栲胶的应用

背景及概述^[1]

栲胶又名植物鞣剂、植物单宁、植物多酚。无定形固体，味苦涩。一般是指分子量为500～3000的水溶性酚类化合物。主要成分为单宁。有收敛性。溶于水、丙酮、乙酸乙酯、乙醇、甲醇，不溶于无水乙醚、石油醚、三氯甲烷、二硫化碳、苯，能与皮蛋白质(胶原)结合。可与二价和三价金属离子络合，与甲醛起缩合反应。易于氧化成醌类深色物质。

商品栲胶分两种：凝缩类，其主要组分为多聚原花色素组分；水解类，其主要组分为榈酸或六羟基联苯二酸及其衍生物的多元酯，主要用作鞣革剂。也用作锅炉防垢除垢剂、钻井泥浆和水泥浆料用稀释剂、浮选剂、铸造型砂和砂轮胶粘剂、防锈剂、絮凝剂、脱硫剂等。由红栲、毛栲、落叶松、杨梅、柚柑及木麻黄等树皮和橡椀等，用水浸提、浓缩、干燥而得。

应用

1.烤胶在制革业中的应用

栲胶的主要用途是鞣制皮革。据White称，大约公元前600年地中海地区已用它鞣制皮革，此后植鞣技术逐渐扩展到全世界，栲胶生产的工艺和设备得到了相应的改进.栲胶产业与皮革行业息息相关。重革以栲胶鞣制为主，少量轻革用栲胶填充。肖尊琰等人的研究表明：今后一个时期，栲胶的主要用途仍在制革，栲胶产品总量的70%-90%用于皮革工业，国外每年对栲胶的需求量将维持在30万吨上下。近几年来，为了满足人类对皮革及革制品质量越来越高的要求，人们对鞣剂的性能、鞣制的方法、鞣革工艺等开展了广泛研究.汪建根、杨宗邃、马建中等用丙烯酸酯类单体对橡碗栲胶进行接枝共聚改性，对改性方法、改性材料配比及改性条件进行了探索性研究。并通过工艺应用试验，考察了改性橡碗栲胶的应用性能。

2.烤胶在石油工业中的应用

随着石油资源的日益减少和大量难降解的合成高分子给环境造成的污染，用天然多元酚代替苯酚制备钻井液添加剂的研究已引起广泛关注.在众多的钻井液处理剂中，以栲胶为原料制成的钻井液降粘剂因其性能良好被广泛应用。

1）用作钻井液降粘剂

20世纪80年代初期使用的降粘剂有：铁铬木质素磺酸盐、栲胶、栲胶碱液、磺化栲胶、813稀释剂等.铁铬木质素磺酸盐(FCLS)由于含有铬离子，对环境有污染，特别是与重铬酸钾配合使用时污染更为严重，因而使用受到了限制.此时，改性栲胶钻井液降粘剂又开始展示出了巨大潜力。20世纪90年代初石油工作者开始研制用于降低钻井液(特别是淡水钻井液)粘度的新型无毒降粘剂，即栲胶、栲胶碱液稀释剂。它们在浅井低温、淡水钻井液中使用效果好，但在深井中(180℃)失去效力。

2）用作钻井液降滤失剂

钻井液降滤失剂是用以钻井液性能稳定，减少有害液体向地层滤失，以及稳定井壁，保证井径规则的重要钻井液处理剂。中国20世纪50年代使用的降滤失剂仅有褐煤，60年代开始使用羧甲基纤维素和水解聚丙烯脂，70年代研制成功磺化酚醛树脂。随着研究的不断深入以及钻遇地层条件的日趋复杂，已逐步开发出一系列的天然及天然改性钻井液降滤失剂。利用橡碗、落叶松树皮和花生壳等提取物替代部分苯酚制备了磺化酚醛树脂钻井液降滤失剂。研究兴安落叶松树皮中酚类化合物经适当的化学改性反应后，酚类化合物之间发生适度的化学反应，在适宜的范围内提高其相对分子质量E所得产物添加到聚合物钻井液中，可得比纯聚合物钻井液的流动性和失水造壁性能均更好的改性酚类强化聚合物抑制性能的钻井液。

3）用作调剖堵水剂

中国拥有丰富的稠油资源，居世界第四位。目前国内外常用蒸汽驱或蒸汽吞吐等方法降低稠油粘度，以利于开采.但在开采过程中，由于油藏的非均质性和蒸汽与稠油之间的密度差异，会出现蒸汽的重力超覆和气窜现象，致使原油采收率偏低和开采成本升高。为了改善蒸汽采油的效果，提高蒸汽注入的质量，可用耐高温堵剂封堵油藏的高渗透层。

3. 烤胶在日用化工中的应用

1）制作木工胶粘剂

栲胶制作木工胶粘剂并用于生产已有30多年的历史，现在胶粘剂的种类、产量及应用范围都有了很大发展.南非是黑荆树栲胶胶粘剂的主要生产国，除未增强胶外，还有与酚醛树脂或脲醛树脂合成的增强胶，单宁—淀粉胶及“密月”快速固化胶，广泛用于半室外和室外刨花板、胶合板、层积木及木材冷固性指接上.利用脲醛树脂增强黑荆树胶的耐水性后，现已用于生产耐水瓦楞纸板和纸张胶合。

2）用作水、气及废料的处理剂

栲胶用作锅炉、热交换器及汽车水箱的除垢剂，废水处理的絮凝剂及净化气体用的脱硫剂，这3种用途早已达工业和商业水平。近年来又有不少新的进展，1987年南非用胺类化合物、甲醛和黑荆树栲胶制成了新品种絮凝丹，用于河水处理，沉降时间大大缩短了。同年日本将含单宁的植物放于饮用水中(比例为水0.5%-1%)，作为趋氯剂，很有效。上世纪90年代出现了单宁与羟胺衍生物或磷酸不饱和羧酸等物质组成的抗腐蚀抑制剂，用于处理锅炉用水。

4. 栲胶在医药及食品保健中的应用

栲胶中的植物多酚因具有抗氧化性等特殊性能而广泛地应用于医药及食品保健行业，因此近年来关于植物多酚生理活性的研究非常火爆。通过对动物进行大量的体内外实验，众多的流行病学资料表明食用一定量的植物多酚对疾病有预防及抑制作用。在食品中加入适量的植物多酚还具有一定的保健作用，市面上也有少许的保健食品上市，如保健糖果、保健饮料、抗衰老保健品、防辐射保健食品、抗过敏食品以及减肥保健食品等。

5. 烤胶在其他方面的应用

单宁酸具有收敛作用，能消炎、止血、止泻.没食子单宁水解后的没食子酸具有抗菌、止喘、抗病毒、抗血栓等生理活性，还可制抗氧剂、脚气除臭剂.利用单宁酸的收敛性、抗氧化和染色性，近年用它配制化妆品，如止汗剂、红斑抑制剂、皮肤粗糙预防剂、染发剂等.用火炬松树皮单宁部分或全部取代间苯二酚制RFL树脂用于丁苯橡胶的生产.还可用单宁制作钢和铸铁件的防锈剂、木材防腐剂、杀虫剂、杀植物病毒剂、水泥添加剂及阳离子交换树脂等.

主要参考资料

[1] 简明精细化工大辞典

[2] 栲胶应用研究综述

[3] 栲胶的化学改性及其应用研究进展