皮革制造是拥有数千年历史的传统产业,致力于将肉类加工副产物——动物皮——转化为高附加值皮革产品,展现出优良的可持续性。根据联合国粮食及农业组织统计,2014-2023年间,全球年均牛羊存栏量为34.2亿头、屠宰量为13.7亿头。这些动物皮若不得到有效利用,将被填埋并产生大量温室气体。据美国原皮皮革委员会报道,每张牛皮被填埋将产生约25千克填埋垃圾,排放22.25千克二氧化碳。皮革行业的固碳效应,对实现碳中和目标具有积极的推动作用。动物皮的主要成分胶原是一种重要的动物生物质资源,皮革行业对动物皮的有效利用充分体现了循环经济理念。皮革主要用于生产鞋类、家具、服装等产品,对全球经济贡献显著。中国轻工业联合会提供的数据显示,2024年中国皮革行业实现销售收入8774亿元、利润472亿元、出口额929亿美元、进口额173亿美元,因此皮革行业是中国具有国际竞争力的重要产业。
皮革行业作为传统制造业之一,亟需通过转型升级与科技创新,向绿色化、高端化、智能化方向发展。2024年11月8-10日,第十五届全国皮革科学技术会议在四川成都召开,会议以"科技驱动新质发展"为主题,汇集了300余位行业专家、学者、企业家、技术人员、学生等参会。会议通过36场学术报告和62份墙报展示了皮革科技发展的三大趋势:皮革制造可持续技术、先进皮革功能材料、胶原的高值利用。
图文摘要
一、皮革制造可持续技术
皮革制造绿色可持续技术的发展主要依赖于环保型皮革化学品的开发及其应用工艺的优化,以及相关生态环境评估。制革生产中难以处理的污染物主要包括铬、氯化钠和COD(特别是难降解的有机污染物)。皮革绿色化学品(包括具有自身可持续性和高吸收性的化学品)对降低行业环境负荷具有关键作用。基于生物酶的皮革制造技术持续受到关注,其中解决酶制剂在皮/革基质中传质与反应的矛盾是该技术工业应用的核心问题。无铬鞣剂开发是从源头消除铬排放的重点方向,其中生物质基鞣剂是研究热点,对于实现低碳环保制革工艺具有重大潜力。此外,亟需加快开发与无铬鞣体系配套的染整化学品(尤其是两亲性、两性离子、阳离子型复鞣加脂剂),以解决无铬鞣革吸水性强、与染整材料结合力弱等技术难题。皮革生态环境评估(如皮革价值链的碳足迹核算与生命周期评价、皮革制品/化学品/废弃物的生物降解性与生态毒性风险评价)对皮革产业的可持续性优化至关重要。针对上述碳足迹核算和生命周期评价,建立我国自主的数据可信、可追溯的关键皮革化学品、原料皮、皮革制品的碳足迹数据库,可促进我国皮革行业的绿色低碳循环发展,显著增强我国皮革行业的国际竞争力。
二、先进皮革功能材料打造高端皮革产品的关键策略是持续开发并优化先进皮革功能材料。利用制革技术对皮革进行特殊改性处理,可使皮革在拥有常规性能的基础上,获得防水、电磁屏蔽、阻燃、抗菌、导电等新功能。例如,通过将疏水性硅烷偶联剂等低表面能化学品固定在皮革上,可赋予皮革防水性,并通过磨革处理构建皮革纤维微纳结构可进一步增强其防水性。通过在皮革纤维原位生长导电物质或表面涂覆导电层可赋予皮革优良的导电性,使其在运动、健康监测等领域展现出广阔的应用前景。皮革功能材料的开发彰显了传统皮革科学与先进材料科学交叉融合的潜力与优势,对皮革产业向高端制造转型具有重要的推动作用。
三、胶原的高值利用当前全球原料皮供应量已超过制革行业需求,以牛皮为例,皮革行业对牛皮的利用率仅为60%。这些过剩的原料皮若不得到有效利用,不仅造成环境危害,还会导致严重的资源浪费。在此背景下,原料皮的主要成分——胶原——在非制革领域的应用得到了显著推进。胶原具有优良的生物相容性,在生物材料、食品、化妆品等与人类生命健康密切相关的高附加值领域发挥着重要作用。在生物材料领域,胶原作为人体结缔组织的主要结构蛋白,具有优异的组织诱导再生性,在组织工程应用中展现出显著优势。胶原还可用于药物缓释,作为药物包覆载体实现药物的可控释放。另外,胶原还被制成可注射胶原产品,用于提升皮肤弹性和紧致性,在医美领域广受欢迎。在食品领域,胶原被开发成为口服肽、可食用包装膜、膳食补充剂等。口服胶原肽易被人体吸收,可改善皮肤、关节、骨骼等健康。胶原可食用膜能有效延长食品保鲜期,简化食用前的处理流程。胶原还可添加于肉制品、乳制品、甜品、饮料中以改善口感。在化妆品领域,胶原凭借良好的皮肤渗透性、吸收性和保湿性,被用作活性成分加入面膜、面霜、精华液等护肤产品中,有助于保持肌肤的年轻和健康态。展望未来,皮革科技应继续聚焦绿色、低碳与高端化发展,重点突破皮革制造的可持续关键技术,研发高品质、多功能皮革产品,并深化胶原在高附加值领域的创新应用。