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 科技成果为皮革行业可持续发展注入新动能——第36届国际皮革工艺师和化学家协会联合会(IULTCS)大会技术报告摘要汇总(三)

科技成果为皮革行业可持续发展注入新动能——第36届国际皮革工艺师和化学家协会联合会(IULTCS)大会技术报告摘要汇总(三)

2022-05-20

来源:《北京皮革》

作者:汇编/王宵宵

接上期


3 皮革加工清洁技术

3.1 氧化法和酶法相结合的脱毛工艺:皮革工业的可持续技术

本研究尝试使用氧化物和蛋白酶对山羊皮进行脱毛。传统脱毛系统在生化需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)等方面存在较大的污染负荷,本研究所探索的方法简单、高效,能达到理想的脱毛效果。通过1%的氧化物和1%的酶持续作用10~12 h,实现了山羊皮的完全脱毛。与对照样品相比,BOD、COD 和总溶解固体 (TDS) 的污染负荷分别降低了44%、35%和51%。用这种方法生产的皮革的感官性能,与同类产品相当。此外,这种方法的另一个优势是不需要进行复灰和脱灰处理,大大减少了皮革的加工时间。本研究还建立了脱毛剂透过动物表皮的毛孔进行扩散反应的力学数学模型,该模型符合朗格缪尔等温线单层吸附方程。用此工艺制得的坯革、成革与对照样品相比,坯革的染料吸收率提高,成革的物理机械性能与常规工艺生产的成革相当。

3.2 清洁生产用聚醚胺三嗪衍生物无铬鞣剂的制备及应用

本研究采用一步法合成了聚醚胺三嗪衍生物(ET),并通过FT-IR、1H NMR分析确定了其结构。然后,将ET应用于鞣制过程,并对ET无铬鞣制方法进行优化和评价。结果表明,在pH 6条件下,用8%的ET鞣制6 h,坯革的收缩温度为83.9 ℃,厚度变化率为97.5%。与传统铬鞣革相比,ET鞣制的坯革具有优良的物理机械性能及感官性能。XRD、DSC、TG、SEM和Zeta电位分析表明,ET能与胶原侧链的氨基偶联,破坏纤维间的部分氢键,显著改善成革的柔软性,但对胶原的高级结构没有影响。与传统的铬鞣方法相比,这种鞣制方法的另一个特点是在鞣制过程中,废水中的氯离子浓度降低42.1%,COD和TDS排放量分别减少40.5%和27.2%。ET鞣制法圆满解决了传统铬鞣的污染问题,为促进皮革工业的可持续发展提供了一条途径。

3.3 自清洁皮革的制备与性能研究

以植鞣革、磨砂革为基底材料,根据超疏水涂层仿生原理制备自清洁皮革。将环氧基团通过原子转移自由基聚合(ATRP)修饰在二氧化硅(SiO2)纳米颗粒上,并使其在皮革表面形成永久性超疏水涂层。对自清洁皮革的静态防水性、透水气性、表面接触角和涂层性能进行了评价。结果表明,皮革的表面接触角从117.56 °提高到151.17 °,可长期保持静态防水效果。

3.4 脱毛体系对比

通过对比不同脱毛体系发现,与基于硫化物或无硫化物的保毛脱毛法相比,传统浸灰-毁毛法是鞣前准备工段中污染最严重的工序之一。本研究提出一种可减少废液中总溶解固体含量(TDS)、COD、BOD和硫化物,同时实现废液再利用以及节约用水的环保保毛脱毛体系。采用传统的脱毛体系脱毛,在常规的浸灰-毁毛工序中,浸灰化学品可完全破坏毛和表皮,或在一定程度上松动它们,使它们能够被后续的机械作用去除。而对于本研究提出的脱毛体系,虽然保毛脱毛工序与浸灰-毁毛工序所使用的化学品(石灰和硫化物)基本相同,但应用的方式有所不同。该方法的原理是先用石灰对毛干进行预处理而产生保护毛纤维的作用,再使用硫化物或硫氢化物进行处理,这时硫化物或硫氢化物只攻击毛根并使毛脱落,但并不破坏受到保护的毛纤维,随后再通过过滤和收集装置将毛回收。因此,保毛脱毛工艺具有降低废液中TDS的优点。

3.5 一种基于多环氧基二元聚合物的无盐无铬鞣制技术

本研究开发了一种基于甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯与甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物(PEGMA-co-GMA)和硫酸铝的新型白湿革鞣制方法,旨在避免铬和中性盐污染,同时提高成革性能。以甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯(PEGMA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为原料,通过自由基聚合制备了一种含有多环氧基的二元共聚物PPG。亲水性的PEGMA能赋予PPG良好的水溶性,并能遮蔽胶原纤维中的羧基,有利于Al3+在皮革中的渗透,实现均匀鞣制。采用红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H NMR)法测定PPG的化学结构,并对成革的相关性能进行测试,结果表明,成革具有良好的耐湿热稳定性(Ts>83 ℃)和优良的力学性能。PPG中的活性环氧基能与胶原纤维中的氨基反应,可以在实现无盐浸酸的同时,改善成革的性能。SEM和EDS测定结果表明,鞣制后的胶原纤维分散良好,鞣剂在皮内均匀渗透。综上所述,该研究所提供的鞣制方法有利于制革清洁生产技术的发展。

4 企业家精神和可持续性发展

4.1 意大利为全球环境和气候保护提供经验

本报告就意大利碳足迹(CFI)认证方面的经验与国际同行进行交流,通过探讨全球范围内的现行碳减排政策,敦促各方迅速采取措施,并提出实现碳减排目标的关键是必须保证向公众提供透明、可靠和有效的信息。ISO 14067标准是国际公认的对碳足迹(CFP)进行量化评价的工具,已被众多企业所采用,可以为各方提供可靠的评价数据。以CFI减排为例:首先,提升数据的可信度,只允许获得了独立的第三方所出具验证声明的生产商/组织参与。其次,提高数据的透明度,要求在专业网站上,公开每个注册产品的数据,且这些数据可以通过打印在产品本身上的QR码轻松获得。最后,通过使用区块链技术来保证数据的可靠性,该技术以不可修改的方式存储数据,从而为产品全生命周期的数据溯源提供可能。该标准适用于全球现有相关项目的认证,这些项目汇聚于碳减排国际网络平台(https://carbonfootprintinternational.com/)。最后,本报告分析认为,价值链中不同参与者之间应加强合作,才能实现产业链良性循环发展,并以皮革产业链为例,对原材料供应商、制革厂和消费者在碳减排中所应发挥的作用进行分析。

4.2 皮革行业的可持续发展之路

谈到可持续发展这个话题,皮革行业经常被误解、曲解,甚至遭到不公平对待。鉴于皮革固有的可持续特性,作为一个行业,为了实现可持续发展的共同目标,当务之急是将各方的力量聚集在一起。

本论文介绍了可持续皮革基金会基于人类文明与地球生态共生共赢的运营理念,探讨了如何运用这些理念构建有效机制,使我们在推进皮革行业发展的同时,不仅可以保护环境,还可以提高社会美誉度并获得切实的投资回报。建议应重点考虑以下几点:皮革行业特有的可持续能力的定义和原则;为了实现这一目标,为什么皮革行业需要拓展视野、跨领域合作;皮革行业可以通过什么样的途径来更好地化解风险;强调通过技术创新减少皮革行业对环境的负面影响。

4.3 肯尼亚中小型皮革产品制造企业的技术水平仍待提升

肯尼亚皮革行业具有巨大发展潜力,在肯尼亚2030年规划目标中,皮革行业被定为其重要的经济支柱产业。要想充分发挥皮革行业的潜力,就必须应对许多挑战,其中的关键在于如何提升皮革行业的技术水平。技术水平高低对制造产品的质量和数量有重大影响。本研究调研了当前肯尼亚中小型皮革产品制造企业的技术发展现状,认为技术水平高低是决定企业产品质量的主要因素。采用简单随机抽样方法,对81家中小企业进行了抽样调查。为了便于相关数据的获取,采用描述性统计方法设计了调查问卷。结果表明,尽管有(6.0±0.5)%的企业引入、采用了机械化制造设备及技术,但管理技术落后现象非常普遍。缺乏足够的资本(资金)被认为是导致企业技术水平偏低的主要原因,其他还包括缺少具有熟练技术技能的工人、无法招聘到高层管理人员。为应对上述挑战,建议政府扩大对皮革行业企业的金融支持和税收减免,以提升其核心竞争力。

4.4 皮革气味问题影响其在中国汽车内饰中的应用

对大多数西方人来说,用于新车装饰的皮革所散发出的浓郁、甜美和麝香的气味,是其吸引力的重要组成部分。但对中国人来说却并非如此,他们无法忍受皮革的气味。经过十几年的快速发展,中国的汽车年销量从1200万辆(2010年)增长至2400万辆(2017年),中国已成为世界上最大的汽车市场。在全球销售和生产的每4辆汽车中,就有1辆来自中国。中国汽车市场份额的三分之一属于高端细分市场,其中皮革是最受青睐的豪华汽车用内饰材料。但在2010年,汽车制造商开始收到越来越多中国客户的投诉,称他们不喜欢汽车内饰革所散发出来的气味。在过去4年中,尽管投诉有所减少,但汽车内饰革气味过重仍是众多汽车制造商面临的首要问题。因此,针对汽车内饰革异味和挥发性有机化合物的释放,中国出台了严格的审查规定。美国和德国允许汽车制造商使用自己的标准,但中国则要求汽车内饰革要达到比其他国家更严格的VOC标准要求。VOC检测在美国没有那么重要的一个原因是其对甲醛等有害物质释放已经制定了较为完善的标准。气味测试并不是一个非常科学的过程,这种测试由受过嗅觉训练的人来完成,但个人的偏好会导致不同人对相同气味的测试结果判定存在差异。

来自不同国家、地区的人对气味有各自的偏好。通常,一种感觉或情绪是与某种气味有关的。气味测试是一种非常主观的测试,因为它是由人的鼻子完成的。使一个人愉悦的气味对另一个人来说可能并非如此。去除一种气味非常困难,但了解引起这些气味的挥发性化合物成分可以最大程度地减少汽车内饰革产生难闻气味的风险。本研究分析了导致中国消费者不接受汽车内饰革所散发出来的气味的原因,并从嗅觉的定义、气味的测试方法以及皮革中挥发性化合物的来源等方面,探讨解决问题的方法。


(接下期)

责任编辑人:潘飞

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