使用到甲醛。刚装修后的房间闻到的刺鼻味道多数是甲醛，它会让人们呼吸道感染、头晕，甚至致癌，因此人们在装修房子后，大多数会选择开门开窗通风一个月以上，从而保证人们居住环境的安全，不会威胁到人们的身体健康。急性甲醛中毒主要是由于接触高浓度甲醛蒸气导致，因此人们愈发关注甲醛的有关知识，期待早日研究出解决甲醛危害的方法，让人们身体健康得到保证。

1.2 危害

甲醛能够让人在短时间内出现流泪、持续咳嗽、胸痛的情况，如果人长时间的吸入较高浓度的甲醛，则会感染呼吸道疾病，若是接触低浓度甲醛，会让呼吸道黏膜受损。经过动物实验可知，甲醛会让动物的免疫系统受到影响，从而降低免疫力。工作人员长期处在甲醛环境中会导致神经衰弱，呼吸黏膜受损，甚至可能会患胃癌、鼻腔癌等，因此人们需要重视甲醛的危害。甲醛中毒迹象的严重性主要是由摄入甲醛量所决定，若是青少年吸入大量甲醛，则会出现智力下降，记忆力模糊的情况。

1.3 来源

甲醛的价格便宜，功能多种多样，被广泛的使用在工业领域中。甲醛应用在工业皮革作为交联剂，其功能无法被其他醛物质所取替。在工业皮革制品生产中，甲醛是重要的原材料，目前无法被其他物质取缔。使用甲醛处理毛皮，能够让毛皮的性能更柔软，因此可用作鞣剂。在工业皮革产品中，甲醛使用量较高。生产工业皮革产品时，在预处理、复鞣和涂饰等过程均会使用甲醛，尤其是复鞣工艺和鞣制工艺，甲醛使用含量最多，这也是工业皮革制品甲醛的主要来源。检测工业皮革中的甲醛可使用完全萃取法，把产品彻底粉碎，在收集生产中加入全部甲醛，或者是使用水萃取法，把样品浸泡在水中，萃取水溶性物质中的底物，萃取物质有甲醛化合物，它会让测定结果受到影响。皮革制品中残留的甲醛若是释放可能会危害到人体健康，它能够和生物蛋白质结合，从而改变蛋白质结构，并凝固蛋白质结构，因此相关商家需要重视[1]。

2 工业皮革中应用壳聚糖甲醛捕获剂

2.1 壳聚糖相关概述

壳聚糖俗称脱乙酰基甲壳素，是在虾壳、蟹等水产废料中提取。经脱乙酰化后得出的产物，在基分子中含有羟基和氨基。我国外壳聚糖大多是使用甲壳素制备壳聚糖，在自然界甲壳素储备量高于壳聚糖，自然中的甲壳素多，因此壳聚糖的来源比较广泛。

纯净壳聚糖属于白色片状或是粉状固体，其光泽明亮，如珍珠一般。其分子量是由制备原料产生的差异所致，制备原料在数十万至数百万间。壳聚糖在碱性溶液或水中无法溶解，但是它能够在盐酸和醋酸的酸性液体中溶解。壳聚糖大分子链在稀酸中能够缓慢降解，黏度对应减小，壳聚糖也能够出现水解，进而发生羧甲基化、磺化、还原等络合反应，生成不同壳聚糖衍生物的性能也存在着差异。由此可知，壳聚糖被广泛应用在多方面。

壳聚糖结构特殊性能不同，比如它有着生物相容性、降解性和吸附性等。主要性能有：第一，吸附性。壳聚糖分子包含酰胺基和氨基，属于阳离子型絮凝剂，由此可吸附复电和污物。壳聚糖中的羟基能够吸附重金属离子，壳聚糖能够被当作吸附剂使用。第二，抑菌性。壳聚糖能够在真菌和细菌中发挥抑制作用，比如金色葡萄球菌。机理尚未明确，大多数人认为壳聚糖中含有氨基，并带有正电荷，能够和携带细菌内的负电荷DNA发生反应，从而抑制细菌合成mRNA，由此实现抑菌作用。也有学者认为壳聚糖浓度高，能够激活微生物酶的活性，酶解细胞壁，致使自身死亡，从而产生抑菌效果。第三，可降解性。壳聚糖发生降解需要在酶或酸的条件下，其降解速率和脱乙酰度为负比例关系，和相对分子质量为正比例关系。壳聚糖的生物可降解性能可应用在涂饰剂中，并且发挥出抗菌作用。

2.2 降解壳聚糖措施

降解壳聚糖主要分为三种降解法，即物理降解、酶降解以及化学降解。而物理降解在国内外主要使用的是超声波降解以及氧化降解等。

第一，酸解壳聚糖。壳聚糖通常不会在碱性液体或水中溶解，但是容易在醋酸和盐酸中溶解，壳聚糖在酸中能发挥催化作用，从而让壳聚糖水解，壳聚糖主链不断被降解，分子量不断减少，黏度也随之减小。第二，氧化降解壳聚糖。壳聚糖含有糖苷键，容易受氧化剂攻击而发生断裂，让壳聚糖出现氧化降解、分子链断裂。如果是壳聚糖被氧化剂所氧化，则壳聚糖结构也会发生破坏，进而让壳聚糖性能受到影响。第三，酶降解壳聚糖，酶在多糖水解中有着选择性，不容易出现副反应。因此酶解法壳聚糖优势较多，但降解产物聚合度低。第四，物理降解壳聚糖。在研究降解壳聚糖的方法中，应用的是物理方法。这是由于物理降解安全，同时不会出现污染，引进外来物质。物理方法若是使用超声波，则降解速度也会提高，降解产物性能更好。由以上内容可知，超声处理的优势显著，并且能够保留原有壳聚糖的性能。无论使用何种降解方法，其目的终究是使降解更绿色环保，降解方法由单一的降解改为复合降解。

3 探究应用壳聚糖甲醛捕获剂的效果

壳聚糖能够捕捉到皮革产品中的甲醛，壳聚糖浓度大约在1.2%时，有着最佳的处理效果。分子量越小，壳聚糖吸附甲醛效果越理想，因此使用降低分子量的方式，提高处理甲醛效果。壳聚糖属于天然型直链多糖，分子链上有着大量的氨基，无毒性，不会刺激人的眼睛和皮肤，同时有着生物降解性，一方面可以有效处理甲醛，一方面绿色无污染，被广泛应用在社会中。壳聚糖超声处理的功率要小于550W，降低壳聚糖分子量时，有着生物生理活性，其性质和壳聚糖类似，并未影响结构，在处理时安全有效。虽然壳聚糖溶解甲醛率低，但仍旧能够应用在皮革制品中。在皮革制品制品中应用壳聚糖捕获甲醛存在的优势有：

第一，使用壳聚糖中的孔洞，应用在医药行业当作缓释剂，按照此特性将壳聚糖的孔洞应用在合成皮革中，作为缓冲剂使用。第二，通过壳聚糖抑菌性，能够抵制细菌生长和产生，从而解决皮革腐败问题，降低防腐剂的使用量。壳聚糖的乳化性能够提升进水系统的稳定性，减少进水时间。第三，合理利用壳聚糖的生物相容性，同时生物降解壳聚糖，能够用作涂饰剂，壳聚糖的抗菌性符合皮革表层抗菌需求。第四，壳聚糖中含有的鲜氨基和氨基可作为阳离子絮凝剂出现，让皮革中含有有负电荷的污物絮凝沉淀，使用羟基也能够沉淀重金属离子，进而解决工业生产污染问题。按照上述特性可知，壳聚糖捕获甲醛性能优良，能够及时清除皮革中的甲醛。

4 有机化学合成原料的工业应用

有机化学合成组成除甲醛外，也含有聚丙烯和聚乙烯，两种基本原料也是使用有机物助力产品生产，目前我国烯烃类产品是以石油材料为基础，但因石油资源不断减少，无法实现生产烯烃类产品的目标，导致无法满足烯烃需求，因此制造烯烃合成技术也有着重要的作用。丙烯市场需求较大，年增长率为6%，生产丙烯类有机材料通常是源于蒸汽裂解制乙烯联产以及炼厂副产。甲醇制备烯烃技术是由20世纪70年代某公司分析甲醇汽油获取，合理控制此化学反应条件进而获取低碳烯烃。根据目标产品差异，甲醇制烯烃可划分为两种，根据情况选择制取方式。我国石油资源匮乏，天然气资源和煤炭资源丰富，要合理控制化学反应条件，从而满足制备烯烃合成产品需求。

我国化学工业生产活动持续增加，工业生产任务量也越来越多，为提升工业生产效率，收获较好的化学工业效果，需要提升有机化学合成使用效率。合理使用有机化学合成原理，从而满足工业需求。我国石油短缺，因此合理运用有机化学合成原理（即甲醇制备烯烃技术）有着越来越重要的作用，一方面为此技术发展提供空间，一方面丰富此技术理论内容和实践经验，提高原料使用次数，推动工业生产活动的开展。甲醇制备烯烃技术最初被称为二甲醇制取低碳烯烃新工艺，特点是打破原有热力学束缚，投资费用少。小孔磷硅铝分子筛催化剂的乙烯性较高，流化床反应器导热快，保证连续反应，二甲醚制取低碳烯烃的灵活性高，通常可独立应用或联合应用。低碳烯烃生产路径经过装置建设一年后投入使用，选用最佳的工艺和设备，从而为工业累积经验。我国在各省份均为低碳烯烃工艺实践做出努力，有机合成化学也获取理想效果。比如在陕西省的榆横煤田年产烯烃780kt，甲醇年产2 410kt。煤炭产业针对低碳烯烃技术投入资金，挖掘此项工艺潜力，从而发挥应用优势。若想提高煤炭资源使用率，则要节省煤炭资源，合理配置资源，将化学合成原理应用在工业生产中，为工业转型提供支持，加速升级产业。为了满足市场对低碳烯烃技术的需求，需要认真钻研此项工艺，探究有机合成原理的价值，掌握此原理应用在工业生产中的价值，为工业生产者提供多样化思路，提高工业生产使用效率，从而解决石油资源紧张的现象，推动工艺生产的发展，使其在市场竞争中占据一席之地。

5 结束语

综上所述，我国经济发展稳定和工业生产活动有着直接关系。工业生产活动的基础是有机化学合成，化学分为两种，即有机化学和无机化学，两种化学技术在社会主义发展中发挥着重要作用。有机化学合成原理是我国生产活动的基础，同时也为化工产品提供原理，有机化学合成工艺推动着社会建设，因此需要在工业生产中合理应用有机化学，提高有机化学使用率。